石墨烯增强金属基复合材料中石墨烯分散处理工艺研究进展

石墨烯电学、光学、热学和力学性能优异,作为增强体被广泛应用于金属基复合材料。本文综述了提高石墨烯在金属基体中分散性的方法,介绍了目前石墨烯在金属基复合材料中分散工艺的运用,并提出了一些新思路。

金属晶态-非晶态相变材料的热力学与动力学研究进展

论述了金属晶态-非晶态相变材料热力学与动力学的发展现状,对非晶态合金的整体研究现状进行分析。非晶态合金的热力学研究主要以稳定性为主,科研工作者对合金的热力学过冷区域、驱动力和晶化能力研究进行了完善;非晶态合金的动力学研究主要是以晶化过程为主,运用密度泛函数、DSC等技术对晶态-非晶合金相变过程的生长过程、玻璃转变温度、晶化激活能进行研究。

韧性材料的微裂纹扩展与分叉的晶体相场模拟

采用晶体相场方法研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展与分叉的演化过程,分析应变、温度、初始裂口形状等因素对裂纹扩展和分叉的影响.结果表明:对于简单的单向拉伸,应变需要达到一定的临界值,裂纹扩展才会启动.对于二组相互垂直的双轴拉伸作用,当应变达到临界值后,裂纹扩展过程中会发生分叉现象.温度越高,裂纹扩展越快且分叉越多.裂纹在扩展过程中,体系能量不断降低,当裂纹出现分叉时,体系能量降低得更快.在裂纹扩展过程中,有时是会在裂尖处前方出现微小的空洞,类似在裂纹尖端前方出现位错发射情况,这些微小的空洞逐渐扩大连成裂纹.本文所得结果与相关模拟结果和实验结果符合.

无机改性膨润土环境功能材料控制水污染的研究进展

无机改性膨润土制备环境功能材料的方法主要有无机盐改性、无机柱撑。介绍了无机盐改性膨润土、无机柱撑膨润土环境功能材料的水污染控制作用原理,并详细综述了两种无机改性膨润土环境功能材料在水污染控制中的研究新进展,提出了无机改性膨润土作为环境功能材料应用于水污染控制需进一步研究的问题。

金属有机沉积涂层导体La_2Zr_2O_7缓冲层长带制备

采用辊到辊方式利用金属有机沉积(MOD)技术在双轴织构的Ni W合金基带上制备了烧绿石结构的La2Zr2O7(LZO)缓冲层长带样品,利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对长带样品不同部位截取短样的织构和表面形貌进行了分析.结果表明,已经制得了具有良好c轴织构且表面光滑的LZO膜.然而长带样品的织构锐利度小于静态短样的织构度,可以认为,热处理过程中影响升温速率以及恒温热处理时间的走带速度是获得高质量长带缓冲层样品的关键因素.

基于3D热加工图的SUS304奥氏体不锈钢热变形特性研究

目的研究SUS304奥氏体不锈钢的热变形行为。方法在GLEEBLE-3500热力模拟实验机上对SUS304不锈钢进行了等温热压缩实验,变形温度为850~1250℃,应变速率为0.01,0.1,1 s^(-1),真应变为0.69,基于Arrhenius模型构建了本构方程,并建立了3D热加工图。结果实验钢在850~1050℃/0.1~1s^(-1)条件下的热变形机制主要为动态回复,在1050~1200℃/0.01~0.1 s^(-1)条件下为动态再结晶;热变形激活能为505 kJ/mol,预测应力与实验应力的线性相关系数R2为0.9878。结论在真应变为0.69时,SUS304不锈钢热加工的优选区间为1000~1100℃/0.01~0.02 s^(-1),变形主导机制为动态再结晶。

含左手材料四层平板波导的模式特性

【目的】研究一个中间两层为左手材料,覆盖层和衬底层为右手材料的四层平板波导(RHM-LHM-LHMRHM)系统。【方法】用数值计算波导的色散曲线,画出不同模式的电场分布图。【结果】该波导存在TE0模和TM0模,高阶模式的TE模和TM模会出现双模现象,在特定的波导层厚度下,TEm模和TMm模的有效折射率相同。缓冲层的厚度和介电常数越大,TM模的双模现象越显著。模系数m为奇数或偶数的电场分布图相似,但波导层厚度越大,其电场振荡越强,而缓冲层的电场振荡基本不变。【结论】通过控制左手材料的介质参数可以灵活改变波导的模式特性。

石墨烯增强铝基复合材料研究现状及其界面问题热力学分析

由于石墨烯具有独特的二维结构和优异的力学、热学、电学性能,近年来受到广泛的关注。因此,石墨烯被作为增强体应用于铝基复合材料。综述了近几年石墨烯/铝基复合材料的主要研究方向和进展、制备方法与工艺、石墨烯增强机理等;讨论了石墨烯/铝基复合材料制备过程中的界面反应、Al_3Mg_2和Si C与脆性相Al_4C_3反应生成的竞争机制、石墨烯在铝基体中分散等问题;展望了石墨烯增强铝基复合材料的发展方向,为新型石墨烯/铝基复合材料的研究和应用提供参考。

硅碳复合负极材料的研究现状与前景

硅碳复合负极材料具有较高的理论容量和较好的循环性能,但不同的结构和黏结剂对硅碳复合材料的性能具有重要的影响。基于硅碳复合材料的不同结构分类,综述了硅碳复合材料的最新研究进展,深入分析和讨论了核壳结构和嵌入结构硅碳复合材料,强调了黏结剂和硅碳复合材料协同匹配的重要性,并展望了硅碳复合负极材料的商业化应用发展趋势。

聚吡咯对锂离子电池硅/石墨复合负极材料性能的影响

硅碳复合负极材料具有较高的理论容量和较好的循环性能而引起广泛关注。通过化学氧化聚合法在初级硅/石墨(Si/G)复合材料表面包覆导电聚合物聚吡咯(PPy),制备出了硅/石墨@聚吡咯(Si/G@PPy)复合材料。对Si/G@PPy复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究,结果表明:聚吡咯薄膜具有粘结剂和导电添加剂的双重作用,在包覆聚吡咯薄膜后,可逆比容量略微下降,循环性能和导电性能显著提高。当添加质量分数13%的聚吡咯时,在100 mA/g的电流密度下,初始放电比容量为563.1 mAh/g,循环充放电100次后容量保持率高达95.94%,展示出优异的电化学性能,对进一步推广硅碳负极材料具有一定的参考价值。

磷化铟量子点材料的制备及应用前景

半导体纳米晶具有量子尺寸效应和独特的光学性质,可广泛地应用在光电器件、生物标记、太阳能电池、光催化等方面,因此半导体纳米晶成为越来越多研究者研究的热点。但在诸多的应用限制因素中,高性能的QDs材料(Ⅱ-Ⅵ或Ⅳ-Ⅵ)通常含有镉或铅等剧毒的元素,批量生产和使用这类材料不仅对人体有着极大的伤害,还会引起环境和生态问题。因此低毒性能的QDs材料的设计和研发是目前研究的前沿之一。研究人员通过控制反应条件、表面包裹以及掺杂等对磷化铟(InP)材料的性能进行调控,使之能够更好地应用于各个领域之中。

Mg、Mn成分优化对5083铝合金组织和性能的影响

设计了不同Mg、Mn含量的5083铝合金,采用室温拉伸、硬度测试和剥落腐蚀等实验,研究了Mg、Mn含量变化对5083显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,得到了最优的成分。当Mg含量在4.3%~4.4%,5083的力学性能和耐腐蚀性能较高。Mn含量在0.7%~0.8%,5083力学性能较高;而当Mn含量在0.5%~0.6%时,5083剥落腐蚀程度较低。实验室条件下得到力学性能和耐腐蚀性能优良的5083铝合金的Mg含量为4.38%,Mn含量为0.61%,该成分合金退火状态下的抗拉强度为209.1 MPa,硬度为87 HV,断后延伸率为16.04%,剥落腐蚀等级为PA级。Mg在5083合金中能形成Mg_(2)Al_(3)相,复合相Al-Mg-Cr、Al-Mg-Mn-Fe脆硬相,会降低5083合金塑性和韧性。Mn在5083中能形成AlMn_(0.75)Fe_(2.25)、Fe_(19)Mn等相,Al-Mg-Mn-Fe、Al-Mn-Fe-Si、Al-Mn-Fe复合相与Al基体间的界面为剥落腐蚀的主要根源。

巯基苯基类捕收剂在黄铜矿表面吸附的DFT研究

采用基于紧束缚法的密度泛函理论(density functional theory, DFT)方法,研究了2-巯基苯并噻唑(MBT)、2-巯基苯并恶唑(MBO)和2-巯基苯并咪唑(MBI)的药剂结构及它们与黄铜矿表面的相互作用机制,探究了25℃条件下水分子对MBT、MBO和MBI在黄铜矿表面吸附影响。结果表明:MBT、MBO和MBI的HOMO轨道均主要分布在S原子上,且S原子携带负电荷较多,反应活性最强。MBT、MBO和MBI的S原子均可以吸附在黄铜矿表面的Cu原子上,形成六元环状结构。3种捕收剂与黄铜矿表面吸附强度按从大到小顺序依次为MBO、MBT、MBI。第一性原理动力学模拟结果表明,25℃时3种捕收剂都可以吸附在黄铜矿表面,其疏水性按从大到小顺序依次为MBO、MBT、MBI,与实验结果一致,揭示了MBT、MBO和MBI在黄铜矿表面吸附的机制。

冲击载荷下SLM 18Ni300的组织演变及绝热剪切行为

为了研究高速冲击载荷下激光选区熔化成形的18Ni300马氏体时效钢的组织演变以及绝热剪切行为,采用分离式霍普金森压杆技术对SLM 18Ni300马氏体时效钢进行了室温下不同冲击载荷的冲击实验。结果表明,SLM 18Ni300马氏体时效钢在冲击过程中横截面的微观金相组织为椭球编织结构;随冲击载荷增加,横截面的晶粒尺寸先增大再缓慢减小;纵截面晶粒组织由半弧状熔池结构逐渐变成平缓的曲线结构,晶粒尺寸随冲击载荷的增加而减小,且变化的幅度小于横截面晶粒尺寸的变化幅度;当冲击载荷为0.7 MPa时,有绝热剪切带形成并出现分叉现象,孔洞在剪切带中形核、长大、合并扩展形成裂纹,最终引起绝热剪切带的失效。

铜纳米团簇的制备及其荧光性能研究进展

金属纳米团簇具有独特的原子几何结构和分立的电子能级,在光、电、磁、催化和生物等领域中应用广泛。与金、银、铂纳米团簇相比,铜纳米团簇(Cu NCs)因具有低成本、低毒性、良好的生物相容性和独特的光学性质而备受关注,广泛应用于生物医学、环境检测等多个领域,并表现出了良好的荧光性能,是传统荧光材料如有机染料及半导体量子点的有效替代物。归纳了Cu NCs近几年在国内外的研究进展,对Cu NCs的合成方法及荧光性质进行了系统阐述。之后系统性介绍了Cu NCs在生物检测领域与环境检测领域的应用,并在最后分析了Cu NCs的研究及其在相关领域应用存在的主要问题及机遇。

定向退火条件下柱状晶形成及连续扩展的相场模拟

基于定向退火条件下的移动热区模型,采用相场法研究定向退火条件下热区宽度对多晶材料中柱状晶形成及连续扩展的影响。模拟结果表明:增加热区宽度有利于形成柱状晶结构,且所得柱状晶的长宽比随着热区宽度的增加而增大;当热区移动速率一定时,柱状晶连续扩展所需临界热区宽度小于形成柱状晶所需临界热区宽度;当热区宽度大于初始晶粒直径的1.5倍时,热区宽度对柱状晶连续扩展的热区移动临界速率的影响很小。

晶体相场法模拟小角度晶界的位错结构及其演化

采用晶体相场模型模拟小角度晶界结构和在外加应力作用下晶界、位错的演化过程,从位错的运动形式、体系自由能与应变关系等角度,讨论晶界位错运动和湮没过程。结果表明:在稳定的小角度晶界中,位错间距与位向差成反比。位错和晶界区域具有较高的能量密度;外加应力会导致一个位错组脱离晶界而分解成两个位错组,且有诱发晶界湮没的趋势;晶界湮没过程可以出现4个阶段或2个阶段,且存在敏感位向差角,位向差稍高于5.85°时晶界湮没过程呈4个阶段,位向差稍低于5.85°时晶界湮没过程呈2个阶段;位向差越小,晶界湮没过程越简单快捷。

环保型铝合金表面转化处理的研究进展

较详细地综述了国内外环保型铝合金的化学转化处理工艺的发展现状。介绍了无机转化膜(如钼酸盐转化膜、高锰酸盐转化膜、钛锆系盐转化膜),有机盐转化膜,稀土转化膜和稀土复合化学转化膜等的研究进展,分析了转化膜的性能特点,展望了铝合金表面稀土复合转化膜技术的发展趋势。

不同温度晶界位错湮没过程的晶体相场模拟

【目的】针对不同温度的晶界位错湮没过程进行研究。【方法】采用晶体相场模型模拟中等角度对称倾侧晶界结构在不同温度下的晶界位错演化湮没过程,从位错的运动形式和体系自由能的变化,分析晶界的消失过程和位错的相互作用。【结果】具有二维三角晶格原子点阵结构形成的对称倾侧晶界是由配对的位错对按直线规则排列构成,可以看成由2套位错Burgers矢量组成。晶界湮没主要有如下几方面的特征过程:首先晶界位错攀移,然后发生位错分解,晶界发射位错,位错由攀移运动转化为作滑移运动;接着滑移位错穿过晶粒内部,直到在对面晶界上湮没;剩余的晶界位错继续作攀移运动,然后又出现位错分解,晶界再次发射位错,使得位错转为作滑移运动,与其它作滑移运动的位错在晶内相遇湮没消失。【结论】在低温情况,位错是一对一对地按照一定的顺序发生湮没,而高温情况,位错湮没可以同时出现几对位错一起发生湮没。最后,所有晶界和位错全部消失。

汽车底盘硬点测量技术的研究

采用关节臂式三坐标测量机(CMM)对某一汽车的底盘进行硬点测量。通过综合分析整车载荷、车轮定位、车身姿态和数据对齐对测量精度的影响,提出了相应的控制方法和基准特征的选择原则。针对采用常规测量平台测量底盘硬点精度低的问题,改用K&C试验机进行测量。结果表明,采用K&C试验机有效提高了底盘硬点的测量精度。