热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0～540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_0.70Al_0.30(OH)₂(CO₃)_0.15·x H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO_3<...     

影像纹理窗口大小对山地阔叶林不同群落有效叶面积指数估测的影响

森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数（LAIe）。结果表明：光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LAIe约65%的精度（R²=0.65,RMSE=0.28 m²/m²）;更为有效的是运用所有比值处理的纹理特征参数值来估测LAIe,可获得实测LAIe约74%的变异（R² =0.74,RMSE=0.20 m²/m²）;改进最理想的是利用主成分处理建立的回归模型（R²=0.85,RMSE=0.10 m²/m²）。不同群落的LAIe估测,整体上相应地优于研究区结果,其中栲群落决定系数R²更是高达0.89（RMSE=0.07 m²/m²）。对于研究区阔叶林以窗口7×7、9×9比较成功,而各群落以窗口9×9较好。因此比值处理、主成分处理的纹理特征参数引入及高空间分辨率数据的使用,能显著提高LAIe估测精度。     

WFSI处理低C/N比养猪废水的效果及脱氮机制

为有效处理高氨氮、低C/N比养猪废水,采用在土壤中布设木条形成木质框架的方法构建木质框架土壤渗滤系统(WFSI),并通过调控运行探讨其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)的处理效果.研究表明,对于COD、NH₄⁺-N和TN分别为160-359、253-298和317-374mg/L的养猪废水,在(25±1)℃和表面水力负荷为0.2m³/m²·d条件下,系统可在30d启动成功并达到稳定运行,其COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别达到61.7%、85%和36.3%左右.分析表明,WFSI中同时存在异养反硝化和厌氧氨氧化等多种生物脱氮机制,其中厌氧氨氧化的脱氮贡献可达去除总氮的42.3%以上.     

纤维增强气凝胶复合材料高温结构转变及热稳定性研究

目的研究高温受热条件下纳米复合隔热材料的结构转变特征及热稳定性。方法采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重仪等检测方法。结果纤维增强气凝胶材料从室温到650℃存在连续的质量损失,从室温到放热前,质量损失为1.66%;365℃开始出现放热,温度升至398℃时达到峰值,整个放热过程对应质量损失约为1.3%;从435℃放热结束开始到650℃的质量损失为1.46%。经过400℃热处理后,试样比表面积从268m~2/g增加到437m~2/g;当试样热处理温度达到600℃时,试样的比表面积明显随之降低至198m~2/g。结论 SiO_2气凝胶复合材料以无定形结构为主,存在少量的二氧化钛晶体。在400℃左右,SiO_2气凝胶结构中硅甲基Si—CH_3发生氧化,产生明显的放热峰,之后硅羟基Si—OH之间发生缩聚反应,使600℃热处理后气凝胶中Si—O—Si网络骨架强度有所提高。未处理的纤维增强气凝胶材料试样上气凝胶纳米颗粒构成的块体较为良好地包裹在玻璃纤维表面,而经过600℃的高温热处理1 h后,块体气凝胶脱离了光滑的纤维表面,气凝胶纳米粒子发生收缩,致使材料比表面积下降。     

激光打印法制备滤纸复合材料用于油水分离与盐水淡化

为了有效处理石油与盐污染水体,通过激光打印墨粉法制备了同时拥有疏水亲油性能与光热转换效应的滤纸复合材料(filter paper composites,FPCs)。对材料的微观结构与化学组成进行了表征,并测定了材料的油水分离效率和光热转换性能。结果表明FPCs粗糙多孔,具有疏水亲油性能,高通量分离油水混合物的同时可保持优异的分离效率(99.3%),并且10次使用后仍然能够保持良好的分离能力。FPCs还拥有优异的光热转换性能,在一个太阳光强度下(1 kW/m²),水的蒸发速率可达1.06 kg·h/m²,光能转换效率(η)可达75.8%,盐水淡化后盐度从105 mg/L下降到1 mg/L。该研究结果可为石油与盐污染水体的治理提供理论基础。     

纳滤工艺用于锰矿区受污染水体处理的研究

常规水处理工艺难以有效处理锰矿区受污染水体，该研究针对某锰矿区受污染水体特点，采用中心组合设计方法(CCD)对纳滤技术应用于模拟高含锰受污染水的处理过程进行优化，获得的最佳运行条件为操作压力1.6 MPa,p H值5.0和温度19.6℃，并验证了该响应的可靠性，得到膜通量为73.3 L/(m²·h)，除盐率为91.9%，除锰率为94.0%。回收率实验表明，采用该纳滤工艺的产水回收率可达60%。研究表明，单独增大Mn²⁺、Ca²⁺或Mg²⁺离子的初始浓度均会导致其自身与溶液中存在的其他离子截留率的下降；而SO₄^2-离子的初始浓度增大则会提高其自身及溶液中存在的其他离子的截留率；溶液中存在的低浓度重金属离子(如Ni²⁺)的浓度改变对溶液中存在的高浓度的Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-的离子截留率几乎没有影响。研究结果表明该...     

SPSF共混Tröger’s base超滤膜制备及抗污染性能

以Tröger base （TB）和磺化度为20%的磺化聚砜（SPSF）为共混材料,N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为溶剂,乙二醇单甲醚（EGM）为致孔剂,去离子水为凝固浴,采用非溶剂致相分离法（NIPS）制备了一种新型的SPSF/TB共混超滤膜,考察了共混比对膜结构、水接触角、孔隙率、水通量、BSA截留率和抗污染性能的影响.结果表明,共混之后原有的中性胺及磺酸反应生成了相应的铵盐及磺酸根,表面接触角得以降低,亲水性增强,水通量增加,显著改善了膜的抗污染能力;此外,SPSF/TB膜结构上变成了梯度海绵孔结构,特别是较大共混比时因有机高分子盐的形成,聚合物交联呈现了独特的网状结构.与纯TB膜相比,SPSF/TB^3~15膜水通量JWC达到274.92~343.21L/（m²·h）（操作压力为0.1MPa）,通量恢复率值（FRR）达到61.11%~67.45%,分别提升了42.88%~78.37%和67.4%~84.8%.在最优条件下,SPSF/TB⁵对废水中的乳化油截留率可达到98.52%以上,循环3次后水通量和FRR分别趋于199.1L/（m²·h）和61.6%.     

PVC合金超滤膜在油田采出水回用中的应用研究

试验采用改性的PVC合金超滤膜法对油田采出水进行深度处理,其处理出水水质达到榆树林油田特低渗透油层要求的回注水水质指标,通过超滤膜组件的运行,采用死端过滤,运行周期为12min,正冲线速度为0.4m/s,时间为10s,反冲洗通量为150L(/m2.h),时间为10s,进水压力为0.1MPa最佳;化学清洗时,采用表面活性剂+酸洗+碱洗,可以获得最佳的清洗效果。     

氯氧镁水泥对生活垃圾焚烧飞灰固化作用及影响因素研究

采用氯氧镁水泥对飞灰进行固化处理,分析了氯氧镁水泥对飞灰重金属离子的固化效果,探讨了影响因素,通过XRD、FTIR等手段表征了氯氧镁水泥固化/稳定化垃圾焚烧飞灰的水化产物。结果表明;在氯氧镁水泥在掺量为45%、MgO/MgCl₂摩尔比为6∶1的条件下,固化体具有较好的抗压强度;养护28 d的抗压强度达到22.3 MPa,对垃圾焚烧飞灰中的重金属具有显著的固化/稳定化效果;固化体力学强度主要由针状518相(5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)和318相(3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)提供;为了主动抑制重金属的迁移,可以通过条状和块状结构的Mg(OH)₂在飞灰颗粒表面的紧密贴合,也可以采用518相晶交叉包裹飞灰颗粒。     

基于ASPEN的络合铁法高炉煤气脱硫模拟与优化

针对高炉煤气催化水解后的高浓度H₂S处理需求,利用ASPEN软件的ELECNRTL物性方法和JOBACK基团贡献法估算以乙二胺四乙酸为配体原料的EDTA络合铁物性参数。以填料吸收塔和曝气再生槽2个反应器为核心,搭建了整套高炉煤气络合铁湿法吸收H₂S与络合铁脱硫剂曝气氧化再生的反应流程工艺的仿真模型。通过单一因素分析发现,在1000 m³/h的烟气流量下,pH=8时,填料塔与再生槽的反应温度均为25℃,反应压力均为0.1 MPa,液气比为5∶1,络合铁浓度为0.05 mol/L,停留时间为40 s,n(O₂)∶n(络合亚铁)为4∶1时,此模型能在成本与效率之间实现最优化,最终可以实现99.5%的H₂S吸收率和97.6%的络合铁再生率。在此基础上使用正交分析对各因素的影响度进行分析,并将模型应用于实际示范工程的设计。结果表明,工程运行良好,与模型的预期值相近,表明该模型具有良好的应用价值,可用于指导工程设计与优化。     

原位生成Ni颗粒增韧纳米ZrB2基陶瓷的制备方法与微观结构研究

目的提高Zr B2基防热陶瓷材料的韧性,以满足其高抗热冲击性能的需求。方法采用沉淀-共沉积法在纳米Zr B2粉体中原位生成Ni颗粒作为增韧相,经放电等离子烧结后获得分布均匀的Ni-Zr B2纳米复合材料,通过三点弯曲实验、断裂韧性实验以及硬度测试,分别评价不同Ni含量对Ni-Zr B2纳米复合材料力学性能的影响,并通过SEM,XRD对材料微观组织进行分析。结果 Ni颗粒的引入,可有效提高Zr B2的相对密度,增加韧性,同时强度和硬度有所提高。通过不同Ni含量的对比发现,Zr B2-15%Ni力学性能最优,断裂韧性达到7.8±0.3 MPa·m1/2,相对于原始Zr B2材料提升1倍。从微观组织的电子扫描照片也可以看出,Ni颗粒在Zr B2表面均匀分布,断口表现为穿晶断裂和延晶断裂的复合断裂模式,不同于原始Zr B2材料的穿晶断裂。这也是断裂韧性显著提升的主要原因。结论原位生成Ni颗粒的引入,可有效提高Zr B2材料相对密度、强度、硬度以及断裂韧性。对比不同Ni含量的力学性能,Zr B2-15%Ni组分的力学性能最优,这一方法可有效提高Zr B2材料的断裂韧性,进一步满足其高抗热冲击性能的需求。     

车辆悬架螺旋弹簧断裂失效行为研究

目的 判定车辆悬架螺旋弹簧失效的原因,提出改进措施.方法 通过分析和测试其化学成分、氢含量、非金属夹杂物、力学性能、金相组织、断口形貌等,研究车辆悬架螺旋弹簧的失效行为.结果 试件弯曲变形内侧的剪切应力值最大,容易引起应力集中.材料最后断裂区为韧窝和沿晶的混合断裂,且断后伸长率偏低.喷丸并未完全去除脱碳层及表层的其他原始缺陷,表层形成疲劳缺陷的可能性增高.喷丸造成螺旋弹簧表层存在较深的凹坑,凹坑边缘形成明显凸起棱边,引起应力集中,且材料表层存在折叠缺陷.在循环应力作用下,凹坑处折叠缺陷端部首先成为裂纹萌生点,在循环应力作用下,裂纹持续扩展,最终疲劳断裂.结论 减小钢丸粒径,降低喷丸压力,以避免过深的凹坑及尖锐的凸起棱边,并适当增加喷丸过程的表层去除深度;调整热处理工艺,适度降低材料强度、提高韧性,使断后伸长率大于10％.改进轧制工艺,消除材料的折叠缺陷,加强材料缺陷检测.     

NiCrAlYSi涂层对DZ125合金力学性能的影响

采用电弧离子镀技术在DZ125合金基体上制备出厚度约为30μm的NiCrAlYSi涂层,研究NiCrAlYSi涂层对DZ125合金拉伸、持久、疲劳性能的影响。结果表明：DZ125合金沉积NiCrAlYSi涂层后,980℃／235MPa高温持久寿命与基体合金相当,但持久断裂塑性有很大程度的提高;900℃高温拉伸强度σb、屈服强度σ0.2、延伸率δ和面缩率ψ与基体相比,基本保持不变;760℃／450MPa和900a℃／380MPa疲劳寿命与基体合金相当,即DZ125合金沉积NiCrAlYSi涂层后,对DZ125合金力学性能没有不利影响,满足工程化可靠使用要求。     

不同弹性体对电子废弃物废PP改性效果的影响

针对废PP(聚丙烯)的抗冲击强度降幅明显的问题,分别采用POE(乙烯-辛烯共聚物)和SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)作为增韧剂,对废PP共混改性效果进行了研究. 结果表明:POE和SBS均可有效改善废PP的韧性,提高冲击强度;当弹性体用量为15%(以w计,下同)左右时,其共混体系的冲击变化过程由脆性断裂逐渐向韧性断裂转变;添加16.7%的弹性体时,POE和SBS共混体系的冲击强度可分别达到新PP的2.33和1.90倍,但POE对共混体系的冲击性能改善效果更佳. POE较SBS在废PP基体中分布更为均匀,弹性体用量为16.7%时,PP/POE体系熔体流动速率为17.4g/10min,大于PP/SBS体系(6.21g/10min),即PP/POE体系具有加工优势. 但是添加弹性体后,废PP共混体系的拉伸强度、弯曲强度等指标有所下降,需进一步提高.      

强烈风化条件下玄武岩发育土壤的元素地球化学特征

海南岛地处热带,晚第三纪以来喷发的玄武岩上广泛发育铁铝土。土壤剖面的常量元素、微量元素、化学风化指标及元素迁移率的研究表明:(1)土壤Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2元素富集,水溶型元素强烈淋失,高CIA值和低ba值均显示其经历强烈的化学风化作用;(2)元素含量和元素迁移率的计算结果显示,温带难迁移的Ti、Zr、Hf和Nb等元素在高温多雨的热带环境下也会发生强烈的淋失,究其原因主要受湿热环境下高有机质含量和强酸性条件影响;(3)Fe、Al、Cu和Ni等元素的迁移则反映了基岩发育土壤自下而上的风化渐进特征;(4)表层土壤K、Na和Sr元素的强烈富集则与大气沉降有关。     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.     

Magnetic pulse welding: Interface of Al/Cu joint and investigation of intermetallic formation effect on the weld features

This paper attempts to highlight emerging issues when joining dissimilar metal pairs by magnetic pulse welding. For this purpose, joint of Al/Cu and Al/Al welded with the same parameters are compared. Al/Cu combination involves a formation of an interfacial intermetallic phase whereas Al/Al joint is bonded by metal continuity at the interface. The intermetallic is found to be amorphous, nanoporous, and damaged by a multi-directional cracks. The formation of such features is respectively explained by a melting confined at the interface followed by high rate cooling, cavitation phenomenon and solidification shrinkage. Mechanical characterizations of the Al/Cu joint show brittle fracture at the interface with fragmentation of the [0] intermetallics (glass type rupture). The intermetallic defects such as pores and cracks strongly reduce the breaking load level when compared to the Al/Al case. On the other hand, the Al/Al joint shows ductile fracture with plastic deformation of the interface.     

Comparison of mechanical properties of pure copper welded using friction stir welding and tungsten inert gas welding

The objective of this research is to investigate the mechanical properties including bonding, tensile strength, and impact resistance of pure copper welded using friction stir welding (FSW) method and compare them with that of tungsten inert gas (TIG) welding. Micro-hardness tests are performed on pure copper, TIG welded copper and FSW welded copper to determine the effect of heat on the hardness of welded coppers. Tensile strength tests and notch tensile strength tests are performed to determine the mechanical properties of different weld process.In this experiment, it is found that the notch tensile strength and the notch strength ratio for FSW (212 MPa, 1.10) are significantly higher than those (190 MPa, 1.02) of TIG welding. For the impact tests, the weld zone and heat-affected zone energy absorption values for FSW (2.87 J, 2.25 J) are higher than those (1.32 J, 0 J) of TIG welding. XRD tests are performed to determine components of copper before and after welding process for TIG and FSW.     

三种植物对南京秦淮河重金属污染的监测

调查了南京外秦淮河小行站至汉中门附近7个不同采样点的三种植物-沉水植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)及沿岸植物酸模(Rumex acetosa L)和石龙芮(Ranunculus sceleratus L)共64个样品中Zn、Fe、Mn、Cu、Ti及Al等金属含量.结果表明,调查的...