轨道交通牵引电机用关键磁性材料的研究进展

牵引电机作为牵引电传动系统的核心部件,负责为列车运行提供动力,对列车的安全高效运行起着举足轻重的作用。随着高速列车向着互联互通、永磁牵引、全自动驾驶和智慧高铁等方向发展,牵引电机经历了直流→交流异步→永磁同步的三次效能迭代,其中磁性材料的技术发展为牵引电机的轻量化、智能化和高效率升级起到了巨大的推动作用。对牵引电机中磁性材料的应用情况进行综述,并针对我国轨道交通牵引电机的发展需求,对关键磁性材料的性能要求和发展趋势做了总结和展望。

用于太阳能水汽蒸发的银蝶翅光热转换效应研究

光热转换效应是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来,转换成足够高温度的过程,以有效地满足不同负载的要求。光热转换效应用于水汽蒸发,可应用于发电、灭菌,解决水污染、海水淡化等,为解决能源短缺提出了新思路。

超高导电铜基材料的研究现状与展望

超高导电铜是指导电性能优于国际退火铜标准的一类铜材料,其在机械、电子和电力等领域具有广阔的应用前景。综述了超高导电铜的研究现状,介绍了纯铜、铜合金和铜基复合材料3类超高导电铜体系,其中,最有望实现大规格超高导电铜的材料体系是在铜基体中加入碳纳米管或石墨烯等碳纳米材料。随后,指出了现阶段超高导电铜基复合材料制备存在的3个关键问题:良好的电学接触界面、优化复合材料的构型和实现碳纳米材料良好的结构/本征性能与均匀分散的协同。基于这3个关键问题,介绍了铸造、电解共沉积、化学气相沉积法、粉末冶金法等一系列有望制备超高导电铜基复合材料的方法,并总结了其优缺点。最后,对超高导电铜未来发展趋势进行了展望。

基于生物精细构型的光催化材料和光热转换材料的研究进展

目前,全球性的能源危机和环境污染问题备受关注。太阳能作为一种可再生的能源,实现其清洁、高效和低成本的转换及利用具有十分重要的意义。其中,利用光催化可将太阳能转换为可存储和运输的氢能,而通过光热效应可借助太阳能对海水进行淡化,这将有助于缓解能源短缺、环境污染以及淡水资源紧缺等问题。如何提高光能转换材料的能量转换效率是当今太阳能转换领域的关键课题。材料的性质由多种因素决定,其中构型是最重要的因素之一。因此,优良的材料构型设计成为材料、化学、生物等多学科、多领域的研究热点,以满足光电催化、光热治疗、能量转换与存储等不同领域的应用需求。然而,目前人工制备手段以“自下而上”的化学自组装与“自上而下”的物理加工方法为主,不仅成本和效率难以兼顾,更难以精准构筑具有复杂精细三维分级构型的微纳结构。对此,有学者提出“遗态材料”的概念,借鉴自然界生物体(包括微生物、动物以及植物)的精细构型,并以自然界生物体结构作为模板,制备出具有特殊结构和功能的材料。这为当今许多领域的科学研究提供了丰富的灵感和启发。近年来,基于生物精细构型的光能转换遗态材料发展迅速,在光电催化及光热领域取得了丰硕的成果。受自然界中的光合作用启发,可通过光催化反应将太阳能转换为化学能。具有三维分级结构的材料的各向异性强、反应接触面积大、微纳米孔多,能够有效增强半导体催化剂的电学、光学特性和催化性能。以树叶、蝴蝶等生物为模板的微纳多孔结构材料提高了催化剂对入射光的吸收,同时也为水分解反应提供了更多的反应位点,其产氢性能比普通构型的材料提高了数倍。同时,在光热水蒸发系统中,木材、蝶翅、莲蓬等模板由于快速的吸水能力、高效的光吸收和光增强能力以及良好的隔热性能,其与金属纳米颗粒的复合材料具有优异的光热蒸发速率与光热转换效率。本文从光催化水分解与光热水蒸发两个领域的应用方面,分别介绍了基于树叶、蝴蝶、硅藻等天然生物精细分级结构的高效太阳能转换材料的构筑及应用,对设计、制备具有分级微纳构型的光能转换材料提供一定的理论参考和借鉴意义。

先进复合材料轨道交通车辆轻量化发展与思考

轨道交通是一种充分利用物理空间、对空间进行三维拓展的交通方式,具有运输能力大、准时性高、安全性高、环境污染少等特点。大力发展轨道交通,是拉动区域经济的有效手段,是解决城市交通拥堵的根本方法,世界各国均认同这一理念。近年来,我国高度重视轨道交通技术及产业发展,已经成为世界领先的轨道交通强国。同时,国家为促进轨道交通产业的发展,出台了一系列利好政策.

光热转换材料的研究现状与发展趋势

光热转换材料用于产生蒸汽,可用于发电、灭菌,解决水污染、海水淡化、能源短缺等关键问题。其中最核心的环节是选择合适的光热转换材料,将光能高效地转变为蒸汽所需的热能。本文介绍了不同材料的光热转换机理,综述了近年来光热转换材料用于产生蒸汽的研究和设计,阐述了光热转换体系未来的研究发展趋势,对光热转换材料用于蒸汽产生的理解和发展具有重要的总结和指导意义。

石墨烯及其衍生物在生物传感领域的应用

纳米科学技术是当前科学与工业探索中最引人注目的前沿亮点。自20世纪80年代末发展以来,它逐步为人类带来了新的产业革命,并且受到了广泛的关注。作为最尖端的技术,它已经促使材料、生物、信息、环境、能源等所有领域发生大的变革,并已经贡献于现有产业。在纳米材料与技术的众多应用领域中。

石墨烯及其相关材料的技术发展全景分析

石墨烯,一种碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的炭质二维材料,以其超高的比较面积〔单层石墨烯比表面积理论计算为2630m2/g)、优异的电子迁移率(20000cm2/(V·s)〕、高的热导率(导热系数高达5300W/m·K)、超强的力学性能和良好的生物相容性,成为了学术界以及产业界研究和开发的热点,它可以应用于理论物理实验平台、纳米电子器件、超导材料、储能和产能器件、显微滤网、传感器和生物医药等领域.

拉挤成型碳纤维增强EP复合材料高低温力学性能

为了研究环境温度对轨道交通车辆复合材料力学性能产生的影响,以4轴向碳纤维经编布为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用拉挤成型制备了碳纤维增强EP复合材料板。研究了复合材料在三种环境温度(–50,23,70℃)下的拉伸与弯曲性能,并计算B基准值。结果表明,随着温度的升高,其力学性能呈现下降趋势。开孔拉伸性能变化较小,弯曲性能更易受到温度的影响,与常温条件相比,高温状态下弯曲强度下降28.8%,弯曲弹性模量下降8.3%,低温下弯曲强度上升20.3%,弯曲弹性模量变化不大,仅为2.4%。从计算数据看,在复杂的环境温度下该种成型材料也能够基本满足较高的力学性能要求,为扩展碳纤维增强EP复合材料从小型辅助件到大型主体承力件的应用研究提供了依据。

石墨烯葡萄糖传感器研究进展

一、石墨烯在生物医药领域的应用石墨烯,一种以碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的炭质新材料,作为新型的二维原子晶体,以其超高的比表面积(单层石墨烯比表面积理论计算为2 630m2/g)、优异的电子迁移率〔(20 000cm2/(V·s)〕、高的热导率〔导热系数高达5 300W/(m·K)〕、超强的力学性能和良好的生物相容性。

拉挤成型碳纤维增强复合材料常温静力性能

为进一步提升碳纤维材料的力学性能和可设计性,文章以四轴向碳纤维经编织物和环氧树脂(EP)为原料,采用拉挤成型工艺得到碳纤维织物增强EP复合材料。对该种材料进行静强度试验,研究了材料的拉伸性能、压缩性能和断裂韧性,并采用电子扫描显微镜观察材料断面,深入探究材料的损伤机理。结果表明,该材料的开孔拉伸强度为512 MPa,裂纹从开孔处扩展,纤维承载了主要破坏力,纤维拔出和基体破坏较少;开孔压缩强度为270 MPa,宏观上沿厚度呈现与内铺层方向一致的45°裂纹,以剪切破坏为主,微观上表现出复杂的层间分层、基体断裂和大量纤维拔出,并伴随不均衡长度的纤维断裂,纤维、基体均受到破坏;断裂韧性性能良好,断裂韧性系数达到70.5 MPa·m^(1/2),宏观上表现出明显的分层损伤。

复合材料液体模塑成型工艺的流场监测与缺陷控制技术

复合材料液体模塑成型工艺（Liquid Composite Molding，LCM）的低成本制造优势使其得到越来越多的关注和应用，但其加工过程中易产生空隙、干斑等缺陷。树脂传递模塑（Resin Transfer Moulding，RTM）、真空辅助树脂传递模塑（Vacuum—Assisted Resin Transfer Molding，VARTM）等复合材料液体模塑成型工艺（Liquid Composite Molding，LCM）由于具有设计灵活性、可成型大型复合构件、低成本制造等优势受到越来越多的研究和应用。

复合材料减振降噪研究进展

随着海洋权益和海洋资源在国家战略中的地位不断地提高，潜艇成为当今世界最具威慑力量的武器之一，对于维护国家安全具有不可替代的作用。隐身性能是潜艇发挥其隐蔽性强、出奇制胜军事效益的关键，潜艇的生命力在于隐蔽潜伏于水下不被敌人发现，并具备先敌探测对方的能力。声波是水中可被远程探测的目标信号，声呐可以有效识别和跟踪声波信号，

TiB_2-M金属陶瓷材料及其涂层制备技术研究进展

一、二硼化钛（TiB2）及TiB2-M金属陶瓷材料研究现状 与传统的氧化物陶瓷、碳化物陶瓷及其复合材料相比，TiB2同时具有强的钛-硼（Ti—B）离子键和硼-硼（B—B）共价键结合，这种复杂的键型结构决定了它具有如下一些独特的物理化学性能。