基于涂层显微硬度和磨损抗力,利用正交试验设计方法对45号钢基体表面等离子喷涂Al2O3-13wt.%TiO2(AT13)涂层的工艺参数进行优化.在保持喷涂距离80 mm、送粉量2.4 kg.h-1的条件下,研究了工艺参数主气流量(氩气)、电弧电流、电弧电压对涂层性能的影响.结果表明,主气流量是影响涂层组织、性能的最主要因素,电流、电压次之.在本试验条件下,喷涂AT13陶瓷涂层的优化工艺参数为:主气流量45 slm,电流550 A,电压65 V.

采用有限元法分析了硬质合金TiC/Al2O3/TiN复合涂层的残余热应力,结果表明:TiC/Al2O3/TiN复合涂层温度从800℃下降到0℃时,等效应力在TiN层内应力最高,为3 103 MPa;三轴应力在TiN涂层内以拉应力为主,最大拉应力为1 844 MPa,在硬质合金基体内以压应力为主,其最大压应力为-1 194 MPa;TiC层内拉应力比TiN层内略小,Al2O3层为一应力低谷,夹在2个高峰之间;在刀片边缘应力相对较小,在刀片表面的中心应力相对集中.

应用正交试验方法对液体喷砂工艺参数对喷砂粗化效果的影响进行了试验研究。结果表明，采用优化的工艺参数对钢件表面进行液体喷砂粗化，粗化表面质量接近美国腐蚀工程师协会的标准，可满足高硬度零件热喷涂前的粗化处理要求。

【目的】为提高二氧化钛(TiO_2)光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_2,可大幅度提高TiO_2光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_2进行表面改性,并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_2制备了TiO_2-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_2复合光催化剂进行表征,并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸为3～6 nm,表现为较好的石墨相结构,且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_2复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收,而且在400～500 nm波长范围内具有更宽的吸收带,CDs负载TiO_2光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%,较未改性的TiO_2木材涂层提高了35.55%和38.71%,同时TiO_2-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性,其表面水接触角为96.4°,较对照组木材(62.5°)提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小,TiO_2-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%,表面色差较对照组为11.03。此外,TiO_2-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能,相比第一次循环,7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_2光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力,同时改善木材表面润湿性,且对木材表观颜色影响较小,对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。

【目的】为提高二氧化钛（TiO_2）光催化剂净化甲醛气体污染物的能力，利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点（CDs）掺杂改性TiO_2，可大幅度提高TiO_2光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）对亲水性纳米TiO_2进行表面改性，并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_2制备了TiO_2-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_2复合光催化剂进行表征，并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸约3～6 nm，表现为较好的石墨相结构，且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_2复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收，而且在400～500 nm波长范围内具有更宽的吸收带，CDs负载TiO_2光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%，较未改性的TiO_2木材涂层提高了35.55%和38.71%，同时TiO_2-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性，其表面水接触角为96.4°，较对照组木材（62.5°）提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小，TiO_2-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%，表面色差较对照组为11.03。此外，TiO_2-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能，相比第一次循环，7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_2光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力，同时改善木材表面润湿性，且对木材表观颜色影响较小，对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。

采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。

为了解决传统机器人喷涂模型在喷涂工艺参数改变时会失效的问题,该文将喷涂工艺参数作为模型变量,研究多变量喷涂模型的建模方法。首先,提出了一种基于β分布的涂层生长速率函数,并通过对其进行积分推导出涂层厚度分布方程;其次,通过分析、拟合喷涂实验数据,分别建立喷枪流量、喷涂距离与涂层生长率最大值的关系式,以及喷枪流量、空气压力与喷幅宽度的关系式,并将其代入到涂层厚度分布方程中,建立了以5种常变喷涂工艺参数为自变量的涂层厚度分布泛化模型;最后,通过实验对模型进行验证。结果表明:该模型能够根据工艺参数的变化预测相应的

为探究喷涂过程中喷头的状态和运行参数对涂层厚度性能的影响,自制了自动喷漆试验装置(喷漆枪型号:WA-101-082P),采用聚氨酯(PU)木器漆,通过调节喷头与工件之间的喷涂距离、喷头喷射方向与工件表面的角度及喷头相对工件的运行速度(3因素3水平正交试验)对36块尺寸大小为800 mm×200 mm×15 mm中密度纤维板(MDF)试件表面进行试验喷涂工艺处理,对漆膜厚度、漆膜表面粗糙度和性能进行了分析。得出以下结论 :当空气压力为0.28 MPa时,在喷涂距离为250 mm,喷头角度为30°,运行速度为

针对某型号直升机旋翼系统的关键连接螺栓存在疲劳寿命明显不足的现象,采用显微硬度分布以及扫描电子显微镜(SEM)/电子背散射衍射(EBSD)分析,发现螺栓基体在车削、磨削和喷砂的机加工处理后,表面残留的变质层叠加区对WC-10Co4Cr涂层与基体结合强度产生不利影响,进而造成的基体-涂层界面早期开裂失效是螺栓疲劳寿命明显不足的主要原因.通过采用加大磨削量来消除变质层叠加区的加工工艺后,螺栓涂层与基体的显微硬度分布更加均匀,平均疲劳寿命比原螺栓提高了3倍.这主要是因为加工变质层叠加区的去除使螺栓表面的硬度有所提高,且硬度分布更加均匀,进而减缓了基体与涂层的硬度梯度,使涂层与基体的结合强度显著提高.

喷涂轨迹优化是保证最终涂层高质量的重要环节,直接作用于涂层的成形过程。该文针对平面喷涂提出一种轨迹优化方法,通过互补喷枪模型的优化求解,实现高效、高质量的平面喷涂,并在此基础上针对NURBS (nonuniform rational B-spline)自由曲面喷涂,受启发于绘画时人们采用不同尺寸的画笔描绘不同精细程度的物体,提出可变尺寸画笔的喷涂概念,利用喷涂距离的变化实现喷幅尺寸大小的变化,同时利用变速喷涂,增强喷涂优化方法对各种复杂曲面的处理能力。通过仿真与实验验证,该文提出的方法喷涂平面时,膜厚均匀度损失了1.64%,而漆料利用率提升了13.54%;喷涂自由曲面时,膜厚均匀度由31.68%提升到4.79%。实验结果验证了该文提出方法的有效性。

【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口速度v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响，求解喷头最优结构参数，提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素，将优化参数设为原始喷头的7项关键内部结构参数，包括内壁倒角β、三段管道内壁长度L_(1)至L_(3)和三段管道内壁直径d_(1)至d_(3)，利用Design Expert 设计7因素3水平3指标的BBD响应曲面试验，探究各结构参数对v_(2)、γ和λ的影响显著性。BBD试验各组结果由3部分仿真获得，采用k-ε模型的喷头内部流场仿真试验，采用KHRT模型的高压平口雾化仿真试验。应用Image J测定漆雾扩散角度，应用Python通过“雾滴撒点法”完成对每组雾化仿真结果的均匀性标定，利用多目标优化方法求解喷头最优结构参数，并通过仿真喷涂和实机喷涂验证其喷涂效果。【结果】 BBD响应曲面试验结果表明，7项关键内部结构参数对指标的影响十分复杂，但3项指标v_(2)、γ和λ回归显著（P≤0.000 1），多目标优化下的理论最优漆雾扩散角度为21.28°、最优均匀度为3.053；最优喷头的喷涂仿真试验表明，优化后喷口速度v_(2)由35.8 m·s~(-1)升至107 m·s~(-1)，漆雾扩散角度γ由16.74°升至21.09°（与理论相差0.883%），漆雾均匀性λ由3.62升至3.03（λ越小代表越均匀，与理论相差0.751%）。在木材喷涂实机试验中，优化前后木材喷涂试样漆厚标准差由21.71 μm降至17.74 μm，单面喷涂时间由6.2 s降至5.5 s，单面喷头移动行程由3 255 mm降至2 887 mm。【结论】基于“雾滴撒点法”的漆雾均匀性评判标准以及基于RSM和多目标的喷头结构参数优化方法可对木材喷涂喷头优化设计提供一定参考，对提高木材喷涂漆面均匀性和木材喷涂效率具有一定效果和帮助。

以竹炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,并掺杂Fe3+,经浸渍过滤和高温焙烧制备Fe3+/TiO2改性竹炭,并用SEM和XRD进行表征。采用单因素和正交组合试验探究焙烧温度、Fe3+掺杂量、负载层数三因子对改性竹炭去除甲醛效果的影响,从而确定制备Fe3+/TiO2改性竹炭的最优工艺。从SEM和XRD图谱表征可知,竹炭、TiO2溶胶和Fe3+三者之间能够较好地复合在一起。三因子中焙烧温度因子最为显著,其次是负载层数和Fe3+掺杂量。制备Fe3+/TiO2改性竹炭最佳工艺参数为焙烧温度450℃、负载层数2层、Fe3+掺杂量1%,其对甲醛的去除率达到61%,均高于单一竹炭或TiO2/竹炭复合...

以TiCl_4为钛源、NH_3·H_2O为pH值调节剂,通过水热法合成了锐钛矿型二氧化钛(TiO_2)纳米粉末。运用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)精密分析仪器,考察了反应体系的pH值、合成温度和反应时间对合成粉末的形貌和结构的影响;利用紫外-可见分光光度计评估了其光催化降解的性能。综合实验设计结合材料制备﹑表征和性能测试,有助于锻炼学生的综合实践能力,开发学生的创新潜力。