用于机械系统变刚度支撑的电磁支撑研究

利用电磁支撑的支撑刚度参数随励磁电流变化而改变的原理,构建了具有机械支撑和电磁支撑并联特点的支撑形式,实现机械系统变刚度支撑。在对电磁支撑的基本结构及特点进行阐述的基础上,通过对其数学模型的分析,得到了电磁力的线性化准则和支撑系统综合刚度为正的准则,探讨了衔铁偏心和动态间隙对电磁支撑特性的影响。对具有机械支撑和电磁支撑并联特点的悬臂梁实验装置系统的电磁支撑刚度与附加阻尼参数进行了识别。结果表明:附加阻尼参数的实验值远远小于理论值,在一定条件下可以忽略不计;支撑刚度参数的识别值在静态工作点附近具有较高的精度,说明该电磁支撑可以实现机械系统变刚度支撑。

PAN原丝高效预氧化研究

国产碳纤维成本偏高使其缺少市场竞争力和影响其广泛的应用,影响碳纤维产业可持续发展。针对预氧化过程在碳纤维成本构成占比超过20%,通过研究聚丙烯腈(PAN)原丝预氧化反应实质及时温效应,在此基础上通过提高预氧化反应效率,缩短预氧化时间,在不影响碳纤维性能前提下,降低碳纤维制备的过程成本。

电磁线圈的动态电磁关系分析及应用

通过对不同情况下电磁线圈的感应电动势和动态阻抗的分析,得到了因励磁电流和动态间隙而产生的感应电流的表达式,并对其合理性进行了分析.将动态电磁关系应用到电磁支撑装置中,得到了不同情况下电磁支撑装置的附加支撑刚度参数和附加阻尼参数的表达式,从而合理地解释了在参数识别实验中电磁支撑装置存在附加阻尼参数的现象.

汽车机械故障原因以及防范措施

本文主要分析了汽车机械故障产生的原因主要有汽车的维修技术比较弱,维修车辆的人员的责任心不是很强,车辆使用得太频繁,负荷太重,驾驶员的责任心不强,以及个别汽修厂以及汽配厂不负责任等,从而提出了相应的防范措施。

Na0.44MnO2在碱性溶液中的电化学机制

Na0.44MnO2具有原料丰富、合成简单、无毒环境友好、结构稳定性高等优势,适合作为水溶液钠离子电池的正极材料。Na0.44MnO2在中性水溶液中的比容量较低(30–40 mAh·g^−1),而采用碱性电解液可大大提高Na0.44MnO2的可逆比容量(80 mAh·g^−1)。当我们扩宽碱性电池的充放电窗口(1.95–0.3 V)时,在1.0 V(vs Zn/Zn^2+)附近出现一个宽的放电平台,且首周放电比容量高达275 mAh·g^−1,远远超出其理论嵌钠容量(121 mAh·g^−1)。本文我们通过对不同放电深度下的电极进行X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)表征,研究其超额容量的放电机理。结果表明1.0 V以下的低电位放电过程可分为两个阶段:第一阶段为H+在隧道结构中的嵌入,此时隧道结构保持不变,放电曲线上表现为平台区;第二阶段为过量H+的嵌入引起隧道结构破坏,同时伴随着Mn(OH)2相的生成和Na+从结构中释放出来,放电曲线上表现为斜坡区。这一研究结果表明Na0.44MnO2在碱液中的可逆性与下限电位紧密相关,高稳定的Na0.44MnO2材料需要避免H+的嵌入。

Al2O3包覆对Na0.44MnO2正极材料高温储钠性能的改善

Na0.44MnO2具有特殊的三维隧道结构和良好的化学稳定性,是一种理想的钠离子电池正极材料。本文研究了Na0.44MnO2正极材料的高温电化学性能,采用液相法对Na0.44MnO2正极材料进行Al2O3包覆改性,并通过电化学、形貌分析、结构分析、化学成分表征等方法研究Al2O3包覆的改性机制。结果表明:Al2O3包覆层有效地隔离了Na0.44MnO2与电解液的直接接触,缓解了高温下锰的溶解,从而维持了稳定的电极/溶液界面结构。Na0.44MnO2@Al2O3在55℃下的电化学性能相比未包覆Na0.44MnO2有显著提升:循环100次后容量保持率达79.2%,远高于未包覆的66.5%;在10C(1C=120 mAh·g^-1)的大电流密度下放电比容量达到63.6 mAh·g^-1,而未包覆的仅有12.3 mAh·g^-1。

牵伸对聚丙烯腈纤维晶态结构的影响及调控

通过不同牵伸工艺制备聚丙烯腈纤维,运用X射线衍射进行表征,研究凝固浴牵伸、水浴牵伸以及沸水牵伸对纤维晶态结构的影响。结果表明,凝固过程是PAN大分子晶态结构成型的重要阶段,该阶段晶核已经基本形成。凝固浴牵伸的增大有利于分子链段由螺旋构象向锯齿构象转变,大分子链段的有序排列,结晶度和晶粒尺寸均有一定程度的提升,但折叠链段的减少不利于大分子成核过程的进行。水浴牵伸及蒸汽牵伸均有助于纤维晶态结构的完善,对分子成核影响不大。通过改变聚丙烯腈原丝制备过程中各流程的牵伸比能够实现对PAN大分子晶态结构的调控。

新型液态金属电池正极材料的探索研究

利用液态金属电池储能是近年来发展起来的一种新型电化学储能技术,具有成本低、寿命长等优点,在大型储能领域具有广阔的应用前景。传统单一组分的正极材料面临熔点高、电压低等问题,而合金材料则给液态金属电池正极材料提供了新的可能。本文通过分子动力学方法计算多种适用于液态金属电池正极材料的金属和合金材料(Bi、Sb、Te、Sn、Pb),经过多尺度计算模拟,首先找到了30种二元合金和三元合金,分析这些合金材料的形成能,发现均为负值,理论上说明这30种二元合金和三元合金均可以稳定存在。而后,筛选出具有较低熔点(<500℃)的正极合金,分别是SnSb、HgTl、InBi、PbSb、HgIn、InTe、GaSb、AlSb、CdSnSb2、ZnSb。进一步分析合金正极材料的态密度,选出7种离子传输能力较强的正极合金:PbSb、HgIn、CdSnSb2、ZnSnSb2、InTe、SnSb和SnTl4Te3,模拟计算其以锂为负极情况下的开路电压,结果表明,以SnSb为正极材料时,开路电压可达0.65 V。

特高压输电导线碳纤维复合材料芯棒耐应力腐蚀研究

碳纤维复合芯导线具有优异的综合特性,在特高压输电线路中被逐步推广应用,但是特高压线路对导线碳纤维复合芯棒耐酸性有更高的要求,目前对于碳纤维复合芯导线耐酸性的研究尚属空白。本文研究了环氧树脂浇注体、不同种类玻纤拉挤芯棒的耐酸腐蚀性能,对比了不同供应商的产品性能,发现芯棒耐酸性取决于环氧树脂基体本身以及芯棒外层的玻纤种类。不同供应商提供的环氧树脂浇注体长期耐酸性能差异较大,E-CR玻纤复合材料芯棒较E玻纤具有更高的抗应力腐蚀性能,研究结果为碳纤维复合芯导线在特高压线路中的设计及安全使用提供了试验基础和选型依据。

NaOH浓度对Na_(0.44)MnO_(2)储钠性能的影响

我们通过球磨法及后续的高温焙烧合成出了短棒状的Na_(0.44)MnO_(2),并研究了其作为碱性水溶液钠离子电池正极时,电解液NaOH浓度对其电化学性能的影响。结果表明,提高NaOH浓度有利于抑制嵌氢反应的发生并改善电极的循环性能和倍率性能,但同时也会造成析氧反应的提前触发,浓度过高时则又会降低其倍率性能。Na_(0.44)MnO_(2)在8 mol·L^(−1) NaOH中表现出了最佳的电化学性能,0.5C(1C=121 mA·g^(−1))的电流密度下,比容量达到79.2 mAh·g^(−1),50C时,仍能释放出35.3 mAh·g^(−1)的比容量,在0.2–1.2 V(vs.NHE)的电压窗口内,500周后容量保持率64.3%。此外,我们也发现缩小电压窗口可以减少副反应、改善循环性能。Na_(0.44)MnO_(2)在浓碱电解液中也表现出了优异的耐过充能力。上述结果不仅表明通过优化电解液体系和测试条件可大大改善Na_(0.44)MnO_(2)的储钠性能,同时也证实了Na_(0.44)MnO_(2)作为一种水溶液钠离子电池正极材料,在大规模储能领域具有良好的应用前景。

不同氨化方式对聚丙烯腈初生纤维结构的影响

为了比较聚丙烯腈原丝制备过程中不同加氨方式对于初生纤维结构的影响,采用聚合初期加氨、聚合后脱单前加氨、凝固浴加氨这3种加氨工艺,聚合物经过凝固过程得到初生纤维。通过对初生纤维进行显微镜、X射线衍射以及傅里叶红外的表征,来分析纤维截面形貌以及晶态结构的变化。结果表明:在使用相同当量的氨的情况下,聚合初期加氨更容易附着于纤维上,有助于双扩散的进行,有效地阻止了皮芯结构的产生,纤维径向结构更加均匀,结晶度更高。

碳纤维复合芯导线舞动性能研究

通过经验计算和模拟计算对比研究了钢芯铝绞线和碳纤维复合芯导线的舞动振幅,并通过纤维复合芯导线舞动模拟试验平台,在不受自然条件约束的情况下实现对导线舞动的模拟,研究舞动张力和舞动次数对碳纤维复合芯导线性能的影响。结果表明,在同一工况下,同截面积碳纤维复合芯导线的舞动振幅明显小于钢芯铝绞线,应用于新建大跨越线路中时抑舞效果显著。此外,碳纤维复合芯导线的铝导体发生舞动疲劳损坏之后,复合芯的拉伸强度保持率>90%以上,证明复合芯抗舞动疲劳性能良好。

降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施

汽车变速器噪声是汽车的主噪声源之一。在人们对于车辆乘坐舒适性提出更高要求的背景下,减振降噪就成为整个汽车行业的重要课题。因此,研究变速器振动噪声产生的原因,并针对变速器故障提出相应的优化设计方案,从而达到减振降噪的目的,具有重要的实际应用价值。本文分析了汽车机械变速器噪声产生机理;然后讨论了汽车机械变速器噪声研究与控制的意义和价值;最后讨论了降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施。

材料基因工程技术在电工材料研发中的应用与展望

电工材料是电气装备的基础,其材料特性直接决定电气装备的极限电磁参数。随着科学技术的进步,生产、生活水平的不断提高,人们对电气装备具有的功能和性能的需求日益增加。理论研究和工程实践表明,以传统电工材料为基础生产的电气装备在功能和性能方面不能完全满足人类社会对先进电气装备快速增长的需求。电工新材料及其应用研究应使未来的电工装备具有挑战更高电磁参数极限的能力。材料基因工程为电工材料设计筛选提供了新的技术手段,通过利用高通量的方式设计与筛选材料,大幅缩短了材料的研发周期,显著降低了研发成本。本文综述了近几年材料基因工程先进理念与前沿技术在电工材料开发中的应用案例,这些案例表明了材料基因工程技术在电工材料研发中的适用性。本文还重点分析了以机器学习为代表的大数据技术在电工材料研发中的应用现状。

富钠普鲁士蓝的制备及其储钠性能研究

普鲁士蓝基正极材料在钠离子电池中具有重要的应用前景,富钠结构的制备是实现全电池应用的关键。本工作通过提高共沉淀法的合成温度提高了铁基普鲁士蓝材料的初始钠含量并降低了缺陷(空位和水)含量。100℃下合成的材料具有高的钠含量和低的缺陷含量,从而具有较多的Na;可逆嵌入位点,100 mA·g^(-1)下比容量可达137 mAh·g^(-1)。同时,该材料具有良好的晶格完整性,从而具有通畅的Na;扩散通道,实现优异的动力学性能,在2.5 A·g^(-1)的大电流密度下,比容量仍有75.1 mAh·g^(-1)。