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  • 2014年第41卷第7期文章目次
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    • 钛合金深冷及冷-热循环处理研究

      2014, 41(7):1-5.

      摘要 (961) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过模拟空间特殊环境,对纯钛、TA7,TC4和TC10钛合金在深冷处理及冷-热循环处理环境下的显微组织及力学性能进行了研究;并进行了维氏硬度观察及金相组织、XRD,扫描电镜分析.结果表明:深冷及冷热循环处理可以改善钛合金的显微组织,也可以提高其力学性能,同时冷-热循环处理可以引起纯钛孪晶增生的现象.

    • 复合材料修复含中心裂纹铝合金薄板和厚板破坏模式研究

      2014, 41(7):6-11.

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      摘要:采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76 mm和5.20 mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76 mm修复试件的拉伸破坏是由补片与铝合金板之间的胶黏剂层脱粘控制,而厚度为5.20 mm修复试件是由铝合金板中的裂纹扩展控制.对于厚度为1.76 mm修复试件,其准静态拉伸性能随裂纹长度增大而降低,而疲劳性能随裂纹长度增大而提高.然而,厚度为5.20 mm修复试件的准静态拉伸和疲劳性能均随裂纹长度增大而降低.

    • 基于三点支撑法镁合金刚度特性的实验研究

      2014, 41(7):12-16.

      摘要 (951) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:镁合金的弯曲刚度是其工程应用的重要考核指标之一.通过三点支撑法分别研究了厚度为2.16 mm与3.66 mm的AZ31和AZ31B镁合金板的杨氏模量及弯曲刚度.结果表明,AZ31和AZ31B镁合金的杨氏模量和弯曲刚度相差不大.杨氏模量的值介于41.74~45.1 GPa之间,弯曲刚度的值介于28.4~30.8 GPa之间.对与3.66 mm厚镁合金试件具有相同面密度的铝合金和钢质试件做了相同的研究,结果表明,镁合金板具有更高的抗弯系数.同时AZ31镁合金的比刚度为钢板比刚度的93.2%,比铝合金板高20.6%,AZ31B的比刚度比AZ31的略低.因此,镁合金是最合适的轻量化设计材料.

    • Cu,Ce对Al-7Si-0.35Mg合金显微组织和力学性能的影响

      2014, 41(7):17-22.

      摘要 (1104) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用控制变量法,研究了Cu,Ce元素添加对Al-7Si-0.35 Mg合金铸态及505 ℃10h固溶淬火+160 ℃6 h时效热处理后显微组织和力学性能的影响.Cu,Ce元素对热处理态合金的强度、塑性影响显著.热处理态下,Ce含量一定时,添加3.4%~4.0% 的Cu元素能使Al-7Si-0.35 Mg合金的断裂强度提高50%以上.添加3.6%~3.8% 的Cu元素时,合金的抗拉强度超过了390 MPa;Ce可以有效改善共晶硅的形态,提高合金的伸长率.当Cu含量一定时,添加0.15%的Ce,Al-7Si-0.35Mg~3.6Cu合金的伸长率从4.2%提高到7.4%.添加过量的Cu,Ce元素,合金中会生成针状的Al9Ce2Cu5Si3四元相.实验结果表明,Al-7Si-0.35Mg合金中同时添加3.6% Cu 和 0.15% Ce时,材料有良好的综合拉伸性能.

    • 热处理状态和工艺顺序对铝型材弯曲回弹的影响

      2014, 41(7):23-29.

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      摘要:采用实验和数值仿真相结合的方法研究了材料热处理状态和工艺顺序对6063铝型材弯曲回弹的影响规律和机理.结果表明:型材绕弯变形区内外层材料分别为压应力和拉应力起主导作用,中性层附近材料为明显的拉-压两向应力集中区.外力卸载后,中性层存在很大的残余拉应力;挤压态型材经人工时效处理后绕弯成形回弹角将会变大.且随着人工时效时间的延长,内外侧材料最大拉压应力差变大,回弹角逐渐增大;弯曲型材后续经人工时效或电泳烤漆处理,产生二次回弹.且弯曲角度越大,热处理后回弹角会增大.进一步延长人工时效时间,弯曲型材的回弹角基本不变;弯曲型材的三种成形工艺顺序方案中,挤压态型材先经冷弯成形再紧接着进行人工时效和电泳烤漆处理总的回弹角最小.

    • 多元合金化处理对高锰钢组织和性能的影响

      2014, 41(7):30-34.

      摘要 (794) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在普通高锰钢中分别添加Cr-V-Ti-RE,Cr-V-Ti,Cr-RE和V-Ti-Nb-RE对其进行合金化处理.采用金相显微镜、扫描电镜、力学性能检测、冲击磨料磨损试验等手段,研究不同合金化处理对高锰钢显微组织和力学性能的影响.研究结果表明,合金化处理能细化高锰钢晶粒1~2级,改善夹杂物的大小、形态及分布,并且使高锰钢的硬度、冲击韧性和耐磨性有较大幅度提高.其中经Cr-V-Ti-RE合金化处理的试样综合性能最优,其硬度为217 HBS,冲击韧性为155 J/cm2,与未经合金化处理的试样相比,分别提高了12.4%,32.5%,并且其耐磨性提高了13.9%~45.4%.在中、低冲击功下,高锰钢的磨损机制以凿坑变形和显微切削为主;在高冲击功下,磨损机制主要为疲劳剥落.

    • 新型固体电解质Li3PO4-LiAlO2的合成及其电化学性能研究

      2014, 41(7):35-39.

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      摘要:采用固相合成法制备了Li3PO4-LiAlO2固态锂离子电解质材料.研究了摩尔配比、煅烧温度对产物相组成、颗粒形貌、电性能的影响.结果表明:当P/Al化学计量比为1∶1时,煅烧后试样中存在片状的γ-LiAlO2和球状的γ-Li3PO4两相,粒径约为0.5~1 μm.当P/Al化学计量比为3∶1时,煅烧后试样主要是Al掺杂的球状γ-Li3PO4固溶体.此样品1 000 ℃煅烧后,离子电导率为6.4×10-5S/cm,说明Al掺杂能有效提高γ-Li3PO4无机固体电解质离子电导率.1 100 ℃煅烧后,样品锂离子电导率降低.循环伏安曲线研究表明,Al掺杂γ-Li3PO4无机固体电解质样品在饱和LiNO3水溶液中具有较好的可逆性,其电化学窗口达到1.5 V.

    • 添加B2O3对0.7CaTiO3-0.3NdAlO3陶瓷烧结及其介电性能的影响

      2014, 41(7):40-44.

      摘要 (764) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:0.7CaTiO3-0.3NdAlO3(以下简称为CTNA30)是应用广泛但烧结温度较高的微波介质陶瓷.本文通过添加不同量的B2O3来降低CTNA30陶瓷的烧成温度,并用XRD,SEM和矢量网络仪分析等表征方法,确定了B2O3的添加量对CTNA30烧结温度、物相组成、微观结构和介电参数的影响.添加B2O3可以显著地促进CTNA30陶瓷体的烧结,其中添加2%B2O3的CTNA30陶瓷,烧结温度可降到1 300 ℃,介电常数εr为49.99,品质因数Qf为57862GHz,频率温度系数τf为5.39×10-6/℃.

    • 煅烧工艺对溶胶-凝胶制备微球形氧化铝的影响

      2014, 41(7):45-49.

      摘要 (811) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以工业级拟薄水铝石为原料,采用溶胶-凝胶及喷雾造粒技术制备球形氧化铝粉料,将粉料置于马弗炉中,分别在不同温度下煅烧,采用SEM观察获得粉体的微观形貌,XRD分析了不同煅烧温度粉体的相组成,马尔文激光粒度仪测定粉体的粒度组成,集成表面粗糙度仪测定被抛光工件的表面粗糙度.结果表明:经喷雾造粒和煅烧后制得的粉料外形为球体;煅烧温度逐步提高时,其物相的变化规律由γ-Al2O3转变为θ-Al2O3,再转变为α-Al2O3相;煅烧温度过高时,将造成粉料颗粒间相互粘结,适当延长保温时间会促使粒子沿着致密区长大.并且,结晶度较好、粒度分布均匀的粉料抛光性能较好.

    • 模板辅助sol-gel法制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2O4材料

      2014, 41(7):50-55.

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      摘要:以金属硝酸盐和柠檬酸为主要原料,医用脱脂棉为模板,通过简单易行的模板辅助sol-gel法来制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2O4材料.采用XRD,TEM,BET,VSM和Easy heat等方法研究了模板和热处理温度对所得材料组成、微观结构、磁性能和磁加热效率等的影响.结果表明:添加模板有利于获得不含杂质相的尖晶石型纳米磁性CoFe2O4颗粒,随热处理温度的升高,颗粒的平均晶粒尺寸逐渐增加,比表面积减小.未添加模板的纳米颗粒存在较为严重的堆积现象,添加模板后所得CoFe2O4颗粒呈近似椭球形,不同颗粒之间首尾相接,类似线形,团聚程度明显下降.添加模板后800 ℃热处理所得试样的平均晶粒尺寸约为70.0 nm,比表面积为23.7 m2/g,饱和磁化强度为79.0 emu/g,剩磁强度为37.1 emu/g,矫顽力为856.4 G,磁加热速率为2.95 ℃/s,均显著高于相同热处理温度下未加模板所制备的铁氧体颗粒.最后对类线形纳米CoFe2O4的形成过程进行了探讨.

    • 磷酸镁水泥的聚合物改性研究

      2014, 41(7):56-63.

      摘要 (995) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于磷酸镁水泥,选择使用原材料是重要的改性方法.为提高材料性能,通过变化聚合物乳液种类及掺量,试验研究聚合物对磷酸镁水泥的适用性.结果表明:聚合物乳液的物理性质粘度与改性磷酸镁水泥的密度、流动性及凝结时间有较紧密联系;而聚合物乳液的化学性质pH值则可能是影响改性磷酸镁水泥力学性质的重要因素;合适的聚合物乳液在适宜掺量下能对改性磷酸镁水泥的抗压强度产生较小影响,提高材料的抗折强度与粘结强度,并显著增大断裂能;掺加聚合物乳液不改变磷酸镁水泥的水化产物类型,但显著影响水化产物的形貌与结构的密实程度.

    • 生物表面活性剂对污泥脱水性能的影响

      2014, 41(7):64-69.

      摘要 (883) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对污泥离心过滤脱水后含水率及毛细吸水时间(CST)的测定,考察了生物表面活性剂鼠李糖脂及其与阳离子化学表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTAB)复配对活性污泥脱水性能的影响.当鼠李糖脂投加量为0.10 g·g-1时,相比于原污泥,离心脱水污泥含水率下降了2.4%,过滤滤饼含水率下降了10.8%;CST值却由27.3 s升至48.8 s.研究结果说明:鼠李糖脂的投加能显著降低污泥脱水后污泥的含水率,但却会使污泥脱水速率变慢.相比于单独使用鼠李糖脂或CTAB,鼠李糖脂与CTAB以1∶1,1∶2或1∶3复配时不仅使脱水后污泥含水率更低,而且对污泥脱水速率也有改善作用.

    • 低温环境下聚磷微生物的富集驯化研究

      2014, 41(7):70-77.

      摘要 (800) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低温环境下生物强化除磷工艺的启动与运行,研究了厌氧/好氧和厌氧/缺氧两种模式富集驯化好氧聚磷菌和反硝化聚磷菌的效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为接种污泥,在8~11 ℃的低温环境下能有效完成好氧和反硝化聚磷菌的富集驯化,厌氧/好氧和厌氧/缺氧反应器分别在第40 d和第80 d达到稳定状态.厌氧/好氧反应器内污泥释磷和吸磷能力强于厌氧/缺氧反应器内污泥,分别为27.7 mg P/g MLVSS,35.2 mg P/g MLVSS,17.4 mg P/g MLVSS,23.1 mg P/g MLVSS.反硝化聚磷菌可以在好氧条件下以氧为电子受体快速吸收磷,而好氧聚磷菌在缺氧环境中以硝酸盐为电子受体立即吸收磷的能力较弱,仅为6.9 mgP/gMLVSS,占好氧吸磷的19.6%.厌氧/好氧和厌氧/缺氧两个反应器富集前后聚磷菌(Accumulibacter)的丰度分别由9.3%(接种污泥)增加到79.3%(好氧聚磷菌)和61.6%(反硝化聚磷菌),同样表明了在该低温环境下两个生物强化除磷工艺均实现了Accumulibacter的有效富集.

    • 微波改性对活性炭及其甲醇吸附的影响

      2014, 41(7):78-83.

      摘要 (1028) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别在600,700和800 ℃下对活性炭进行微波辐照加热改性.采用比表面积及孔径分析仪、Boehm滴定、傅立叶转换红外光谱对活性炭的物化性质进行表征.并且在10 ℃下以甲醇为吸附质进行固定床吸附实验.研究表明:微波改性后,活性炭的比表面积、总孔容小幅度减小,但微孔比表面积显著增大;随着温度升高,活性炭表面酸性基团大量分解,碱性基团逐渐形成.Langmuir方程和Freundlich方程均能较好的描述甲醇在活性炭上的吸附.准二阶动力学方程最适合描述甲醇的动态吸附过程,说明甲醇吸附是一个物理和化学复合的吸附过程,吸附受到活性炭表面官能团的影响.颗粒内扩散模型拟合结果分为3个线性阶段:表面吸附阶段、渐近吸附阶段和吸附平衡阶段.微波改性后活性炭对甲醇的吸附能均增大,吸附能与活性炭表面含氮官能团总量成正比.

    • 基于多层级灰色理论的重金属污染水资源开发潜力评价——以湘江长株潭段为例

      2014, 41(7):84-89.

      摘要 (804) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用多层次评价法甄选与湘江长株潭段密切相关且关联系数超过0.51的指标,赋予相应的权重值.通过建立灰色束函数和灰色矩阵计算重金属污染下湘江长株潭段水资源开发潜力大小.结果表明,多层级灰色理论可用于对水资源开发潜力的评价过程中.湘江长株潭段水资源开发潜力系数为2.983,属于次高层级范围\[2.500, 3.250\]之内,说明湘江长株潭段水资源开发潜力在一定时间范围内都比较高.

    • 苯并呋喃与苯并二氧六环类新木脂素及其衍生物的合成与生物活性研究

      2014, 41(7):90-96.

      摘要 (1210) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3,4-二羟基苯丙烯酸(咖啡酸)为原料,经酯化和仿生氧化偶联反应得到苯并呋喃类化合物2-(3′,4′-二羟基苯基)-3-甲氧羰基-5-甲氧羰基乙烯基-7-羟基-2,3-二氢苯并呋喃 (1)和苯并二氧六环类化合物2-(3′,4′-二羟基苯基)-3-甲氧羰基-6-甲氧羰基乙烯基-2,3-二氢-1,4-苯并二氧六环(2),然后经乙酰化、DDQ氧化脱氢、Pd/C催化氢化、氢化铝锂还原、碱性条件下脱乙酰基等反应,合成了一系列苯并呋喃新木脂素类化合物3~7和苯并二氧六环新木脂素类化合物8~10.所合成化合物的结构已由核磁共振法(1H NMR,13C NMR)、质谱法(MS)进行了表征. 其中5~7,9和10是未见文献报道的新化合物,8为天然产物异美商陆醇A. 采用MTT法对所合成的苯并呋喃新木脂素类化合物1, 3~5进行了生物活性测试. 结果表明:化合物1,3,4和5对白血病细胞(HL-60)、肺癌细胞(A-549)、乳腺癌细胞(MCF-7)、结肠癌细胞(SW-480)、肝癌细胞(SMMC-7721)有良好的体外生长抑制活性.

    • 溶剂对导电聚吡咯防腐蚀性能的影响

      2014, 41(7):97-102.

      摘要 (868) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用循环伏安法分别在含吡咯+NaClO4的乙腈中和水中,在不锈钢表面制备了聚吡咯(PPy)膜.用扫描电子显微镜观察了PPy膜的表面形貌,用四探针法测量了PPy膜的电导率,用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了在1 mol/L H2SO4中PPy膜对不锈钢的防腐蚀性能.结果表明,在两种溶剂中制备的PPy膜都由球状粒子组成,但在水中制备的PPy膜结节较多.在乙腈中制备的PPy的电导率和对不锈钢的防护性能都显著高于在水中制备的PPy.由于乙腈的给电子性较水的小,与吡咯聚合中间体的作用小,链反应较难终止,使得PPy聚合链共轭度长,膜的缺陷少,电导率大,防腐性能好.

    • 炔硒醚的磷氢化反应

      2014, 41(7):103-107.

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      摘要:在催化剂氢氧化铯存在下,DMF做溶剂,室温、空气氛围中亚磷酸二乙酯与炔硒醚不是发生预期的加成反应,而是还原断裂Se-CsP键,得到相应的端炔和磷酸硒酯,收率89%~95%.考察了与炔及硒相连的取代基对反应的影响,结果表明,取代基的电性对反应没有明显的影响.反应机理为氢氧化铯与亚磷酸二乙酯反应生成的(EtO)2P-(O)Cs+亲核进攻炔硒醚中的Se生成磷酸硒酯和RC≡C-Cs+,RC≡C-Cs+随后水解得到RC≡CH,同时形成催化剂氢氧化铯.本方法为断裂Se-CsP提供了一条新的简便且有效的路径.

    • 聚吡咯膜对不锈钢腐蚀的防护机理研究

      2014, 41(7):108-112.

      摘要 (977) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为测量不锈钢的腐蚀电阻,研究聚吡咯膜(PPy)对不锈钢腐蚀的防护机理,应用循环伏安曲线、电化学阻抗谱和开路电位-时间曲线测量方法等电化学手段研究了镀PPy膜后不锈钢在十二烷基苯磺酸钠溶液和NaCl溶液中的电化学行为,并通过建立合理的等效电路图对其电化学阻抗图谱进行解析.结果表明:所建立的等效电路分离出不锈钢的腐蚀电阻与PPy的氧化还原电阻,能较好地解析不锈钢/PPy/溶液的阻抗行为;在高盐溶液3.5%NaCl溶液中,PPy膜对不锈钢腐蚀具有很好的保护作用;在PPy膜保护不锈钢的过程中,不锈钢和PPy膜间发生电化学反应,释放十二烷基苯磺酸根以及生成不溶性物质来抑制金属的腐蚀.

    • 闭格的性质

      2014, 41(7):113-116.

      摘要 (767) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对闭格进行研究,给出了闭格的等价刻画,讨论了闭格与Locale的关系,并证明了闭格的笛卡尔乘积仍是闭格.同时,得到了闭格在保任意并的满态射下仍是闭格,最后证明了闭格在闭包运算下的像是闭格.

    • 求解非负约束优化问题的可行LS共轭梯度法

      2014, 41(7):117-121.

      摘要 (1111) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合子空间思想和Liu-Storey (LS)共轭梯度法,提出了求解大规模非负约束优化问题的可行共轭梯度算法,并分析了算法在Armijo型线性搜索下的全局收敛性. 数值实例表明该算法是有效的.

    • 退化线性椭圆方程非常弱解的存在唯一性

      2014, 41(7):122-124.

      摘要 (839) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:定义了在所谓的具有一片平的边界的有界光滑区域内退化线性椭圆的非常弱解的概念,然后利用变法方法与退化椭圆方程的极值原理等证明了该问题非常弱解的存在唯一性结果.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

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