深水固体浮力材料的制备及性能研究

以环氧树脂E-44为基体材料,以改性593为固化剂,填充大量空心玻璃微珠制备固体浮力材料。研究空心玻璃微珠的填充量及空心玻璃微珠的表面改性处理等对固体浮力材料的密度、力学性能的影响。结果表明,增大玻璃微珠填充量,可使固体浮力材料的密度和压缩强度降低,空泡率增大。玻璃微珠表面改性处理,可使固体浮力材料的压缩强度变大,添加缓释剂可有效减少制备过程中散热不均产生气孔的问题。     

全海深载人潜水器用浮力材料的有效弹性模量特性研究（英文）

为了研制性能更加优越的全海深浮力材料,文章针对由玻璃微珠和环氧树脂基体组成的复合泡沫材料建立体心立方单胞的微观力学模型,通过ANSYS有限元软件,对不同玻璃微珠体积分数和不同玻璃微珠壁厚组合的浮力材料进行了力学分析,结果表明:(1)最大应力主要集中在玻璃微珠内表面,并有明显的应力梯度;(2)当玻璃微珠体积分数相同时,随着r/R的减小,最大应力从玻璃微珠赤道位置的边界点逐渐向赤道位置扩展,随着r/R的进一步减小,应力开始向基体转移;(3)有效弹性模量曲线相交于r/R=0.962,玻璃微珠体积分数越大,随着r/R的增大,有效弹性模量减小越快;(4)t/R0.04时,随着玻璃微珠体积分数的增大,相对弹性模量呈增大的趋势;(5)获得了玻璃微珠厚度、体积分数与有效弹性模量及浮力材料比重之间的关系图,为高性能全海深浮力材料的研制提供了理论依据。     

轻质夹层结构复合材料的制备及性能

为减轻以往夹层结构复合材料的密度,采用高强玻璃钢材料作为表层、多种空心玻璃微珠填充聚氨酯改性环氧树脂合成的轻质吸声材料作为芯材,制备了一种新型的轻质夹层结构复合材料,对夹层复合材料的制备工艺进行设计,并研究其水声性能和力学性能。结果证明,以南京玻纤院的S2高强织物采用真空成型合成的玻璃钢作为表层材料和轻质聚氨酯改性环氧树脂材料作为芯材来制作的夹层结构复合材料具有重量轻、水声性能和力学性能优良的特点,在降低夹层结构复合材料重量的同时,具有良好的声隐身性能和承载性能,更有利于工程应用。     

一种填充空心玻璃微珠的粘弹性聚合物声学特性研究

采用多重散射法,通过微珠周期分布简化模型分析了填充空心玻璃微珠的粘弹性聚合物板的声衰减性能。不同空心微珠填充分数下的理论计算结果均与Baird等人的实验测试结果基本吻合,说明了文中所采用的模型和算法是有效的。采用严格的Mie散射理论,分析了单个空心玻璃微珠在聚合物中的Mie散射特性,结果表明文中分析频率远低于空心玻璃微珠的共振频率,微珠在该频段主要通过调节材料等效阻抗和耗散来提高复合材料的声衰减,与相同厚度不含空心玻璃微珠聚合物板的声衰减相比,复合材料声衰减有很大提高,且声衰减性能随微珠填充分数的增加而逐步增强。     

深海浮力材料体积弹性模量测试方法研究进展

固体浮力材料是现代深潜技术的重要组成部分之一,是深潜器设计装备的六大关键技术之一,也是海洋勘察及深海工程中最普遍应用的一种材料。这种材料主要是为深海装置提供浮力,以实现深海装置的悬浮定位,无动力上浮下潜,增大有效载荷,减少外型尺寸。固体浮力材料在应用到深水装备之前,需要对其关键性能指标进行检验,包括密度、高压吸水率和体积弹性模量等,以保证深水装备的安全使用。其中,体积弹性模量的检验则是一个技术难点。鉴于此,本文综述国内外固体浮力材料体积弹性模量的测试方法,包括仿真计算法、超声测量法和高压原位测试法,为水下装备设计开发人员提供参考。     

深潜装备材料发展关键技术研究

本文以深潜装备材料应用需求为导向,深入研究当前各国主要耐压壳体材料和固体浮力材料的应用现状及发展趋势。通过对材料的机械性能、化学成分等指标进行对比分析,提出了当前深潜材料发展遇到的系列技术瓶颈问题和相应解决方案。通过深入分析各国深潜材料的关键技术和性能指标,发现其总体趋势均向着高强度、低密度方向发展,但在尝试进一步提升材料性能指标时,却导致材料出现韧度降低、焊接性能差、吸水率增高等系列缺陷。因此,尝试研发各项性能优异的空心陶瓷和纳米复合材料等新型材料。陶瓷基复合材料和碳纳米管增强浮力材料以其优异的结构强度和抗压性能,必将大幅提升深潜装备的总体性能指标,成为深潜器的重要选材。     

氢氧化铝对泡沫酚醛材料的填充改性研究

用超细氢氧化铝对泡沫酚醛材料进行了填充改性。结果表明，填充改性能提高酚醛泡沫的抗压强度；其导热系数随着使用温度和材料密度的升高而增大；泡沫材料在深冷情况下表现出优异的绝热性能。同时对其燃烧性能进行了考察，其临界氧指数高达４７。酚醛树脂泡沫材料在高于１５０℃的高温环境中有自燃的危险，１５０℃以下可安全使用。     

PE/CaCO3复合材料的制备及性能研究

采用双辊混炼和注塑制样的方法制备了PE/CaCO3复合材料,并测试其力学性能和流变性能,并在哈克转矩流变仪中测试了其转矩、温度的关系以及转矩同时间变化的关系,测试结果表明,通过改性和用适当的方法进行混合,可以显著提高材料的冲击强度,但是拉伸强度降低不大,填料的加入使得材料的成本得到下降。本文中使用PE为基材,采用表面处理过的CaCO3为填料并加入适当的偶联剂进行配方设计,以熔融共混工艺制备了PE/CaCO3复合材料,并测试了其力学性能。结果表明,最合适的配方比中加入的CaCO3的含量为65%。     

浸水条件下前期荷载对砂岩颗粒料压缩-回弹特性影响

压缩-回弹特性是地基处理及基坑工程中沉降及回填变形分析的重要参考依据。由于砂岩颗粒料属颗粒类材料,浸水时前期荷载及干密度影响其压缩-回弹特性;采用应力控制式三联杠杆(高压)固结仪,探究浸水24 h后前期荷载及干密度对砂岩颗粒料压缩-回弹特性影响。结果表明:干密度相同时,随着前期荷载增加,砂岩颗粒料压缩特性逐渐减小;在相同卸荷比条件下,回弹率逐渐降低;前期荷载相同时,砂岩颗粒料压缩特性与回弹特性均随干密度增大而逐渐减小;砂岩颗粒料塑性应变随前期荷载增加、干密度增大而逐渐减小。     

活性炭氧化改性及氯化氰消除的应用研究

本文选用硝酸为氧化剂对活性炭进行了处理,考察了硝酸浓度和处理时间对活性炭表面化学性质的影响,通过傅立叶变换红外光谱、X射线衍射仪对改性活性炭进行了表征,考察了以改性活性炭为载体制备炭催化剂对氯化氰的消除性能。结果表明,硝酸浓度和处理时间是影响活性炭表面化学性质的重要因素,低浓度硝酸氧化改性提高了活性炭的表面亲水性而对活性炭的结构没有明显影响,制备的炭催化剂对氯化氰防护时间明显增长。当硝酸浓度为8%,处理时间5h～8h消除氯化氰效果最好。     

新型金属化改性法对橡胶混凝土性能的影响

金属化改性法是一种全新的橡胶改性方法。采用抗压强度、抗折强度、荷载-挠度试验,研究金属化改性法对橡胶混凝土力学性能、弯曲韧性的改性效果,并对比分析金属化改性法与丁苯胶乳、偶联剂等传统改性法的改性效果。结果表明,金属化改性法能够大幅度提高混凝土的弯曲韧性;金属化改性后的橡胶混凝土跨中挠度较未掺橡胶的混凝土增长530%,相比未改性橡胶混凝土28 d抗压强度提升40%、抗折强度提升25%左右;金属化改性法在混凝土力学性能、弯曲变形等方面的改性效果优于丁苯胶乳、偶联剂等传统改性法,跨中挠度增长达320%,28 d抗压强度衰减率降低50%~75%。     

固体浮力材料在船闸闸门上的应用

介绍了一种新的方案,将浮力材料安装在闸门底部主梁区隔内,抵消闸门的部分自重。对浮力材料的分类、行业应用、材料特性进行介绍。对浮力材料与钢浮箱进行比较,证明浮力材料在船闸钢闸门上应用的可行性,可以在新建大型闸门、老旧船闸改造中推广应用。     

大深度载人潜水器浮力块的结构设计

依据大深度载人潜水器浮力块的使用条件及主要技术性能指标,提出了浮力块的质量和质心坐标的计算方法、布置和分块原则、强度校核标准,并通过对浮力块密度测试和水压试验,测得了浮力块的主要物理性能参数。上述研究结果为浮力块的结构设计、编制我国大深度载人潜水器入级和建造规范中浮力块的结构设计、以及研制同类大深度水下载人/无人潜水器(HOV,ROV,AUV)提供了依据。     

改性海相淤泥工程特性试验研究

将性能优异的土壤固化剂(HAS)应用于海相淤泥的改性处理。通过直接剪切、无侧限抗压强度灵敏度、标准固结试验、孔隙分析X射线衍射及扫描电镜等现代测试手段,研究了改性淤泥的强度特性,探讨固化剂的改性淤泥的机理。试验结果表明,一定掺量下的灰渣胶凝材料能够显著提高改性淤泥的各个龄期强度,改性淤泥的早期强度较高,后期强度能持续增长,同时具有良好的耐水浸泡性。扫描电镜试验结果表明,由于固化剂的加入,彻底改变了淤泥结构。在改性淤泥中,主体结构为钙矾石晶体形成的“空间网状结构”,辅助结构为在碱性环境中土颗粒之间的离子交换、团粒化作用和碳酸化作用所形成的微晶体与凝胶体结构。     

从骨料级配角度探究水泥稳定级配集料混合物(CBGM)配合比设计

肯尼亚某水工项目堆场水泥稳定层所用水泥黏结粒状混合料(CBGM)具有较高的强度要求。由于国内水泥稳定材料普遍强度不高,所采用的配合比很难达到本项目技术规格要求。因此,从骨料级配角度,通过大量试验,分析材料骨架结构对强度的影响,设计出满足技术要求的CBGM配合比。在对多组配合比的规律总结中发现,骨架密实型CBGM具有更高的强度。     

酸雨侵蚀对混凝土性能影响及表面防护措施比选

通过室内模拟酸雨试验,对比研究矿物掺合料、养护时间和表面防护方式对混凝土质量损失、抗压强度损失和中性化性能的影响。结果表明,掺入矿物掺合料后,混凝土试件质量和抗压强度损失比纯水泥配制混凝土有所降低,按适量比例复掺粉煤灰和矿粉抑制效果更优;延长标准养护时间,能减小混凝土试件质量和抗压强度损失;试件表面涂覆硅烷或涂层后均能抑制混凝土试件质量和抗压强度损失及中性化程度,涂覆涂层效果更优。     

Lateral buckling of subsea pipelines triggered by combined sleeper and distributed buoyancy section

In order to release the axial compressive force resulting from high-temperature conditions, sleepers or distributed buoyancy sections are usually installed along the route of the subsea pipeline as the buckle initiation facilities to trigger lateral buckles. DNV-RP-F110 suggests that the individual buckle initiators can be combined to further increase the reliability of buckle formation. In this study, an improved buckle initiation technique, called the combined sleeper and distributed buoyancy section, is investigated. A generalised mathematical model is proposed to simulate lateral buckling triggered by the combined sleeper and distributed buoyancy section, and it can also be applied to simulate lateral buckling triggered by an individual technique, such as triggered only by sleeper or only by distributed buoyancy section. The mathematical model is verified by comparing with the solutions in the literature. The parametric analysis shows that the buckle formation reliability can be improved when the combined sleeper and distributed buoyancy section is employed. Moreover, both the axial force and the maximum stress along the buckled pipeline in the post-buckling stage are at a lower level, so the pipeline will be safer when the combined sleeper and distributed buoyancy section is utilised as the triggers.     

滨海环境下清水防腐蚀混凝土配制技术

通过改变原材料种类、胶凝材料总量、水胶比、矿物掺合料用量和比例以及模板体系等因素,探索混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性以及外观质量的变化规律。水胶比为0.34~0.38,胶凝材料用量不小于420 kg/m3,以1∶2比例掺入30%~60%的粉煤灰与矿粉,掺入20%以下的超细石灰石粉,同时运用消泡剂与引气剂对聚羧酸减水剂加以改进,严格控制原材料性能指标,并在钢模板中涂覆聚氨酯模板漆,可制备出强度等级大于C40,56 d氯离子迁移系数小于3.0×10-12m2/s,外观质量满足JGJ 169—2009《清水混凝土应用技术规程》的清水防腐蚀混凝土。     

不同填料对粉末涂料性能的影响

填料对粉末涂料产品的性能有很大影响。本文主要讨论了沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃微珠、纳米氧化硅这四种填料,对涂层的抗冲击性、耐水煮性、耐海水浸泡性、耐自然暴晒性的影响。