6005 A铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能

为了研究高速列车车体用T6时效6005A铝合金型材的搅拌摩擦焊接头耐工业性环境及海洋性气候腐蚀的性能.通过人造气氛腐蚀试验盐雾试验方法(GB/T10125-2012)、金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则(GB/T24196-2009),对6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头的耐盐雾腐蚀性能及耐电化学点蚀性能进行了研究.盐雾试验搅拌摩擦焊接头腐蚀率低于母材,说明接头耐盐雾腐蚀性能更好;腐蚀后形貌保持最好的是热机影响区,其次是焊核.电化学试验搅拌摩擦焊热机影响区极化曲线在最左上方,腐蚀电流密度为3.005μA/cm2,腐蚀电位为-682.953 mV,说明耐酸性点蚀性能最好,其次是焊核,热影响区电化学参数较差,母材最差.研究结果表明:6005A-T6铝合金型材搅拌摩擦焊接头整体耐腐蚀性能优于母材,尤其是热机影响区耐蚀性能很好,但热影响区耐蚀性能差.     

Ca与Ce在ZK60镁合金腐蚀性能改性中的应用

本文采用电化学法法及失重法,研究挤压变形后含Ca与Ce的ZK60镁合金腐蚀性能,实验结果发现当Ca含量在0.2wt.%,Ce含量在1.0wt.%时,合金的耐腐蚀性能最佳。同时Ca、Ce的加入将会使第二相Ca2Mg6Zn3与Mg41Ce5的尺寸细化,而Ca、Ce的加入使α-Mg基体易形成小阴极大阳极的状态,此效果将在ZK60镁合金表面形成"钝化膜",阻碍腐蚀的扩散,同时降低析氢的速度,从而提高镁合金的腐蚀性能,实验结果表明Ca与Ce的加入提高了ZK60镁合金的耐腐蚀能力,拓宽了ZK60镁合金在工业中的应用。     

AZ31镁合金在Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为

将AZ31镁合金在pH6.1的0.1mol/L Na2 SO4溶液中长时间浸泡,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析不同浸泡时间腐蚀产物膜的相结构和形貌变化;利用阳极极化和电化学交流阻抗谱(EIS)测量技术研究AZ31镁合金腐蚀产物膜的形成过程及浸泡时间对合金耐蚀性能的影响规律.研究结果表明:AZ31镁合金在0.1mol/L NaSO4溶液中可形成固态的多孔氧化膜,腐蚀产物膜主要由MgSO4组成;随着浸泡时间的延长,腐蚀产物膜在合金表面的覆盖率和厚度逐渐增加,阳极极化曲线呈现类似于自钝化的现象,且自腐蚀电位逐渐升高,腐蚀电流密度减小,表明腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用;腐蚀产物成膜过程中的EIS均呈现两个容抗弧,具有两个时间常数,两个容抗弧的直径均随浸泡时间的增加而增大,同时相位角平台变宽,相位角提高,说明腐蚀产物膜的厚度越厚,对阻碍反应离子向基体扩散和迁移的影响越大.     

离子束增强沉积TiN薄膜的耐蚀性

采用不同离子束入射方向的离子束增强沉积技术（IBED）在W18Cr4V高速钢表面沉积TiN薄膜.利用阳极极化曲线测试技术研究TiN薄膜在0.5mol/L H2SO4和3％ NaCl溶液中的耐蚀性.结果表明：在0.5mol/LH2SO4溶液中,离子束入射角度为45°时的TiN薄膜的阳极极化曲线呈现自钝化,自腐蚀电位Ecorr由原始高速钢的-400 mV增至-71 mV,致钝电流密度ib和维钝电流密度ip分别比原始试样降低4个和2个数量级,耐蚀性能显著提高.在3％ NaCl溶液中,离子束入射角度分别为0°、30°沉积的TiN薄膜的阳极极化曲线均呈现自钝化-点蚀击穿过程,随着入射角度的增加,自腐蚀电位和点蚀击穿电位升高,入射角度为45°时的TiN薄膜不发生点蚀破坏,自腐蚀电位Ecorr由原始高速钢的-600 mV增至-10 mV,具有高的抗点蚀性能.     

水下超疏油膜的制备及其水包油乳液分离性能

基于多巴胺在玻璃纤维膜表面自聚合形成聚多巴胺薄膜的特性,制备了玻璃纤维/聚多巴胺(FGs@PDA)复合过滤膜.利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热分析仪和接触角测试仪等分析了样品的形貌、结构、化学组成、热稳定性和表面浸润性.以含甲苯、1,2-二氯苯和二苯醚的水包油乳液为模拟乳液,以含亚甲基蓝、甲基紫和二甲酚橙的水溶液为模拟染料废水,考察FGs@PDA_(24h)分离水包油乳液和吸附去除可溶性染料的性能.接触角测试结果表明:聚多巴胺修饰的玻璃纤维膜FGs@PDA_(24h)具有水下超疏油性能,与三氯甲烷液滴的接触角接近162°.性能测试结果表明:FGs@PDA_(24h)对含甲苯、1,2-二氯苯和二苯醚等模拟乳液的分离效率超过98%;对含亚甲基蓝、甲基紫和二甲酚橙等模拟染料的吸附去除效率超过90%.     

驻点热流测量试验技术研究

为了提高超声速脉冲风洞中球头驻点热流测量精度,对1 mm小型化同轴热电偶研制及薄膜热流传感器的耐冲刷性能进行研究.应用热传导反问题的计算分析方法,建立了分别针对薄膜热流传感器和同轴热电偶的数据处理方法.在2 m激波风洞上利用研制的5种不同类型及尺寸的传感器进行了球头驻点热流测量试验,将试验结果与F-R公式计算结果进行比较,并分析了传感器外形尺寸、热壁、传感器敏感元件、同轴热电偶膜厚等对试验结果的影响.结果表明:研制的小型化同轴热电偶响应时间满足测试要求;薄铂膜热流传感器重复性误差在8%以内.      

Sol-Gel提拉法制备ZAO薄膜及其光电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)浸渍提拉法(基于组装的小型提拉装置)在普通玻璃片上制备出ZnO∶Al(ZAO)薄膜,利用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、数字式四探针测试仪等检测手段分别对其进行了分析比较.结果表明:Al3+浓度为1.0%的ZAO薄膜表面最为致密均匀;随着退火温度的提高,薄膜的晶体平均粒径明显增大,电阻率逐渐减小;不同掺Al量的ZAO薄膜在可见光区的平均透光率均在70%以上,当Al3+浓度为1.5%时,550℃退火2h,电阻率最小,为5.9×10-2Ω*cm.     

铝合金表面镍钼二元化学转化膜的制备及其耐腐蚀性

以NiSO4和Na2MoO4作为成膜主盐制备铝合金表面无铬的Ni-Mo二元化学转化膜,考察了溶液pH值、NiSO4浓度、Na2MoO4浓度、温度对Ni-Mo二元膜耐腐蚀性能的影响.耐腐蚀性试验、电化学分析和SEM表征结果表明：与空白铝合金试片、覆盖Ni一元膜的铝合金试片相比,覆盖Ni-Mo二元膜的铝合金具有更佳的耐腐蚀性能和更为平整的转化膜外观.     

Al 掺杂 T-ZnO 晶须的光致发光及场发射性能

用丝网印刷法将Al掺杂的T-ZnO晶须制备成薄膜,以研究其结构形貌、光致发光及场发射性能.所有发光谱均由强的紫外光发射(发光中心集中在373~383 nm)和宽的黄绿光发射(发光中心集中在510~540 nm)组成.ZnO薄膜的内部缺陷浓度决定黄绿光发射的强度.掺杂0.5 mol/L的Al样品的紫外光强度最大,场发射性能最好,其开启电场和阈值电场分别达到0.74 V/μm和2.6 V/μm,场增强因子值为30249.     

OMMT/ZnO复合改性沥青抗老化性能研究及机理分析

为改善沥青路面在使用过程中存在的老化问题,制备OMMT/ZnO复合改性沥青.借助旋转薄膜老化模拟沥青的短期热氧老化、压力老化模拟沥青的长期热氧老化,通过温度扫描试验研究沥青老化前后的宏观流变性能,利用红外光谱和原子力显微镜探究其内部的化学官能团及表面微观结构特征.试验结果表明:在评价复合改性沥青抗老化性能时,复数模量老化指数与相位角老化指数所反映的规律一致,OM M T/ZnO复合改性沥青可降低复数模量的增加程度和相位角的减小程度.微观试验结果表明:复合材料可减少热氧老化过程中羰基和亚砜基的产生,同时减少"蜂状"结构的破坏,延缓沥青微观结构从多相态向单一相态的转变.     

La0.7Sr0.3MnO3单晶外延薄膜制备及其磁电阻特性

为制得性能良好的涂层导体用La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)缓冲层薄膜、研究LSMO薄膜的低磁场磁电阻效应,利用高分子辅助化学溶液沉积法,在LaAlO3(LAO)单晶基底上制备了一系列钙钛矿LSMO单晶外延薄膜.考虑氩气和氧气退火气氛对LSMO成相的影响,研究了氩气退火条件下样品的织构、形貌情况和氧气退火条件下制得的样品的输运性质及磁电阻效应.研究结果表明:氩气下采用高分子辅助的化学溶液沉积法有利于制备出低成本、高性能的涂层导体用单一LSMO缓冲层;氧气下退火制得的薄膜c轴取向生长良好,并且电阻-温度曲线出现绝缘体-金属相变,其磁电阻值在200~300 K范围内不随温度变化,在1 T磁场室温下磁电阻值约为-26.0 %.      

动车制动盘温度场和热应力场的耦合分析

随着高速列车运行速度的不断提高,紧急制动时制动盘的温度急剧增加,对其性能要求越来越高.根据传热学原理建立了高速列车动车制动盘的热-结构耦合模型,利用ANSYS软件对350 km/h动车组动车制动盘在紧急制动工况下的温度场和热应力场进行耦合仿真分析.结果表明:在57 s左右时,温度达到最大值418℃,满足锻钢对温度性能的...     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。      

生物柴油-塑料裂解蜡复合温拌改性沥青性能研究

为降低热拌沥青混合料的能源燃烧和烟气污染,解决国内现有温拌剂成本较高的问题,自主研发了生物柴油-塑料裂解蜡(简称油-蜡)复合温拌改性剂.基于红外光谱(FTIR)和热重(TG)试验对油-蜡温拌剂的物化特性进行了表征.通过布氏旋转黏度(RV)试验、旋转薄膜烘箱(RTFO)试验、动态剪切流变(DSR)试验、低温弯曲梁流变(BBR)试验对5％、6％、7％掺量的油-蜡复合改性沥青的降黏效果、高低温性能及耐老化性能进行了评价,并与Sasobit改性沥青、Evotherm改性沥青进行了对比研究.基于表面自由能理论,采用接触角试验测试了油-蜡复合改性沥青、Sasobit改性沥青和Evotherm改性沥青的表面能参数,并分别计算3种温拌改性沥青与两种集料的黏附功.结果表明:油-蜡温拌剂对沥青的改性过程以物理作用为主,油-蜡温拌剂具有较好的热稳定性;掺入6％的油-蜡温拌剂后,改性沥青黏度较70#基质沥青降低约63％,其沥青混合料降温效果与3％Sasobit改性沥青混合料大致相同,拌和温度较热拌沥青混合料降低约30℃;油-蜡温拌剂能够改善沥青的耐老化能力和高温性能,但不利于沥青低温性能.综合分析,推荐油-蜡温拌剂掺量为6％.相比3％Sasobit改性沥青,6％油-蜡复合改性沥青的低温性能和黏附性较好,高温性能略差;相比0.6％Evotherm改性沥青,6％油-蜡复合改性沥青高温性能和黏附性较好,低温性能较差.     

直流脉冲磁控溅射制备ITO薄膜及其光电性能

利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备ITO薄膜.通过台阶仪、紫外-可见分光光度计、四探针仪等表征技术,研究了沉积气压、溅射功率,以及Ar/O2流量比等对ITO薄膜沉积速率、光学性能,以及电学性能的影响.研究结果表明,薄膜沉积速率随沉积气压的增大而减小,随功率的增大而增大;方块电阻随气压的增大而增大,随功率的增大而减小;可见光平均透过率主要受O2流量的影响.在沉积气压为0.5Pa,Ar/O2 流量比为20:0,溅射功率为250W,膜厚为200nm时,薄膜的方块电阻为27Ω/□,可见光平均透过率为84.1%.     

直流脉冲磁控溅射制备ITO薄膜及其光电性能

利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备ITO薄膜.通过台阶仪、紫外-可见分光光度计、四探针仪等表征技术,研究了沉积气压、溅射功率,以及Ar/O2流量比等对ITO薄膜沉积速率、光学性能,以及电学性能的影响.研究结果表明,薄膜沉积速率随沉积气压的增大而减小,随功率的增大而增大;方块电阻随气压的增大而增大,随功率的增大而减小;可见光平均透过率主要受O2流量的影响.在沉积气压为0.5 Pa,Ar/O2流量比为20∶0,溅射功率为250 W,膜厚为200 nm时,薄膜的方块电阻为27Ω/□,可见光平均透过率为84.1%.     

质子交换膜Nafion表面沉积Pt粒子新方法

通过在Nafion膜表面负载Pt粒子,增大电解质与催化剂的有效接触面积.试验利用U型管装置还原Pt粒子.U型管反应装置可以确保在Nafion膜两边在浓度差和渗透压的作用下,在垂直方向的Nafion膜两侧的Pt离子在Nafion膜上充分均匀的还原成Pt粒子.利用此方法可以得到分散均匀、粒径尺寸在十到几十纳米的Pt粒子.对新方法与传统的Pt/C(1∶1)催化剂下的膜电极进行交流阻抗测试,新方法性能更优.     

掺废弃沥青混合料的水泥稳定碎石基层收缩性能

为了合理利用废弃沥青混合料以达到节约资源、降低工程造价以及减少对环境污染,依托河南省安(阳)-新(乡)高速公路改扩建工程,提出了将废弃沥青混合料掺入到水泥稳定碎石基层中,使其整体作为一种新型的基层材料,同时采用较低含量的水泥用量和骨架密实型级配.通过试验,分析了掺入的废弃沥青混合料对水泥稳定碎石基层材料收缩性能的影响.试验结果表明,在满足基层强度要求的前提下,掺废弃沥青混合料有利于改善基层的收缩性能.     

Fe24Mn4Al5Cr合金阳极钝化改性层的耐蚀性能

采用阳极钝化时效技术对Fe24Mn4Al5 Cr合金在1 mol/L Na2SO4溶液中、于620 mV电位下进行“内源”表面改性处理.利用电化学交流阻抗(EIS)测试技术和Zsimp Win软件拟合技术研究钝化时间对钝化膜稳定性的影响规律,并利用阳极极化测试技术研究阳极钝化改性层在NaCl溶液中的抗点蚀性能.研究结果表明:钝化15 min和3h改性层的EIS谱呈现偏移横轴的单容抗弧,电极反应过程的等效电路为R(QR),随钝化时间的增加,容抗弧直径增大,钝化膜电阻Rp增加.钝化5h时,改性层的Nyquist图呈现典型的Warburg阻抗,Rp增加了15 kΩ·cm2.其在不同Cl-浓度(0.3和0.5 mol/L)溶液中的阳极极化曲线均呈现自钝化-点蚀击穿过程,与原始合金相比,维钝电流密度减小,点蚀击穿电位升高,具有较好的抗点蚀性能.     

膨胀石墨作为质子交换膜燃料电池双极板材料研究

以膨胀石墨、T90密封剂为原料,采用真空加压注密和高温焙烧方法,制备得到膨胀石墨复合材料,并应用于质子交换膜燃料电池双极板.此方法有利于低成本化的模压生产,推动膨胀石墨作为质子交换膜燃料电池双极板材料的商业化发展.结果表明,在真空负压8 h后注入密封剂,加压0.7 MPa下维持12 h.然后先在120℃时焙烧4 h,在200℃时焙烧4 h固化密封剂,制备得到改性后的注密膨胀石墨,并对其进行物理表征和化学表征.结果表明:在压力1.4 MPa下,注密膨胀石墨的接触电阻为4.4 mΩ·cm2,小于美国DOE标准(10 mΩ·cm2);相比较原始膨胀石墨,注密后的膨胀石墨比表面减小了48.594 m2/g、孔体积减小了0.14 cm3/g;腐蚀电位增加了0.409 V,经过拟合后腐蚀电流密度从0.9579μA/cm2降到0.0008μA/cm2,耐腐蚀性良好,达到质子交换膜燃料电池双极板的要求.