<正>[期刊简介]《中国粉体技术》是中国科学院中国科学引文数据库(CSCD)收录期刊、科技期刊世界影响力指数报告(WJCI)收录期刊、中国科学技术信息研究所中国科技核心期刊(CSTPCD)、武汉大学中国核心学术期刊(RCCSE)和中国应用型核心期刊(CACJ),以及美国化学文摘(CA)、日本科学技术振兴机构数据库(JST)、欧洲学术出版中心数据库(EuroPub)、波兰哥白尼索引数据库(ICI World of Journals)、乌利希国际期刊数据库(Ulrichsweb)、哥白尼精选期刊数据库(ICI Journals Master List)、开放获取期刊数据库(DOAJ)等收录期刊。荣获中国高校优秀科技期刊、山东省高校学报优秀期刊、Caj-CD规范获奖期刊、中国建筑材料联合会建材行业先进媒体、博看出版融合创新奖等荣誉称号。
【目的】为了开发高性能空心玻璃微珠填充型固体浮力材料,同时推动深海海洋资源开发与科考活动,探讨空心玻璃微珠填充型固体浮力材料的相关研究。【研究现状】从深海环境对固体浮力材料密度、强度、吸水性等多重严苛指标要求角度考虑,介绍固体浮力材料基体选择与改性、空心玻璃微珠填料的改性与复合方法;对比分析空心玻璃微珠固体浮力材料的搅拌浇注、真空浸渍、模压3种成型制备工艺及改性方向;概括国内外空心玻璃微珠固体浮力材料的应用情况。【结论与展望】研究提出在空心玻璃微珠固体浮力材料制备过程中,应充分考虑树脂、填料及成型方法对材料性能的影响,认为真空浸渍法更有利于微珠在树脂基体均匀分布和提高浮力材料的强度,未来可结合人工智能开发智能浮力材料,拓宽其在深海、极地等极端环境的应用前景。
【目的】为了改善方框滤筒在清灰过程中存在的“死区”和整体清灰效果不佳的问题,分析条缝喷嘴的喷吹距离和开缝长度对滤筒清灰性能的影响,以实现更有效的清灰效果。【方法】构建条缝喷嘴脉冲喷吹的数值模型,对滤筒内部的流场进行模拟和分析,以侧壁压强峰值和变异系数作为评价清灰性能的技术指标,设计4种条缝喷嘴,长度分别为75、50、 38、30 mm,宽度均为6 mm,探讨喷吹距离和不同开缝长度对滤筒内壁压强分布的影响。【结果】条缝喷嘴喷出的气流会在滤筒底部汇聚,并在滤筒中下部持续保持较高压强,从而有利于该区域的滤筒清灰;条缝喷嘴对方框滤筒的喷吹强度随着喷吹距离的增加而先增强后减弱,喷吹距离为200 mm时喷吹强度最佳,为2 076 Pa,此时滤筒侧壁的压强分布较为均匀,对应的变异系数为0.27;喷吹强度随条缝喷吹管开缝长度的减小而先增强后减弱,开缝长度为38 mm时,喷吹强度最佳,为2 261 Pa,对应的变异系数为0.41。【结论】通过合理控制喷吹距离和开缝长度,能够确保气流均匀分布并有效冲击滤筒表面,实现高效清灰效果,利于条缝喷嘴在滤筒清灰中的更好应用。
【目的】研究杨木加工残渣粉与氧化铋复合材料的组成对黏弹性的影响,实现杨木-氧化铋复合材料在家具工程等领域的应用。【方法】采用温压成形法将杨木残渣粉与氧化铋粉末相混合,制备不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料;对复合材料进行恒载压缩蠕变实验,记录实时蠕变位移,根据应力-应变关系计算杨木-氧化铋复合材料的弹性模量;基于线性黏弹性理论计算复合材料的剪切松弛模量,采用广义Maxwell模型建立复合材料的黏弹性模型,利用优化软件1stOpt对弹性松弛模量进行最优拟合,并结合MSC Marc软件进行数值模拟,得出实时蠕变位移的数值模拟结果,并对实验结果与数值模拟结果的一致性进行评估。【结果】不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料表现出不同的蠕变行为,具有明显的黏弹性特征,调整不同粒径杨木粉的比例,可改善复合材料的抗蠕变性能,当粒径不超过425μm与粒径不超过180μm的杨木粉的质量比为1:1时,抗蠕变性能最佳;压缩蠕变实验结果与MSC Marc软件数值模拟结果一致,表明短期蠕变实验数据可以预测复合材料的长期蠕变。【结论】杨木-氧化铋复合材料具有较高的抗蠕变性能和明显的黏弹性特征,在建筑和家具工程领域有较大潜力;短期蠕变实验数据可以预测长期蠕变,为评价该复合材料的使用性能提供可靠途径。
【目的】为了推动高熵合金粉体领域的创新发展提供参考,对高熵合金的概念与分类、制备技术与应用现状进行总结和阐述。【研究现状】综述由4、5种或者更多金属元素以近等原子比例构成的混合熵高于1.6 R(R为气体常数)的高熵合金,也被称为多主元合金或复杂组元合金;与传统合金相比,高熵合金具有诸多性能优势,例如,优异的高、低温力学性能,良好的耐腐蚀性能和抗辐照性能等;概括高熵合金粉体制备技术,包括机械合金化、雾化法(水雾化、气雾化、等离子旋转电极雾化法)、射频等离子球化法、等离子电弧法、化学还原法等;总结高熵合金粉体在粉末冶金块体材料、增材制造、涂层(薄膜)、催化、储氢等领域的应用。【结论与展望】认为经过近10 a的发展,高熵合金粉体的制备和应用研究均取得了较好的进展,并已初步探索高熵合金粉体的市场化生产与应用的可行性;提出未来研究应聚焦于适用于难熔高熵合金粉体制备的新方法、新技术、批量化制备、性能优化与机制等问题。
【目的】研究缩放管内液固两相流的流场特征,实现缩放管-液固两相流换热器的优化设计。【方法】搭建可视化实验平台,采用粒子图像测速技术对立式上行缩放管内液固两相流流场特征进行研究,探索入口处流体速度、颗粒体积分数和颗粒粒径对缩放管内流体径向速度和涡量的影响规律。【结果】液固两相流的径向速度的峰值出现在轴向高度大约为0、 6、 24 mm处,即扩放段与收缩段的交接处;平均径向速度随着入口处流体速度、颗粒体积分数的增大而增大,随着颗粒粒径的增大而减小;涡量在管壁附近最大而在管中心处最小,整体平均涡量与近壁区域平均涡量均随着入口处流体速度、颗粒体积分数的增大而增大,随着颗粒粒径的增大而减小;在入口处流体速度为1.0 m/s、颗粒体积分数为5%、颗粒粒径为1.5 mm的条件下,缩放管-液固两相流换热管内的流体运动最为剧烈,能有效促进管内传质与传热作用。【结论】在缩放管-液固两相流换热器中,液固两相流的平均径向速度的影响因素由强到弱依次为入口处流体速度、颗粒体积分数、颗粒粒径;近壁区域液固两相流的平均涡量的影响因素由强到弱依次为入口处流体速度、颗粒体积分数、颗粒粒径。
【目的】评估平均主应力准则、最大主应力准则、最大剪应力准则和最大接触力准则等4种颗粒破碎准则的适用性,探究颗粒的破碎机制。【方法】基于三维离散单元法数值模拟,考察随机多点加载以及单、双、三轴加载作用下球形和圆盘型颗粒试样的破碎特性,统计分析平均主应力、最大主应力、最大剪切应力以及最大接触力随加载点数目的变化规律。【结果】随着加载的进行,加载点附近逐渐形成拉应力集中,导致颗粒试样的拉伸破坏;无论是随机加载构型还是确定加载构型,颗粒破碎时的平均主应力和最大主应力都是加载点数目的函数;对于随机加载构型,模拟得到的最大剪应力和最大接触力的平均值都与加载数目无关,但确定加载构型下2个参数都随加载点数目而变化,说明加载点数目和空间排列方式会影响颗粒的临界破碎强度。【结论】考察的4种颗粒破碎准则都不能唯一确定颗粒的临界应力状态,基于4个参数建立颗粒破碎准则时,须要考虑加载构型的影响。
【目的】研究钢渣一次处理技术、回收利用方式和管理现状,深入分析钢渣利用率低的原因,并剖析钢渣利用面临的挑战。【研究现状】综述主流钢渣一次处理技术的工作原理及特点,包括热闷法、热泼法、滚筒法、水淬法、风淬法;总结钢渣在钢铁行业、水泥和建筑行业、微晶玻璃和陶瓷生产、污水处理、农业化肥生产、功能材料方面的综合利用现状;总结在选择钢渣的一次处理工艺时,必须综合考虑如钢渣的利用途径、节能环保要求以及投资效益等众多因素,钢渣的一次处理技术在国内外钢铁企业中的应用呈现多样化特征。【结论与展望】虽然钢渣在建材、农业、污水处理、陶瓷等领域已有一定程度的应用,但距大规模、高附加值的应用还相差甚远;发展高利用率、多极化的钢渣一次处理技术,加大钢渣综合利用,是钢渣一次处理技术领域的关键。
【目的】梳理碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)基复合材料的制备方法及研究进展。【研究现状】总结CQDs复合材料的制备方法,如化学消融法、电化学碳化法、激光烧蚀法、微波辐射法和水热合成法;概括CQDs复合材料在CO_2还原有机污染降解、生物医学、光电催化和传感器等方面的应用。【结论与展望】指出CQDs作为一种环保、高效的功能材料,合成技术的精细调控、发光机制的深入研究是未来的主要方向。
【目的】研究复合激发剂各因素间交互作用对碱活化钢渣基胶凝材料(alkali-activated steel slag-based cementitious material,ASCM)强度性能的影响,揭示其强度提升机制。【方法】以硅灰、生石灰和Na_2SO_4掺量(质量分数,下同)为自变量,以ASCM胶结体龄期为3、 7、 28 d的抗压强度为响应值,采用Box-Behnken响应面法设计17组试验,建立二次多项式回归模型,结合数值优化方法优化模型自变量参数,并分析ASCM试样水化产物组成及微观结构形貌。【结果】生石灰和硅灰掺量、 Na_2SO_4和硅灰掺量的交互作用是影响ASCM胶结体强度性能的关键因素,复合活化剂最优配比为硅灰掺量为1.1%,生石灰掺量为4%, Na_2SO_4掺量为1.3%,该条件下ASCM胶结体龄期为3、 7、 28 d的抗压强度分别为26.33、38.14、 46.73 MPa,与预测值相对误差均小于5%。【结论】优化复合激发剂配比能有效促进ASCM胶凝产物生成与微观结构改善,使其表现出良好的力学强度,该模型精度较高,可靠性较强。