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β-二酮与铁的螯合反应及粘接研究

β-二酮与铁的螯合反应及粘接研究

作者：刘倚帆西南科技大学

学位级别：硕士

本文合成了4种β-二酮分子,通过FTIR和H NMR对其结构进行了表征。研究了β-二酮在有氧和无氧条件下和铁的反应,通过ICP-OES测试Fe浓度,探究了β-二酮和铁的反应机理。实验证明了β-二酮只有在氧气存在的条件下才会与铁反应,铁被氧化成Fe... 详细信息

本文合成了4种β-二酮分子,通过FTIR和H NMR对其结构进行了表征。研究了β-二酮在有氧和无氧条件下和铁的反应,通过ICP-OES测试Fe浓度,探究了β-二酮和铁的反应机理。实验证明了β-二酮只有在氧气存在的条件下才会与铁反应,铁被氧化成Fe,作为电子接受体,β-二酮分子羰基中的氧原子提供孤对电子,作为电子对给予体,两者互相作用而形成螯合物。通过SEM观察β-二酮腐蚀钢板的状况,发现侧端烷基链最短的β-二酮,与钢板反应的速率最快,钢板表面腐蚀的最严重。证明了侧端烷基链越短的分子具有比例较高的酮式,有利于金属螯合物生成的结论。通过接触角测试发现β-二酮处理过的钢板表面疏水,耐腐蚀性增强。为了解决β-二酮在常温下与铁反应速率过慢的问题,使用电化学测试加速了β-二酮与钢板的反应。本文先探究了改性基底表面对粘接性能的影响,β-二酮分别处理钢板不同的时间段,得到不同粗糙度的基底表面。粗糙表面的凹坑使胶粘剂和基底之间形成更多的接触区域,产生比较强的机械互锁,可以提高粘接接头的粘接强度。进行系统地实验后,结果表明丙酰基苯甲酰甲烷(MF-0/2)处理钢板6小时后,粘接强度提升39.6%,达到最大值。然后又探究了改性丙烯酸胶粘剂对粘接性能的影响。当庚酰基苯甲酰甲烷(MF-0/6)的含量达到1wt%时,粘接强度比原来提升了36.6%。然而MF-0/6对基底表面改性后最高的粘接强度只提升了27.0%。因为改性钢板表面,只是增强了胶粘剂与基底之间的机械互锁,而改性丙烯酸胶粘剂,不仅增强胶粘剂与基底之间的机械互锁力,而且形成新的化学键合,两种作用力下粘接性能提升较高。

关键词： β-二酮金属螯合物机械互锁化学键合粘接性能

超声波辅助塑料/铝合金热压微纳成型及界面结构与性能研究

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超声波辅助塑料/铝合金热压微纳成型及界面结构与性能研究

作者：温翊重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,塑料和塑料基复合材料逐渐成为汽车、航空航天、航运、建筑和电子行业中金属的重要替代材料。与金属相比,塑料和塑料基复合材料的机械性能相对较低,限制了它们在某些条件下的应用,塑料-金属复合件(Plastic-Metal-Hybrid,PMH)是... 详细信息

近年来,塑料和塑料基复合材料逐渐成为汽车、航空航天、航运、建筑和电子行业中金属的重要替代材料。与金属相比,塑料和塑料基复合材料的机械性能相对较低,限制了它们在某些条件下的应用,塑料-金属复合件(Plastic-Metal-Hybrid,PMH)是这一问题的有效解决方法之一。作者通过对阳极氧化工艺的优选,得出最佳的铝合金表面预处理工艺,设计正交试验优化研究了热压温度、压力、超声振幅、超声作用时间对塑料/金属热压接头连接强度的影响,揭示了超声辅助工艺改善塑料/金属复合制件的连接机理,成功实现了塑料/金属一体化成型。主要实验结论如下:采用阳极氧化预处理铝合金表面,通过改变电解液种类、氧化电流密度和氧化温度,得出最佳的阳极氧化参数:浓度为100g/L的磷酸电解液、电解温度15℃、氧化时间900s、电流密度4A/dm。在该参数下得到的铝合金表面纳米孔最大,平均孔径163.57nm,表面润湿性最好,接触角与表面能分别为1.22°与72.76 m J/m,粗糙度最大,R与R分别为108.82nm与708.48nm。基于最佳工艺参数处理铝合金表面,设计正交试验探究热压温度、压力、超声振幅和超声作用时间对PC/铝合金热压复合件的接头连接强度影响。得出PC/铝合金接头最佳的热压工艺参数为:热压温度260℃,压力0.4MPa,超声波作用时间5S,超声波振幅50%。最佳热压工艺参数下,接头强度为21.58MPa;PC/铝合金复合强度由复合界面微纳机械互锁结构与化学键(Al-O-C=O)共同提供,连接强度与界面的塑料嵌入深度呈正比例关系。通扫描电镜(SEM)测得最佳搭接接头中塑料嵌入深度为3.90μm;复合件连接强度越高,原子力显微镜(AFM)显示反溶解Al后的PC表面的R与R也越高,最大值分别为190nm、1000nm;能谱分析(EDS)线分析横截面上元素扩散区域长度为4-5μm。PC/铝合金复合件接头失效为混合型实效:一是铝合金表面纳米孔中的树脂断裂,二是铝合金表面氧化层的断裂,三是树脂基体的塑性断裂。PC/ABS/铝合金复合制件超声波辅助热压最佳工艺参数为:热压温度260℃,压力0.2MPa,超声波作用时间5S,超声波振幅50%。最佳工艺参数下,界面连接强度为20.97MPa,占塑料基体强度33.60%,相对于PC/铝合金,比强度有明显提高。PC/ABS/铝合金复合件连接强度主要由连接层上微纳机械互锁结构提供,连接强度与界面的塑料嵌入铝合金表面微纳米孔深度呈正相关。最佳工艺参数下,SEM测得复合件界面塑料嵌入深度为4.50μm左右,较PC/铝合金接头结果有明显增加;AFM显示反溶解Al后的PC/ABS表面的R与R分别为261nm与1390nm,较PC/铝合金复合件接头结果分别增加37%与39%;EDS线分析横截面元素扩散区域长度为5-6μm。X射线光电子能谱(XPS)结果显示,PC/ABS/铝合金界面复合层除了存在物理铆接结构,还存在着化学键作用,Al2p、C1s与N1s窄幅扫描结果均显示界面上形成了Al-O-C=O化学键,化学键的形成有助于提高界面连接强度。PC/ABS/铝合金界面失效后未在塑料界面上观察到明显的氧化铝撕裂的痕迹,未出现铝合金氧化层的失效,可能是因为PC/ABS基体的强度比PC低,塑料基体强度未能达到氧化层的撕裂强度。

关键词：阳极氧化超声波辅助微纳成型机械互锁

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生物质燃料颗粒热压成型过程分析

煤炭学报 2024年第2期49卷 1123-1137页

作者：张守玉黄健添郎森张邢佳陈旭阳梁宁吕邦勇杨楚轲胡南吴玉新吕俊复上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 怀柔实验室山西研究院山西太原030032 长春工程学院吉林长春130012 清华大学能源与动力工程系北京100084

“双碳”战略下,生物质因其可再生、低污染和“零”碳排等优点而备受关注。生物质成型制备燃料颗粒能有效地解决其结构松散、能量密度低等问题,可用作化石燃料的替代品,对于新型能源体系的建设具有重要意义。笔者概述了生物质热压成型... 详细信息

“双碳”战略下,生物质因其可再生、低污染和“零”碳排等优点而备受关注。生物质成型制备燃料颗粒能有效地解决其结构松散、能量密度低等问题,可用作化石燃料的替代品,对于新型能源体系的建设具有重要意义。笔者概述了生物质热压成型过程的影响因素,分析并探讨了热压成型过程中生物质颗粒的演变行为和结合机制。生物质成型工艺主要包括冷压成型和热压成型。与冷压成型相比,热压成型能耗较低,制得成型燃料品质较高。生物质含水率(4%~15%)对其成型燃料密度影响较大,成型温度(70~150℃)影响较小,成型压力(60~130 MPa)和原料粒度(机械互锁。脆性颗粒破碎后释放出天然黏性成分,在水分、温度和压力的共同作用下形成颗粒间桥接。机械互锁和桥接缩小了生物质分子间的距离,促进了分子间作用力的产生。在对生物质热压成型机制认识的基础上,利用不同生物质掺混或水热等预处理手段对生物质组分进行调控可提高燃料颗粒的品质。利用分子动力学手段对生物质成型过程进行仿真模拟,可获得生物质组分分子间的键合机制,有利于进一步探究生物质热压成型机制,对生物质成型燃料乃至成型材料的制备有着重要的指导意义。

关键词：生物质成型分子间作用力机械互锁桥接

激光构造微孔阵列结构加强钢/塑料连接技术研究

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激光构造微孔阵列结构加强钢/塑料连接技术研究

作者：许菲长春理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术不断地进步及创新,当代制造业对材料的性能要求越来越高,单一的材料并不满足设计者和使用者的需求,因此需要对多种材料进行复合连接。在实现汽车车身轻量化结构设计中,常常需要金属与塑料的连接设计;甚至在奥运会中,选手使... 详细信息

随着科学技术不断地进步及创新,当代制造业对材料的性能要求越来越高,单一的材料并不满足设计者和使用者的需求,因此需要对多种材料进行复合连接。在实现汽车车身轻量化结构设计中,常常需要金属与塑料的连接设计;甚至在奥运会中,选手使用的自行车也是金属与塑料复合连接的应用。金属与塑料的连接最突出的优点是实现产品的轻量化。本文以304不锈钢和塑料为研究对象,开展了304不锈钢与塑料连接工艺及机理研究。首先,采用了自行搭建的扫描振镜式光纤激光器构造304不锈钢表面,使表面形成微孔阵列结构;其次,研究不同的微孔阵列结构对304不锈钢与塑料连接强度的影响;最后,对比了不同的加压压力和加热温度对连接强度的影响。研究结果表明:(1)未用激光处理过的304不锈钢表面无法与塑料连接,而采用激光处理后的304不锈钢表面,形成微孔阵列结构成功地与塑料连接。(2)304不锈钢与塑料的连接强度会随着金属表面上的微孔覆盖率β的增加而在增强;当微孔覆盖率β为0.8时,连接强度达到最大值为25MPa。连接强度也会随着微孔直径的增加而在增强;当微孔直径为0.8mm时,连接强度达到最大值为17.3MPa。最后,连接强度也会随着微孔深度增加而在增强,当微孔深度为265.25μm时,连接强度达到最大值为19.5MPa。(3)304不锈钢与塑料的连接强度会随着压力的增大呈现先增加后减小的趋势,当压力67KN时,连接强度达到最大值为19MPa;连接强度也会随着温度的增大呈现出先增加后减小的趋势,当温度为400℃时,连接强度达到最大值为17.5MPa。构造304不锈钢表面与塑料连接机理:通过加热加压,使熔融的塑料注入到304不锈钢板表面微孔阵列结构中,待熔融的塑料固化一段时间后,微孔阵列结构与再次凝固的塑料形成机械互锁效果,实现了304不锈钢板与塑料直接连接成型并且改善了连接强度。

关键词：光纤激光器微孔阵列结构机械互锁不锈钢/塑料的连接

界面过渡层对磁-电-弹性层合板多场耦合特征的影响

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功能材料 2012年第14期43卷 1903-1908,1912页

作者：苟小军高原文兰州大学土木工程与力学学院西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000

针对两种不同形式(压电-铁磁-压电,铁磁-压电-铁磁)的磁电层状复合材料,研究了热场环境下磁电层状复合材料的力、热、电以及磁的多场耦合特征,给出了磁电层状复合结构的位移、应力、电势以及磁势的变化规律,探讨了界面过渡层厚度变化及... 详细信息

针对两种不同形式(压电-铁磁-压电,铁磁-压电-铁磁)的磁电层状复合材料,研究了热场环境下磁电层状复合材料的力、热、电以及磁的多场耦合特征,给出了磁电层状复合结构的位移、应力、电势以及磁势的变化规律,探讨了界面过渡层厚度变化及其不同界面过渡方式对磁电复合材料的位移、应力、电势和磁势的影响。研究结果表明,界面过渡层对应力特征、电势和磁势的分布具有非常重要的影响,尤其对磁势的分布特征影响尤为明显,这些结果可为磁电层合材料的结构设计和可靠性分析提供参考和依据。

关键词：磁电耦合中间过渡层电势磁势机械互锁

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全供全备双电源线路的智能化改造

电世界 2022年第6期63卷 35-37页

作者：伍林芳王明锁山西博物院山西太原030024

供电公司为保证电力网安全运行、确保设备和人身安全,一般不允许用户的双回路电源并网运行,对于全供全备双电源线路通常采用机械互锁方式供电。现有的电力网具备先进性、安全性和可靠性,允许接入双回路电源设置自动互投装置(工作电源线... 详细信息

供电公司为保证电力网安全运行、确保设备和人身安全,一般不允许用户的双回路电源并网运行,对于全供全备双电源线路通常采用机械互锁方式供电。现有的电力网具备先进性、安全性和可靠性,允许接入双回路电源设置自动互投装置(工作电源线路停电可跳开工作电源自动投入备用电源)。全供全备双电源线路在进行备自投改造时存在新设备与老系统无法匹配的问题,可通过加装双投开关解决。

关键词：线路停电备用电源自动投入备自投电力网工作电源机械互锁智能化改造

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接地线防误装置研制和应用

接地线防误装置研制和应用

作者：韩秀娟华北电力大学

学位级别：硕士

电力系统设备检修是一项安全要求较高的工作,首要重点是接地线要安全装设到位,接地线可以很好地保护电力工程检修作业人员的人身安全,是重要的安全工具之一。本文首先对现有临时接地线工器具的不足进行了分析研究,指出现有接地线装置无... 详细信息

电力系统设备检修是一项安全要求较高的工作,首要重点是接地线要安全装设到位,接地线可以很好地保护电力工程检修作业人员的人身安全,是重要的安全工具之一。本文首先对现有临时接地线工器具的不足进行了分析研究,指出现有接地线装置无法有效避免“带电挂接地线”、“导线端和接地端操作顺序错误”事故的发生。在此基础上提出了两种新型接地线防误操作方案:一种为机电控制式、一种为机械控制式。通过对比两方案的可靠性及操作便利性,最终选用机械控制式。接地线防误机械控制式装置采用机械互锁方式,建立接地端与导线端间的约束,即安装时只能先装接地端再装导线端,拆除时先拆导线端再拆接地端,从硬件上规范了接地线的操作顺序。导线端C型槽上安装有高压测距预警器,该预警有五个电压等级档位,在作业时首先将其打开,选择与线路和设备相对应的电压档位,以防止带电挂接地线事故的发生。然后制定了新型接地线防误装置关键零件的加工工艺,编写数控加工程序,最终加工制作出新型机械控制式接地线防误装置样机。并对接地线防误装置的实施效果进行了评价。从可靠性、事故赔偿、人力物力成本三个方面分析了装置的经济效益。最后分析了新型接地线防误装置的应用前景。该装置可有效的防止“带电挂接地线”事故的发生,规范接地端和导线端的操作顺序,可在电力系统中进行推广。

关键词：接地线防误装置机械互锁机电控制式

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大跨悬索桥锚碇型钢锚固系统研究

大跨悬索桥锚碇型钢锚固系统研究

作者：王煜东湖南大学

学位级别：硕士

悬索桥型钢锚固系统由锚杆、锚梁以及锚支架三部分组成,锚杆和锚梁为锚固系统中的关键受力构件,而锚支架仅在施工过程中起支承锚杆和锚梁并定位的作用。锚固系统的主要作用时将悬索桥主缆拉力分散传递到锚体中,是悬索桥结构的重要组成... 详细信息

悬索桥型钢锚固系统由锚杆、锚梁以及锚支架三部分组成,锚杆和锚梁为锚固系统中的关键受力构件,而锚支架仅在施工过程中起支承锚杆和锚梁并定位的作用。锚固系统的主要作用时将悬索桥主缆拉力分散传递到锚体中,是悬索桥结构的重要组成部分。然而在型钢锚固系统的实际应用中,由于结构承担的荷载相当庞大,即便主缆拉力通过锚固系统分散,锚体仍有可能出现严重的开裂现象。锚碇结构作为悬索桥重要支承部分发生破坏关系到桥梁整体的安全性问题和耐久性问题。因此,探究锚体破坏的实质原因,找到相应的解决方法具有重要的意义。本文依托交通部西部交通建设科技项目及洞庭湖二桥重力式锚碇型钢锚固系统工程,对锚碇及锚固体系周围混凝土进行了整体分析以及局部分析,主要研究工作具体如下:(1)阐述了锚悬索桥锚固系统的分类及选择方法,总结了现阶段关于型钢锚固系统关于理论和试验的研究现状。(2)通过建立锚碇及锚固体系的整体模型,分析了锚碇在自重及主缆拉力作用下的应力分布,及结构受力的最不利位置。依照现有规范在整体模型中假定了5个可能的剪切面,并分析了结构在剪切面上的受力状况。考虑结构在假定剪切面完全开裂情况下的整体安全性问题。(3)依据整体模型分析结果,设计了锚固系统关键受力部位锚梁及锚梁周围混凝土体的局部模型试验,并建立了相应的局部有限元分析模型。试验的目的在于检验各种假设的正确性并修正相应有限元模型。(4)阐述悬索桥锚固结构局部可能发生的破坏模式,对锚固系统关键部位的局部模型进行参数分析,考虑锚体各项几何参数变化对承载能力及破坏模式的影响,对局部模型整体及各个承压面的荷载-位移曲线进行了分析总结并探讨了几何参数、破坏模式以及承载能力之间的关系。(5)研究了多锚杆结构体系与单锚杆结构体系承载能力之间的关系,对考虑水平参数变化情况的锚固结构承载力建立了总结公式。探讨了结构局部破坏的原因、结构整体的破坏模式以及改善锚固体系局部受力性能的方法。

关键词：锚固系统承压面机械互锁破坏模式破坏面单锚体系多锚体系

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机械互锁技术在收发球系统中的应用

石油和化工设备 2019年第2期22卷 52-55页

作者：王玉伟李硕存梁毅白石海洋石油工程股份有限公司天津300452

机械互锁(Mechanical Interlock)通过机械装置对阀门或关键设备的传动或操作机构进行"上锁",使操作流程完全按照工艺逻辑要求进行,避免重要阀门或设备的误操作,达到保护人员和设备,确保生产操作顺利进行的目的。本文以某开发工程项目采... 详细信息

机械互锁(Mechanical Interlock)通过机械装置对阀门或关键设备的传动或操作机构进行"上锁",使操作流程完全按照工艺逻辑要求进行,避免重要阀门或设备的误操作,达到保护人员和设备,确保生产操作顺利进行的目的。本文以某开发工程项目采油平台为例,介绍在收发球系统中,如何安装和使用机械互锁装置以及安装和使用中的注意事项。

关键词：清管球接收器发射器阀门机械互锁互锁钥匙