Mo-Si-B系材料的性能及制备

综述了Mo-Si-B系材料的研究进展。主要就材料在各种环境中的氧化性能、单相和多相材料的力学性能、材料的电学性能和热学性能等方面的研究进展进行了介绍。通过无压烧结方法,在1600℃合成了7种不同原料配比的Mo-Si-B系材料。用X射线衍射仪分析了材料的物相组成,确定了最佳的B与Si的原子比为0.865。但是无压烧结法得到的材料致密度不够,还需要对合成工艺作进一步的研究。

“材料科学导论”课程思政教学探究——以太原工业学院材料工程系为例

文章以太原工业学院材料工程系为例,首先阐述了“材料科学导论”课程思政教学的现状,然后论述了“材料科学导论”课程思政教学的优化路径,包括修订教学大纲,优化教学设计;挖掘思政元素;寻找“触点”,因势利导、顺势而为融入思政元素;建设承前启后的思政资源模块;丰富教学方法,优化考核方式,多角度渗透课程思政;关注实效,持续改进。

碳纤维复合材料在某舰船推进轴系中的设计研究

针对碳纤维复合材料重量轻、强度大、吸振能力强的特性,以某舰船推进轴系为研究对象,对碳纤维复合材料在推进轴系中的应用进行研究。基于Ansys Workbench的ACP模块对碳纤维复合材料进行铺层建立了碳纤维轴段计算分析模型。通过对不同铺层方案、不同搭接长度、不同连接方法进行分析,研究不同情况下的碳纤维轴段抗扭转与抗拉压能力,寻找碳纤维轴系的设计方案,最后将设计出的碳纤维轴系与纯钢轴进行对比研究,形成碳纤维轴系设计分析流程。研究表明,当碳纤维轴段选用混合连接且搭接长度为160 mm,铺层方式为[(15°/45°/60°/90°/-60°/-45°/-15°);14;]时,能显著提高此推进轴系的抗扭转和抗拉压能力,碳纤维轴系较于普通纯钢轴轴系自重轻,有较好减振能力。所得结果可为后续同类型推进系统的设计与计算校核提供参考。

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。

船舶管系材料选择与耐久性评估

本文探讨了船舶管系材料选择与耐久性评估的重要性,科学选材是确保船舶管系运行的安全性和可靠性的关键,需要综合考虑管系材料的力学性能、耐腐蚀性、耐温性、成本等因素。完善耐久性评估体系是提高船舶管系使用寿命和安全性能的重要手段,需要建立数学模型和仿真模型开发先进的监测技术和诊断方法。加强维护保养是保证船舶管系正常运行和延长使用寿命的重要措施,需要制定维护保养计划和标准,提高维护保养人员的知识和技能。通过科学选材、完善耐久性评估体系和加强维护保养提高船舶管系的安全性能和经济效益。

清华大学机械工程系材料成形制造研究所副所长石伟:为金属成形工艺注入“数字基因”

“提起机械制造行业,总有人会将之与‘夕阳产业’联系在一起。实际上,每一个行业都在随着科技的进步而进步,而且机械制造行业始终都是一个国家经济与社会发展的基础产业。”石伟说道。从一块块金属矿石开始,到最终成为满足人们生产与生活需求的各类机械产品,金属材料的开发及利用工程庞大且复杂,包括采矿、金属冶炼、金属零件成形制造、机加工及热处理等等,其中的每一个部分又可以细分为多个研究领域,比如金属加工过程中的成形制造工艺。“从机械制造的整体场景来说,我们研究的只是其中一个非常小的技术领域,主要是围绕金属材料成形制造的数字化设计问题。”清华大学机械工程系副教授石伟介绍。随着计算机技术的飞速发展,机械制造行业正在快速信息化,而他们要做的就是为金属成形制造工艺注入“数字基因”。

Mo-Si-B三元系复合材料的制备及室温断裂韧性

通过Mo,Si,B三种单质粉末原位合成热压的方法制备了成分为Mo-12Si-8.5B和Mo-28Si-8.5B的Mo-Si-B三元系复合材料.利用金相显微镜、金相偏光镜、X射线衍射技术、扫描电镜等对制备材料的组织进行了分析,研究了退火工艺对其组织的影响,测量了其室温断裂韧性,并对复合材料的增韧机制进行了初步的探讨.

Mo-Si-B系原位复合材料的研究

Mo-Si-B系原位复合材料是一族新型的高温结构材料,目前的研究主要集中在其中的α-Mo+Mo_3Si+Mo_5SiB_2(T_2)、Mo_5Si_3B_x(T1)+Mo_3Si+Mo_5SiB_2(T2)和Mo_5Si_3B_x(T1)+MoSi_2+MoB3个体系。详细介绍了Mo-Si-B系原位复合材料的研究进展及应用前景,并在此基础上提出了进一步研究的重点和方向。

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展

电子设备的快速发展不仅使得电磁污染成为人们生活中的一个严重问题,同时它们的干扰也会导致其他电子设备和系统出现故障。碳系材料因具有质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀、低密度以及优异的化学稳定性和机械性能,可用于研发轻质的电磁屏蔽材料。然而,碳材料和聚合物之间的分散性却很差,为此,大量的研究人员采用了界面设计来解决该问题。笔者通过对炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯、碳纳米管等碳系填料的结构、性能特点、碳填充物/聚合物的界面设计的研究的梳理,提出了构建“薄、轻、宽、强”的高性能屏蔽材料仍然是电磁干扰(Electromagnetic interference, EMI)屏蔽材料领域的关注要点,未来用于EMI屏蔽的碳材料将集中在轻质设备上。

铝硅系原料种类对钙长石质隔热耐火材料性能的影响

为优化制备钙长石质隔热耐火材料用铝硅系原料,以绿色无污染的高岭土、蓝晶石、红柱石和硅线石为铝硅系原料,工业CaCO_(3)为CaO源,采用发泡法结合原位反应烧成工艺,经1350℃保温3 h后获得了钙长石质隔热耐火材料。研究了铝硅系原料种类对合成材料物理性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:不同铝硅系原料所制试样均生成了六边形片状钙长石,并存在少量莫来石和刚玉。试样的体积密度按使用高岭土、红柱石、蓝晶石、硅线石为铝硅系原料的次序依次降低,显气孔率依次升高,热导率依次降低;以高岭土为铝硅系原料所制试样的孔壁中钙长石晶体结合紧密,赋予其较佳的耐压强度,以蓝晶石、红柱石及硅线石为铝硅系原料时,试样的耐压强度依次减小,因为孔壁上钙长石晶体间结合程度逐渐减弱。综合考虑,以蓝晶石为铝硅系原料所制试样的综合性能最佳,其显气孔率、热导率和常温耐压强度分别为84.6%、0.141 W·m^(-1)·K^(-1)和1.89 MPa。

碳系填料构筑具有隔离结构导热复合材料进展

导热途径不均匀导致导热效率较低是制备高导热聚合物复合材料的重点难题,制备具有优良导热性能的复合材料仍面临巨大的挑战。制备具有三维导热网络结构的复合材料,有效地提高了热导率,是目前导热复合材料研究的热点。隔离结构的导热复合材料具有独特的导热网络结构,为声子提供了有效的传播途径,并且能降低填料-基体、填料-填料间的界面热阻,在低负载下能获得高热导率。综述了近年来碳系填料构筑隔离结构的导热复合材料的研究进展,分析了具有隔离结构复合材料的导热机理及制备方法,对各类方法制备复合材料的性能、特点缺陷进行概括对比,并且对能提升热导率的方法进行简要分析。

环保型复配阻燃剂在木塑复合材料中的应用进展

木塑复合材料(WPC)兼具木材的生态性和塑料的可加工性,是一类生态环保材料。基于当前WPC易燃且燃烧后产生有害气体,从而造成了对人体健康的危害和对环境的污染等问题,围绕进一步提升WPC的阻燃效率和满足环保条件进行了讨论,着重介绍了WPC的燃烧特性,综述了碳系、金属系、矿质系、磷系、硼系环保型阻燃剂与其他元素阻燃剂进行复配协同提升WPC阻燃抑烟的研究进展,对比单一阻燃剂,环保型复配阻燃剂在阻燃和环保方面具有优越性。同时,还对环保型WPC阻燃剂的未来发展趋势提出了展望和建议。

镁钙系耐火材料的抗水化研究进展

综述了近年来镁钙系耐火材料抗水化研究的成果,着重总结了煅烧法、表面处理法和添加剂法等对改善镁钙系耐火材料抗水化性能的研究进展,并对其未来发展方向和研究重点进行了展望。

耐火材料的抗碱侵蚀性研究进展

碱侵蚀是高炉、回转窑、匣钵等高温装置重要部位损毁的主要原因,不同于熔渣导致的溶解侵蚀和物理冲刷导致的蚀损,碱侵蚀有着其特殊的作用机制。本文首先介绍了碱的物理性质并计算了其与耐火氧化物反应的吉布斯自由能和体积效应,以此为出发点综述了碱对典型高温装置关键部位的侵蚀过程及机制,并概述了碱性耐火材料、铝硅系耐火材料、非氧化物耐火材料、新型合成材料抗碱侵蚀的研究与应用新进展,同时对比了几种国内外抗碱侵蚀标准或方法,最后对耐火材料抗碱侵蚀性研究提出了几点建议。

铋系光电催化剂降解水中有机污染物的研究进展

光电催化技术通过电场协助光催化,能有效抑制光生载流子复合,提高有机污染物的去除率,具有简便、高效、易操作等优点。光电极材料是光电催化技术的关键,相较于其他传统催化剂,铋系半导体具有独特的层状结构和适宜的禁带宽度,对光的利用率更高。层状结构使铋系材料能在层内诱导内部电场,促进光生电子和空穴分离,加速载流子转移,提升光催化性能。本文介绍了一元铋系化合物、二元铋系化合物、卤氧化铋系化合物和含氧酸型铋系化合物的制备、表征及性能,简述了铋系材料作为光电极材料的优势。综述了其对有机污染物降解的研究,对铋系材料应用于光电催化进行废水处理进行了总结,新型催化剂的开发和如何推进建立催化剂全生命周期内对环境产生的影响评价体系是后续研究的重点方向。

新兴的多元铋系光催化剂:结构分类、制备、改性及应用

光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构和多元的化学组成而表现出较好的光催化性能.多种传统铋系光催化剂已被广泛的制备和研究,它们具有不同的光吸收能力以及氧化还原能力,已经在污染物降解、水分解产氧等应用中取得成效.近年来越来越多的新型多元铋系光催化剂被开发,为不同的光催化反应提供了更多催化剂选择.因此有必要对近几年开发的新型铋系光催化材料进行总结,并为铋系光催化材料研究和发展提供一定的参考.本文综述了近十年共60余种新兴多元铋系光催化剂的研究进展,从多个角度进行系统的梳理和总结.首先,对60余种新型铋系光催化材料进行了汇总,并根据晶体结构构型进行了分类,包括Sillén,Sillén-related,Aurivillius,Sillén-Aurivillius以及其他结构类型共5大类,每种材料都具有从原子尺度到宏观尺度的独特结构,因此本文进一步对新型铋系材料的结构性规律进行了总结,主要分为层状铋系化合物和非层状铋系化合物.在此基础上,概括了材料的合成方法,目前多元铋系光催化材料的合成方法主要为水热溶解热法和高温固相法,分别讨论了不同合成方法对不同结构类型材料制备的优势,尤其在获得高性能的光催化剂方面,材料合成方法起到决定性作用.此外,归纳了针对提高新兴多元铋系光催化剂性能的修饰策略.材料改性修饰是目前铋系材料研究的热点,适当的合成方法结合相应的改性修饰可以获得更理想的光催化材料,阐述了形貌调控、特定晶面暴露、异质结构建、极性电场构建等方法对新型铋系材料性能促进的机理,并对各种策略存在的优缺点进行了总结.同时概述了新型多元铋系材料在不同光催化应用领域的进展,包括液体和气体污染物的降解、水裂解生成氢气和氧气、二氧化碳还原、固氮、硫化氢裂解生成氢气、有机合成等,为拓展不同多元铋系光催化剂的应用领域提供参考.最后,本文对新型多元铋系材料目前仍存在的关键问题以及未来的研究趋势进行了展望,希望能为铋系材料的进一步研发提供一定的启发.

固废基硫铝系高活性材料改性磷石膏制备路面基层材料试验研究

为解决磷石膏的大规模资源化利用难题,并考虑工程应用的经济性,采用全固体废物制备的具有早强、高强、低成本优势的硫铝系高活性材料(SHAM)熟料作为主要胶凝材料,复配电石渣、矿粉等掺合料改性磷石膏以制备SHAM稳定磷石膏混合料(SSPM),并开展SSPM用作路面基层材料的试验研究。对SSPM进行了无侧限抗压强度试验、水稳定性试验及微观结构测试,研究了电石渣和矿粉对SSPM力学性能和水稳定性能的影响,并分析了其作用机理;探究了不同SHAM熟料掺加比对SSPM力学性能的影响。结果表明:SSPM的7 d无侧限抗压强度最高可达6.02 MPa,能够用作路面基层材料;掺合料可促进水化产物的生成与稳定,掺加1%的电石渣和3%的矿粉可提高SSPM任意龄期下的无侧限抗压强度;SSPM水稳定性好,软化系数均不低于0.85且浸水强度仍能满足路基材料的强度要求。随着SHAM熟料掺量的增加,SSPM的7 d和28 d强度均显著提高,但当掺量超过15%时,SSPM的后期强度有所降低。该结果可为扩大磷石膏的资源化利用提供可行技术路径,促进社会低碳循环发展。

氟盐置换EDTA容量法测定硅铝系耐火材料中Al_(2)O_(3)

试样用混合熔剂熔融,经稀盐酸浸取样经碱熔水浸取,用苯羟乙酸(苦杏仁酸)掩蔽Ti,在过量EDTA存在下,调pH=3~4,加热使铝、铁等离子与EDTA络合,加入pH=5.5的六次甲基四胺溶液,以二甲酚橙为指示剂,先用乙酸锌滴定溶液滴定过量的EDTA,再用氟盐取代与铝络合的EDTA,最后用乙酸锌滴定溶液滴定取代出的EDTA,求得Al_(2)O_(3)含量。本方法不适用于含锆试样,操作简便,滴定终点易于观察,Al_(2)O_(3)测定范围较广。

化学与材料科学学院简介

化学与材料科学学院是四川师范大学办学历史最为悠久的院系之一,与学校有相同的办学历史。学院的前身是成立于1946年的川北农工学院化工系,1952年更名为四川师范学院化学系,1956年随学校迁入成都.

碳系材料掺杂聚氨酯阻尼复合材料的制备与性能研究

为改善聚氨酯阻尼复合材料的热力学、力学、介电性能等性质,文章提出将不同结构的碳系材料(石墨、石墨烯)加到聚氨酯阻尼复合材料中,研究发现,石墨烯可以有效改善复合材料的热稳定性,提高介电性能;石墨粒子可以大幅度提高复合材料的耐热性;对聚氨酯阻尼复合材料的介电性能的测试显示,石墨的加入可改善复合材料的电学性能,当石墨用量为1.0 wt.%时,复合材料的介电常数最优。