当期目录

    2016年, 第38卷, 第11期 刊出日期:2016-11-30
      
    • 全选
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    材料科学与工程
  • 张建,崔相辉
    . 2016, (11):  1-6. 
    摘要 ( )   
    使用晶化法制备以二硅酸锂为主晶相,P2O5为主要形核剂的锂锌硅微晶玻璃。引入稀土Er2O3掺杂Li2O-SiO2-P2O5-ZnO系统基础玻璃。通过测试该系统微晶玻璃的差热曲线、X射线衍射图谱、高温粘度曲线和扫描电镜图像,研究引入Er2O3含量的变化对该系统微晶玻璃析晶性能、次晶相的种类和含量、高温粘度变化、析出晶粒的大小及分布情况和微晶玻璃抗弯强度的影响。结果表明:引入Er2O3提高该系统微晶玻璃的玻璃转化温度,提高锂锌硅微晶玻璃晶化热处理的温度,影响了次晶相偏硅酸锂晶相的析出,通过改变微晶玻璃次晶相的种类和含量,降低了体系的热膨胀系数,掺杂0.3%的Er2O3提高了二硅酸锂的析晶速率,并降低了该系统微晶玻璃的高温粘度,当Er2O3的掺杂量为0.3%时,该体系微晶玻璃获得最大的抗弯强度310 MPa。
  • 黄健,张守迪,江奇,稂合清,罗斯特
    . 2016, (11):  7-13. 
    摘要 ( )   
    冷颜料在建筑隔热节能中有着巨大潜力,但目前对其晶体结构与隔热性能关系缺乏系统研究。以透明乙烯醋酸乙烯酯共聚乳液(Ethylenevinyl acetate)为涂料基体,通过太阳光反射比和红外辐射隔热温差测试,研究了二氧化钛、钛镍黄、钴蓝与铁锰黑等常用冷颜料的晶体结构对涂料隔热性能的影响,分析了多金属离子复合的冷颜料的晶体结构和晶格缺陷与红外热反射性能间的关系。结果显示:白色TiO2颜料的太阳光反射比最高,其中金红石型TiO2的热反射性能最好,太阳光反射比在83%左右,最佳掺量为15%;彩色颜料中金红石型结构的钛镍黄相对于其他晶型的钴蓝和铁锰黑,具有更高的太阳光反射比与更好的隔热性能,其最佳掺量为3%,掺有3%钛镍黄的VAE涂料的平衡温差可以达到15 ℃。
  • 姜洪义,董学成,徐东
    . 2016, (11):  14-18. 
    摘要 ( )   

    以硅藻土、高岭土和硅灰石为膜层坯料,通过探究烧结温度对膜层显微结构、显气孔率和抗弯强度的影响,确定最佳烧结温度为1 140 ℃。以碳酸锂为助烧剂,淀粉为造孔剂加入到上述坯料中作为支撑体坯料,将不同配比的两种坯料层压成型,在高温下烧结,成功制备了层状孔梯度多孔陶瓷材料。结果表明,该孔梯度陶瓷具有较高的显气孔率和较高的抗弯强度,抗弯强度达到15.7 MPa。膜层中无造孔剂添加,显气孔率为55.4%;支撑体层以淀粉为造孔剂,显气孔率为59.6%。
  • 李松标,魏铭,丁方煜,刘晓芳,王荣威,王睿
    . 2016, (11):  19-25. 
    摘要 ( )   
    水性漆酚氧乳液是一种高性能的水性树脂成膜物,能有效地改进漆酚涂料的耐碱特性。在环氧树脂(E20)改性漆酚的基础上,进一步将自制的亲水性扩链剂(MEAPEGGEMEA)接枝到漆酚环氧树脂中,从而制备一种可自乳化的水性漆酚环氧树脂。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、激光粒度仪对产物进行了表征分析,在此基础上并对漆膜性能进行了测试。结果表明:漆酚与E20摩尔比为1∶2,催化剂用量为5%,溶剂用量为45%,130 ℃反应5 h制备的漆酚环氧树脂产率较高;将摩尔比(MEA∶PEGGE)为5∶4所制得的MEAPEGGEMEA加成物加入到漆酚环氧树脂中,反应温度75 ℃、反应时间5 h ,制备的水性漆酚环氧树脂水分散稳定性好,配制成涂料后具有良好的力学性能和耐碱性能。
  • 余永明,胡萍,黄樟华,张德文
    . 2016, (11):  26-32. 
    摘要 ( )   
    以聚乙烯蜡(PE蜡,PEW)为基材,接枝马来酸酐(顺丁烯二酸酐,MAH)反应,采用正交试验方法设计配方。对单体用量、引发剂用量、反应温度及加料方式等影响接枝反应的因素进行研究,测试了试样的接枝率、吸水率、凝胶率、接触角、熔融指数及热性能数据。再用红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)进行微观结构表征,并与未接枝以及外购接枝的样品进行性能比较。 试验结果表明:当PEW/MAH/BPO=100/8/3,温度80 ℃下可制得接枝率为0.9%的PEWgMAH。测得其熔融指数0.128 g/10 min,吸水率2.663 3%,凝胶率69.91%。通过正交试验分析发现因素影响次序为A(MAH)>B(BPO)>C(反应温度T)>D(加料方式)。与外购PEWgMAH性能相近的是7#配方,配比为PEW/MAH/BPO=100/10/3。其接枝率为0.7%,熔融指数为0.17 g/10 min,吸水率为2.031 5%,凝胶率为63.87%。
  • 论文
  • 徐晓虹,李瑶,吴建锋,田江洲,周士翔,米凯峰
    . 2016, (11):  33-42. 
    摘要 ( )   
    利用赤泥为主要原料制造陶瓷制品是一种安全有效销纳赤泥的方法,但由于赤泥杂质含量多、体系复杂,致密陶瓷制品烧成温度范围窄,烧成制品致密化及性能难以控制。为有效实现赤泥的资源化利用,作者以不同种类拜耳法赤泥为主要原料设计了4种陶瓷墙地砖的配方组成,添加了不同含量的TiO2,研究了TiO2改善赤泥质陶瓷制品、拓宽陶瓷墙地砖烧成温度范围及改善致密化性能的可行性及原理。测试了样品的理化性能,并用XRD、SEM分析了样品的相组成和显微结构。结果表明,TiO2与Fe2O3反应生成了铁板钛矿(Fe2TiO5),改善了样品性能,烧成温度范围拓宽了20~40 ℃,赤泥化学成分不同,改善的效果不同。TiO2发挥作用的温度高于1 100 ℃。赤泥添加量45%左右,烧成样品致密度达2.89 g/cm3,吸水率0.18%,抗折强度75.60 MPa。
  • 材料科学与工程
  • 赵洋籽,王友法
    . 2016, (11):  43-51. 
    摘要 ( )   
    作为组织工程中三大要素之一,三维多孔结构支架在组织工程中起着重要的作用。不仅可以为细胞提供生活场所,而且能起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构等功能。以1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)为交联剂,使透明质酸与明胶成功交联,再复合βTCP微球,制备多孔水凝胶支架。通过X射线衍射(XRD),分析其微球的成分。通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)对支架进行表征。同时也测定了支架材料的抗压强度、溶胀比、降解性等。为了评估支架的体外细胞相容性,将小鼠L929成纤维细胞接种到支架上用于细胞形态学和细胞活性研究。结果表明,多孔支架的孔径可以通过改变明胶与透明质酸(HA)的比例进行控制,在一定范围内增加透明质酸的比例,孔径会明显增加。随着混合支架中透明质酸比例的增加,溶胀比和降解率也有所增加。支架的抗压强度随明胶比例的增加而增大。一定量的βTCP能促进细胞的生长与增殖。
  • 何燕燕,邱彤
    . 2016, (11):  52-56. 
    摘要 ( )   
    血清缺乏是在细胞治疗中对供体BMSCs活性影响的重要因素之一。作者探讨了不同浓度血清对MSCs细胞凋亡的影响。体外培养大鼠MSCs,用不同浓度血清(FBS)处理MSCs,MTT法检测MSCs细胞生长曲线,用Hoechst 33342/PI染色检查MSCs的细胞凋亡,并使用Western blot法分析细胞凋亡相关生物信号分子的表达。结果表明,血清缺乏培养条件下,MSCs在培养72 h内出现细胞凋亡。并且,无血清培养直接引起了Casepase3,Casepase8和Casepase9蛋白质表达量的增加,导致细胞凋亡的发生,从而致使细胞生长曲线的下降。此外,高浓度的血清对细胞凋亡具有保护作用。
  • 魏文晖,王浩,代奥雄,薛广文
    . 2016, (11):  57-63. 
    摘要 ( )   
    通过数值模拟对输电塔线体系在地震动水平摇摆耦合作用下的响应进行了研究。采用有限元程序分别建立了单塔和塔线耦合体系的三维有限元模型,进行模态分析和动力时程分析。对单塔和塔线体系的动力特性和在水平、摇摆和水平摇摆耦合地震作用下的响应时程分析结果进行了对比研究。结果表明,输电线对输电塔横导线方向和顺导线方向的地震响应的影响不同,将减小输电塔横导线方向的地震效应,而将增大输电塔顺导线方向的地震效应;相比单一水平地震作用,输电塔线体系在地震动水平摇摆耦合作用下的响应更加显著。对于输电塔等高柔结构来说,抗震设计时考虑地震动摇摆分量的影响是很有必要的。
  • 土木工程
  • 王小平,李志强,邹吉文,周兆忠
    . 2016, (11):  64-71. 
    摘要 ( )   
    以组合墙体中的格构角钢立柱为对象,针对0.8 mm,1.0 mm,1.2 mm,1.5 mm,1.8 mm 5种不同的厚度,通过轴压试验和有限元分析研究格构角钢立柱的轴压极限承载力和破坏模态,并进行对比。结果表明:同一厚度的3个格构角钢立柱试件,由于初始几何缺陷的不同,其轴压承载力、荷载位移关系曲线有一定差别;由于对初始几何缺陷十分敏感,当厚度值较小时,3个试件的轴压载力相差较大,而当厚度较大时,3个试件的轴压承载力相差很小;由于绕弱轴方向的刚度和转动刚度都很低,格构角钢立柱基本发生的是绕弱轴弯曲失稳破坏,或同时伴随有立柱中部的局部扭曲或凸曲现象;格构角钢立柱通过有限元分析得到的荷载轴向位移曲线和试验曲线走势一致,破坏模态基本相同,且极限承载力相符合较好,说明了文中提出的针对格构角钢立柱的有限元建模方法的正确性和合理性。
  • 唐小兵,黄爱,贾志伟,谢逸超
    . 2016, (11):  72-75. 
    摘要 ( )   
    对于同一座整体式板桥或刚接梁桥,采用刚接板(梁)法计算得到的荷载横向分布系数最大值往往比铰接板(梁)法的结果要大,它表明整体式板桥或刚接梁桥横向整体受力性能不如铰接式板桥或铰接梁桥。显然,这是不合理的。针对这一问题,通过理论分析和数值计算,指出了刚接板(梁)法计算方法存在的不足是在理论推导过程中忽略了沿桥跨方向分布的另外一个弯矩,该弯矩对刚接梁桥沿桥跨方向的变形和弯矩有较大的影响。
  • 戴绍斌,范钰祺,黄俊,戎泽龙
    . 2016, (11):  76-86. 
    摘要 ( )   
    通过ABAQUS软件对15个T形钢管混凝土柱混凝土梁外加强环板式节点抗震性能进行非线性分析。结果表明,节点模型均在核心区产生应力集中,不过参数的变化导致应力集中以及向四周扩散的程度有所差异。各节点模型的滞回曲线形状饱满,没有捏缩现象,滞回性能良好;位移延性系数均大于1.93,等效粘滞阻尼系数均大于0.180,能量耗散系数均大于1.134,这些抗震性能指标远远超过普通钢筋混凝土结构的要求,部分甚至超过型钢混凝土结构的要求。通过参数分析,了解节点抗震性能指标随参数的变化规律。框架梁配筋率增大不仅可以提高节点承载能力,而且对节点抗震性能提高也很有帮助;牛腿长度增大虽对节点承载力能力较为有利,但对抗震性能影响比较有限。
  • 李梅,邹蓓
    . 2016, (11):  87-91. 
    摘要 ( )   
    针对日益密集的轨道交通网络引发的环境振动问题,目前减振措施以轨道减振为主,而传播途径上的减振措施,因施工条件制约,其应用受到局限。由于设置减震层能有效减小隧道动力响应,故文章从结构减振的角度,探讨“围岩初衬减振层二衬”的减振模式,基于荷载结构法原理,探究泡沫混凝土、沥青、橡胶3种减振材料作为减振层的减振效果。结果表明:加设减振层能有效减小隧道衬砌结构、地层、地面的振动响应,使地面Z振级符合标准限值,泡沫混凝土层对地面振动放大效应衰减幅度最大,达9.5%,对30~80 Hz频段的减振效果最明显,在实际工程中可以考虑加设泡沫混凝土层作为有效减振措施。
  • 机电工程与信息
  • 彭自强,彭胜,李达,范剑锋
    . 2016, (11):  92-96. 
    摘要 ( )   
    利用珊瑚礁砂为细骨料,无机聚合物为胶凝材料,试配出无机聚合物珊瑚礁砂混凝土(IPCSC);考虑水胶比、胶凝材料用量、砂率以及温度4项因素,进行正交试验,优选出强度等效于C40且工作性能优良的配比;根据标准方法测试了基本力学性能,各项指标与对照的水泥珊瑚礁砂混凝土(CSC)进行了对比。结果表明:相对于对照组,同强度等级时,IPCSC劈裂抗拉强度提高62%,试样拉压强度比增加,静力弹性模量略有提高。
  • 黎水平,邓基
    . 2016, (11):  97-104. 
    摘要 ( )   
    超声电机是一种基于压电陶瓷材料的新型微特电机。根据超声电机的工作特征,提出了一种通过自适应谐振频率来实现超声电机稳态驱动的方法,同时建立了该方法的实现框架,并详细描述了其中关键技术的实现过程。构建了一个具体的超声电机稳态驱动系统实例,并进行了实验验证研究。实验结果表明,所提出的驱动方法能够显著地改善超声电机输出的稳定性,是有效的。