多孔预制体对SiC/Al复合材料孔隙率的影响

采用无压浸渗法制备了SiC含量较高的SiC/Al复合材料,分析了造孔剂添加量对多孔预制体孔隙率的影响,利用铝液浸渗多孔体理论分析了多孔顸制体孔隙结构对复合材料孔隙率的影响.结果表明:通过添加造孔剂可以调节多孔预制体的孔隙结构,使预制体的孔隙率增加;多孔预制体的孔隙结构的变化可以调节复合材料的孔隙率.多孔预制体的孔隙率越高、孔隙尺寸越大,则铝液浸渗畅通,复合材料的孔隙率越小.     

变载荷下SiC多孔陶瓷的摩擦磨损性能研究

在改进后的MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机上研究变载荷下SiC多孔陶瓷的摩擦磨损性能,通过变载荷和静载荷试验对比分析变载荷对摩擦因数的影响及变载荷下多孔陶瓷的磨损机制。结果表明,变载荷下随着载荷增大SiC多孔陶瓷摩擦因数减小,SiC多孔陶瓷的磨损机制为脆性断裂和磨粒磨损。建立多孔陶瓷和45#钢的环-块摩擦副几何模型,运用有限元分析软件ANASYS Workbench仿真分析变载荷对接触应力的影响。结果表明,SiC多孔陶瓷的接触应力分布不均匀,并且接触应力呈现环-块接触的垂直轴线区域大、两侧小的状态,其中最大接触应力出现在与块接触区域,环和块的最大接触应力位置错开一定的距离。     

预烧结温度对多孔氧化锆陶瓷孔隙率和力学性能的影响

将氧化锆亚微米粉干压、冷等静压成型后在8501 100℃下进行预烧结,制得了多孔氧化锆陶瓷,研究了预烧结温度对陶瓷孔隙率、硬度和抗弯强度的影响;然后对多孔氧化锆陶瓷进行铣削试验,获得了适合铣削的多孔氧化锆陶瓷的预烧结温度。结果表明:随着预烧结温度升高,氧化锆陶瓷的孔隙率降低,硬度和抗弯强度增加;当预烧结温度高于1 000℃后,陶瓷颗粒间会形成烧结颈,将大幅提高陶瓷的力学性能;适合铣削的多孔氧化锆陶瓷的预烧结温度为1 050℃。     

无机陶瓷纳滤膜法精制金银花水提液的试验研究

选择孔径为100nm的无机陶瓷纳滤膜对金银花水提液进行了分离提纯试验,考察了操作压力、料液循环流速、料液温度及料液浓度等操作参数对无机陶瓷纳滤膜分离性能的影响,为工业实际应用提供依据.研究结果表明,孔径为100nm的无机陶瓷纳滤膜对金银花水提液中的蛋白质、多糖等杂质的去除效果要明显优于传统的水提醇沉方法,而对有效成分绿原酸的影响较小,能够达到金银花水提液的精制要求,所需时间也大大缩短.随着料液温度及循环流速的增加,稳态渗透通量有显著提高;同时料液浓度的降低也有助于提高稳态渗透通量.但稳态渗透通量并不随着操作压力的增加而成比例增加.     

孔隙率可控的多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备

采用凝胶成型法制备用作骨移植和药物传递的多孔羟基磷灰石(HA)生物医用陶瓷,通过改变工艺参数制得了孔隙率和孔径可控、内部连通的三维网状开孔结构的HA,对其孔隙率、孔径及生物相容性进行了分析.结果表明:通过改变循环浸渍次数可以控制调节孔隙率在45%～92%之间;通过改变母体模板和浆料涂层的厚度可以控制孔径;制得的HA具有良好的生物相容性,具有这种特点的孔洞结构有利于骨细胞的生长.     

多孔铝的低压成形工艺及其影响因素

以纯铝粉和氯化钠为原料,经混合、低压成形、烧结、溶出造孔剂的方法制备多孔铝,分析了影响多孔铝的孔隙率、孔隙结构、渗透性能、冲击变形量的各种因素。结果表明:含氯化钠45%的混合粉体于120 MPa下成形,在655℃烧结3 h后于水浴中将氯化钠溶出,制备出孔隙率为53.4%及渗透流量为0.128 mL.s-1的多孔铝。成形压力对多孔铝的性能影响最为显著,成形压力增大使开孔孔隙率、渗透流量降低,冲击变形量降低,使闭孔孔隙率增大。     

B_4C-SiC复相陶瓷的制备与性能

采用粒径为10.22μm的B_4C粉和粒径为1.07μm的β-SiC粉,通过球磨混合后用真空热压烧结工艺,在1 900～2 100℃制备了纯B_4C陶瓷和B_4C-20%SiC复相陶瓷,并进行了相结构分析和力学性能测试。结果表明:SiC的添加对B_4C陶瓷的致密度影响不大,当烧结温度为2 100℃时,纯B_4C陶瓷和B_4C-20%SiC复相陶瓷的相对密度分别为87.9%和87.0%;孔隙率显著地影响B_4C基陶瓷的力学性能,抗弯强度σ_w与孔隙率θ的关系符合公式σ_w=257exp(-2.18θ)。     

造孔剂含量对粉末冶金不锈钢多孔材料孔隙率和抗压强度的影响

利用粉末冶金法制备了不锈钢多孔材料,研究了造孔剂含量对其孔隙率和抗压强度的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,不锈钢多孔材料的平均孔隙率增大、抗压强度下降;造孔剂的质量分数控制在40%～50%之间时,可在保证强度的前提下使不锈钢多孔材料具有较高的孔隙率。     

石墨多孔材料孔隙率测定方法研究

孔隙率是多孔材料的关键指标,是多孔材料若干性能最主要的决定性因素。采用质量体积法、浸泡介质法和压汞法3种实验方法测定多孔石墨材料的孔隙率,并对测定结果进行比较分析。结果表明:浸泡介质法测量的是开口孔隙率,因而数据偏小;质量体积法与压汞法测试结果相差不过5%,表明质量体积法是一种简单可行的孔隙率测定方法。     

三维互穿网络结构Al/RSiC复合材料的制备及性能

以不同孔隙率(17%,23%,28%,34%)RSiC陶瓷为基体,以ZL102铝合金为第二相,采用真空压力熔渗法制备了Al/RSiC复合材料,研究了RSiC陶瓷孔隙率对该复合材料性能的影响。结果表明:Al/RSiC复合材料具有双连续三维互穿网络结构,陶瓷相和金属相在三维空间连续分布;当RSiC陶瓷孔隙率由34%下降到17%时,复合材料的抗弯强度先略有升高后下降,当陶瓷孔隙率为28%时达到最大,为181MPa;复合材料的热膨胀系数随着陶瓷孔隙率的减小而降低,且低于理论计算值,RSiC陶瓷的三维网络结构对复合材料的热膨胀性能起决定性作用。     

单液滴冲击多孔介质过程的数值模拟与试验

三维打印过程中,粘结剂的性能及动态行为对打印过程的质量有重要影响。本文中分析了单液滴对多孔介质的冲击、扩展、渗透动态过程,建立了液滴动态变化的数学模型。为了准确描述液滴流动的动态效果,采用VOF(Volume of fluid)模型来跟踪液滴形状,采用PISO(Pressure implicit split operator)算法计算压力速度耦合。分析了液滴特性、冲击速度和多孔介质孔隙率对液滴扩展特性的影响。试验结果表明,提出的模型可以进行良好的预测,同时发现液滴最大扩展半径随液滴初始速度的增加而增加,随粘度的增加而减小;孔隙率越小,液滴在多孔介质外部的扩展明显,扩展半径变大,渗透厚度变小。     

变厚度多孔梯度材料圆板的热后屈曲分析

为分析多孔梯度材料圆板在非均匀温度场中的热后屈曲响应,基于经典板理论和物理中面概念建立了梯度多孔材料圆板在热载荷作用下的控制微分方程,其中假设厚度变化沿半径为二次抛物线型且板在其厚度上具有对称和非对称的非均匀孔隙率分布。采用打靶法数值求解了问题的屈曲和后屈曲响应,给出了均匀升温和热传导下的梯度多孔非线性变厚度圆板后屈曲平衡路径。结果显示：变厚度系数、孔隙率系数、孔隙分布方式以及温度场对板的临界载荷和后屈曲平衡路径均有影响;在不同温度场中孔隙率系数越大,屈曲时的临界载荷越小;孔隙率对称分布下的临界载荷大于非对称情况下的。     

孔隙率对Al_2O_3陶瓷涂层绝缘轴承绝缘性能的影响

采用等离子喷涂工艺在轴承外圈上喷涂Al_2O_3陶瓷绝缘涂层,对涂层厚度、微观结构、孔隙率及绝缘性能进行检测,结果表明:等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层结构中存在一定数量的孔隙,不同喷涂工艺参数下,孔隙率在1%~8%之间;孔隙率对涂层的绝缘性能影响较大。     

粗SiC颗粒对再结晶碳化硅陶瓷抗热震性能的影响

研究了粗碳化硅(SiC)颗粒的加入对再结晶碳化硅陶瓷(R-SiC)抗热震性能的影响;通过不同温度下热震(水淬试验)后测试不同配方陶瓷的残余强度来评价其抗热震性能,并测试了R-SiC陶瓷在30～1200℃的平均线膨胀系数,通过SEM分析了材料的显微结构及热震损伤机制。结果表明:随着粗SiC颗粒(250μm)含量的提高,R-SiC陶瓷的密度、临界热震温差均先升后降;含有50%250μm SiC颗粒陶瓷的密度最大,为2.60 g·cm~(-3),线膨胀系数最小,为4.60×10~(-6)/℃,抗热震性能最好,其临界热震温差达395℃;250μm SiC颗粒的引入使得R-SiC在热震过程中产生大量的微裂纹,能够迅速吸收存储在材料中的弹性应变能,从而提高其抗热震性能。     

喷射电沉积制备泡沫镍实验研究

提出了一种制备泡沫镍的新方法——喷射电沉积法。该方法基于高电流密度容易生成多孔枝晶沉积层的原理,制备了具有简单形状的泡沫镍试样。研究了相关工艺参数（电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等）对泡沫镍试样的微观结构影响,结果表明：多孔沉积层的孔壁由枝晶构成,孔壁围成了孔洞,孔隙率在30%～70%之间;随着电流密度的增大,泡沫镍的孔隙率逐渐减小;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增大。     

变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及其吸声性能

采用凝胶发泡法制备了变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷,通过试验得到了胶凝剂和发泡剂的最佳加入量,研究了在该最佳加入量下制备试样的厚度及其背后空腔尺寸对吸声性能的影响。结果表明:当发泡剂和胶凝剂的质量分数均为1.00%时,制备的泡沫陶瓷的孔隙率为75.2%,平均孔径为150μm,抗弯强度和抗压强度分别为8.13 MPa和5.41 MPa;当试样厚度为15mm、背后空腔厚度为20mm时,Al_2O_3泡沫陶瓷的峰值吸声系数可达0.8,其在100~500 Hz低频范围的吸声系数为0.12~0.65。     

水润滑陶瓷滑动轴承的研究

通过水润滑陶瓷滑动轴承的台架实验,即分别对Si3N4轴套/SiC轴颈、SiC轴套/SiC轴颈、SiC轴套/Si3N4轴颈组成的滑动轴承,在水润滑条件下的承载情况进行对比和验证得知,Si3N4轴套/SiC轴颈不能进行热匹配,SiC轴套/Si3N4轴颈可以进行热匹配但摩擦副性能一般,SiC轴套/SiC轴颈的热匹配性能最好,且在水润滑条件下体现出最佳的摩擦磨损性能,因此得出在大直径、大功率、高转速的条件下,水润滑陶瓷径向滑动轴承的最佳摩擦副组合是SiC/SiC的结论。此外,为解决结构上应力集中带来的一系列问题,针对陶瓷材料的特性,提出一种全包容陶瓷滑动轴承结构,提高了陶瓷滑动轴承使用的安全性和可靠性。     

Fe3Al金属间化合物多孔材料的孔隙特征

通过在Fe3Al粉末中添加挥发性造孔剂,利用粉末冶金技术制备了Fe3Al金属间化合物多孔材料,研究了其孔隙特性和成孔机理,并通过计算分析了孔隙比表面积及平均有效孔径.结果表明:随着Fe3Al多孔材料的开孔隙率不断增加,材料比表面积不断减小,平均有效孔径不断增大;通过近似计算,得出添加25%聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的试样平均有效孔径达到21.6μm,比表面积超过2000cm2·cm-3;Fe3Al多孔材料内部大孔壁上的微孔可以帮助造孔剂顺利挥发排除,也可以增加Fe3Al多孔材料比表面积和渗透性能.     

喷射电沉积制备多孔金属镍工艺

采用喷射电沉积方法,在直流不同加工参数条件下制备了多孔金属镍;利用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对试样的显微结构进行了观察和分析;研究了喷射参数对制备多孔金属的电沉积速率、表面形貌及孔隙率的影响.结果表明:在喷射距离为20 mm,电流密度为500 A·dm-2的条件下,随着喷射流量的增大,沉积速率减小,孔隙率增大,孔隙均匀度减小;采用喷射流量为100 L·h-1时,得到孔隙分布致密均匀、孔隙率为70.1%的多孔金属镍;沉积层表面随喷射流量的增大趋向平整,晶粒明显细化,但是结晶形态无明显变化.     

基于Fluent的纤维过滤器内部流场数值模拟

为了研究滤层结构和滤速对纤维过滤器过滤效果的影响,针对不同工况,运用计算流体动力学软件Fluent中的多孔介质模型对纤维过滤器滤层的边界条件和计算参数进行设置,对过滤器内部压力场和速度场进行数值模拟,对计算结果进行分析与讨论。以圆柱形滤层结构为研究对象,详细分析半径、厚度及滤速对过滤器内部流场的影响规律。结果表明,压力损失随滤速和厚度的增大而增大,近似呈线性关系;滤层上部滤速稳定,中下部速度波动大,半径对滤层压力损失和速度的影响较小。