关键词： 绿色化工技术   化学工程与工艺   生物技术   新型催化剂   节能减排  

摘要： 在化工生产中,传统的化工生产工艺所带来的环境污染问题一直未能得到有效解决,绿色化工技术的出现给整个化工行业的发展带来了新的希望。鉴于此,文章首先对绿色化工技术进行概述,对绿色化工技术在化学工程与工艺中应用的必要性进行分析,并探讨了绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用策略,实现化学工艺生产活动的节能性和环保性,希望可以为相关工作人员提供参考。

关键词： 三维编织复合材料   碳纤维   摩擦滑动方向   摩擦磨损  

摘要： 为了提升三维编织复合材料的抗摩擦磨损性能,研究了编织复合材料横向和纵向的微观结构对其摩擦磨损性能的影响,优化了编织复合材料的工艺参数,并对复合材料在不同方向上的硬度、导热系数、磨损表面形貌进行分析。结果表明:编织复合材料横向截面中的碳纤维面积占比低于纵向;其横向的硬度和导热系数高于纵向;纤维体积分数由0增加至57.5%时,复合材料横向的平均摩擦因数降低了34.37%,磨损率降低了99.36%,纵向的摩擦因数降低了31.29%,磨损率降低了98.95%;复合材料横向的摩擦因数稳定性在纤维体积分数为57.5%时最高,而纵向的摩擦因数稳定性在纤维体积分数为50.5%时最高;编织复合材料横向和纵向磨损表面的损伤程度随着纤维体积分数的增大而降低,润滑膜的质量提高。

关键词： 碳纤维   聚酰胺6   复合材料   熔融沉积成型   力学性能   压力传感性能  

摘要： 采用熔融沉积成型(FDM)技术制备碳纤维增强尼龙6复合材料(ePA 6-CF)打印件,研究ePA 6-CF打印件在拉伸、弯曲、压缩时的力学性能及不同厚度下的电磁屏蔽性能,并设计3种介电层微结构打印图案,研究其压力传感性能。结果表明:ePA 6-CF打印件具有优异的力学性能,抗拉强度为41.08 MPa,弯曲强度为3.08 MPa,断裂伸长率为89.09%,杨氏模量为9.98 MPa,弹性模量为40.05 MPa;ePA 6-CF打印件还具有较好的电磁屏蔽性能,厚度为4 mm的打印件在X波段的电磁屏蔽值达13.53 dB;以蜂窝六边形微结构的ePA 6-CF打印介电层组装的传感器表现出较好的压力传感性能,在相对压力变化量为0~40 kPa、40~160 kPa时灵敏度分别为1.086,0.037 kPa^(-1),在20 kPa载荷下其响应及恢复时间均为120 ms,手指连续敲击实验表明其能精准捕捉手指敲击信号。

关键词： Cu/Al_(2)O_(3)composite   ultrafine grain   in-situ Al_(2)O_(3)nanoparticle   strengthening mechanism   electrical conductivity  

摘要： Compared with Cu/Al_(2)O_(3)composites,high-strength Cu/Al_(2)O_(3)composites usually exhibit obviously deteriorated electrical conductivity.A chemical and mechanical alloying-based strategy was adopted to fabricate ultrafine composite powders with lowcontent reinforcement and constructed a combined structure of Cu ultrafine powders covered with in-situ Al_(2)O_(3)*** consolidation at a relatively lower sintering temperature of 550℃,high-volume-fraction ultrafine grains were introduced into the Cu/Al_(2)O_(3)composite,and many in-situ Al_(2)O_(3)nanoparticles with an average size of 11.7±7.5 nm were dispersed homogeneously in the Cu *** show that the composite demonstrates an excellent balance of high tensile strength(654±1 MPa)and high electrical conductivity(84.5±0.1%IACS),which is ascribed to the synergistic strengthening effect of ultrafine grains,dislocations,and in-situ Al_(2)O_(3)*** approach,which utilizes ultrafine composite powder with low-content reinforcement as a precursor and employs low-temperature and high-pressure sintering subsequently,may hold promising potential for large-scale industrial production of high-performance oxide dispersion strengthened alloys.

关键词： 复合材料   胶-螺混合连接   失效模式   数值模拟   优化设计  

摘要： 本文采用数值模拟研究了碳玻混杂复合材料的胶-螺混合搭接结构在弯曲载荷下的失效模式,并进行了弯曲试验验证;然后,本文考察了上搭接板所占厚度比例对混合连接结构的强度和刚度的影响,并根据结果提出了连接结构的优化设计。结果表明:数值模拟得到的载荷-位移曲线的关键失效时刻与试验结果吻合较好,初始损伤表现为胶层失效,产生于连接区右侧端部,并出现第一峰值载荷;随着位移载荷的增加,裂纹继续扩展,胶层完全破坏后,螺栓将继续单独承受载荷,直到复合材料发生挤压破坏,最终导致整体结构失效。优化设计的结果表明,提高上搭接板厚度可有效提升极限承载力,其中上搭接板厚度为总厚度的65%的连接结构极限承载能力相比原设计(上板厚度占总厚度的50%)极限承载能力提升了98.6%,最终失效模式由上搭接板右侧螺孔挤压失效转变为上下搭接板两侧螺孔均发生挤压失效,上搭接板与下搭接板失效程度基本一致,结构性能得到了充分发挥。

关键词： 线性低密度聚乙烯   再生聚苯乙烯   复合材料   热压成型  

摘要： 以再生聚苯乙烯(PS)为主要原料,线性低密度聚乙烯(LLDPE)为改性剂,通过熔融共混工艺和热压成型工艺制备PS/LLDPE复合材料。利用动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等分析其结构及性能。加入LLDPE显著提升了PS/LLDPE复合材料的断裂韧性,添加质量分数13%的LLDPE时,PS/LLDPE复合材料的断裂伸长率约为PS的10倍,达到GB/T 29645—2013增韧级聚苯乙烯再生改性专用料的优等品技术要求;与PS相比,PS/LLDPE拉伸断面较为粗糙,为塑性变形;PS/LLDPE复合材料的储能模量与损耗模量均提升,损耗峰向高温方向发生移动。

关键词： 硅锰渣   沙漠砂   水泥基复合材料   水化产物   微观结构   力学性能  

摘要： 【目的】以硅锰渣、沙漠砂为掺料制备水泥基复合材料,研究水泥基复合材料的微观结构和力学性能,实现节能减排、有效利用资源。【方法】以硅酸盐水泥和标准砂水泥作为对照组,制备硅锰渣、沙漠砂水泥基复合材料试样;利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪分析4组水泥基材料的微观结构和水化产物;分别对4组试样进行抗折和抗压强度试验,研究水泥基复合材料的力学性能。【结果】4组试样的水化产物均为氢氧化钙、钙矾石和水化硅酸钙,但水化产物含量不同。4组试样的抗折、抗压强度均随养护龄期的增大而增大;养护龄期为28d时,抗折、抗压强度由大到小的4组试样依次为硅酸盐水泥、硅锰渣水泥、标准砂水泥、沙漠砂水泥,试样的抗折强度分别为2.8、2.6、2.4、1.6MPa,抗压强度依次为58.8、57.6、41.7、24.1MPa,硅酸盐和硅锰渣水泥试样的抗压、抗折强度较为接近,且均高于标准砂和沙漠砂水泥的。在硅锰渣质量分数为15%、养护龄期为28d时,硅锰渣水泥基试样的微观结构致密,与硅酸盐水泥试样的力学性能接近。【结论】硅锰渣水泥基试样的微观结构致密,标准砂水泥试样的微观结构中含有较多孔隙,沙漠砂水泥试样中因存在明显的结团堆积现象导致结构稳定性降低;与沙漠砂相比,硅锰渣更适合替代部分水泥制备水泥基复合材料。

关键词： 生物质炭   朽木   MnO_(2)   砷吸附  

摘要： 采用氧化和吸附两种方式去除水中有害元素砷,通过δ-MnO_(2)与朽木纤维素炭相结合,在吸附过程中将有毒性的As(Ⅲ)氧化为低毒性的As(Ⅴ),降低砷对环境的危害。以朽木纤维素作为碳源,KMnO_(4)作为锰源,在水热条件下制备了朽木纤维素炭/δ-MnO_(2)复合材料(RWCC/δ-MnO_(2)),并将其作为吸附剂,探究了pH、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间等对As(Ⅲ)的吸附影响。借助准一级、准二级动力学模型及Langmuir和Freundlich两种等温吸附模型研究了朽木纤维素炭/δ-MnO_(2)复合材料对As(Ⅲ)的吸附机理。结果表明,在RWCC/δ-MnO_(2)复合材料中δ-MnO_(2)的氧化作用下,实现了有毒性的As(Ⅲ)向低毒性的As(Ⅴ)的转化。在25℃,pH=4,吸附剂用量为70 mg时,朽木纤维素炭/δ-MnO_(2)复合材料对As(Ⅲ)的最大吸附量为4.28 mg/g,最大去除率为75.85%,在20 min达到吸附平衡,说明吸附过程相对较快。

关键词： 新工科   新能源材料与器件   交叉学科   学科   复合应用型  

摘要： 在新工科建设背景下,新能源材料与器件交叉学科发展迎来新的机遇与挑战,也对人才培养体系、课程融合体系、学科平台建设提出新的要求,该文基于新工科建设背景,分析当前交叉学科建设的困境与不足,从宏观、中观、微观三个层面围绕学科定位与规划、学科队伍建设、学科资源建设等多个维度展开交叉学科建设,旨在培养具有多学科知识的新能源材料与器件专业复合应用型人才。

关键词： 灭弧喷口   聚四氟乙烯   压制工艺   材料性能  

摘要： 通过高速混合机械共混、冷压成型和高温烧结工艺,制备了不同压制工艺的六方氮化硼(BN)填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。采用万能拉伸试验机对不同压制工艺PTFE复合材料进行力学性能测试,采用DSC–Ⅲ型高压试验操作台对PTFE复合材料进行击穿强度测试。结果表明:相同保压时间,采用双面压制工艺,不卸载压力进行保压,可有效提高PTFE复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、击穿强度和密度均匀性;保压时间延长,PTFE复合材料的拉伸强度、击穿强度和密度分布均匀性提升;上、下端同时保压较上、下端分别保压,使PTFE复合材料性能有所提升。