ZnO/石墨烯纳米复合材料一步水热法制备及电化学性能研究

通过一步水热法成功制得氧化锌(ZnO)/石墨烯(GN)纳米复合材料。测试表明,ZnO/GN复合材料中纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径100~200nm,均匀担载在GN网状结构中。ZnO/GN复合材料展现出了优异的电化学性能:在0.1A/g电流密度下的可逆放电比容量达1171mAh/g;0.4A/g充放电循环测试100次后,放电容量仍然维持在305mAh/g。

层状复合材料形成机理和断裂行为的研究进展

层状复合材料集结构功能于一体,综合力学性能优异。本文系统地介绍了各种制备方法的界面和组织形成机理,并阐明了强/弱界面结合的层状复合材料所出现的隧道裂纹、脱层断裂和平行裂纹等多种断裂行为,总结了在断裂过程中的多种增韧机制,揭示了层状结构的尺度效应和韧脆转变效应,为层状复合材料的强韧化提供了理论基础。

层状金属复合材料断裂和增韧机理的研究进展

层状金属复合材料在航天航空,汽车和核能领域发挥越来越重要的作用。对比于单一金属或合金,层状金属复合材料呈现出超高的强度、断裂韧性、延伸率和成型能力。综合介绍承载变形过程中层状金属复合材料各种力学性能,断裂行为和增韧机制。通过调控层状结构参数,复合材料可获得较高的性能指标,在宏观尺度下,界面结合状态和层厚尺度可有效地影响层状金属复合材料的断裂韧性和断后延伸率,这两种性能一般不符合混合法则,而层状金属复合材料的弹性行为、屈服强度和抗拉强度基本符合混合法则。在微观尺度下,层状金属复合材料的断裂行为和增韧机制会呈现明显的尺度效应。

Ce3+-Nd3+共掺Y3Al5O12发光材料的合成及其近红外量子剪裁特性研究

以高温固相法合成一系列Ce^3+-Nd^3+共掺Y3Al5O12(YAG)发光材料.通过荧光光谱测试证明,在YAG基质中Ce^3+-Nd^3+之间发生宽谱高效近红外量子剪裁,能量传递机理为合作能量下转换.在460nm波长激发下,Ce^3+离子吸收一个可见光子跃迁至5d1能级,然后将自身能量传递给两个邻近的Nd^3+,进而发射出两个近红外光子.对样品的荧光衰减曲线分析可知,Ce^3+-Nd^3+之间的量子效率高达177.8%.通过Ce^3+-Nd^3+之间的量子剪裁,可将太阳光谱中能量较高的紫外-可见波段转换为近红外波段,有利于太阳光谱更好地被晶硅太阳能电池吸收和利用.

Cr^(3+)掺杂LiSn_2(PO_4)_3负极材料的电化学性能研究

利用Cr^(3+)离子对LiSn_2(PO_4)_3化合物中的Sn^(4+)进行掺杂。对所制备的材料Li1+xCrxSn2-x(PO4)3进行X射线衍射(XRD)测试,结果表明,在x=0.1～0.3时可得到单一的α-LiSn_2(PO_4)_3相,掺杂浓度进一步增加则会导致少量SnO_2第二相的析出。尽管引入Cr不能抑制LiSn_2(PO_4)_3在首次放电过程中分解,但x=0.3的样品电化学性能得到显著改善。电池在100和800 mA/g电流密度下25次充放电循环后放电容量分别为403.1和241.9 mAh/g,并具有较好的循环性能和倍率性能。导致上述结果的主要原因是Li_3PO_4和Cr复合基体的空间效应,有效避免了Sn颗粒在充放电循环中的团聚,改善了电化学反应环境,从而提高了Sn颗粒的利用效率。

基于锂离子半电池和全电池的碳包覆氧化铁复合材料的电化学性能研究

采用水热法制备了碳包覆氧化铁(Fe2O3@C)复合材料.直径为30~50nm的Fe2O3类球形颗粒表面有8nm左右的碳包覆层.Fe2O3@C复合材料在锂离子电池中展现出了良好的电化学性能.在Fe2O3@C∥Li半电池中,Fe2O3@C在100mA·g^-1下循环300周后可逆放电比容量为730mAh·g^-1.在LiCoO2∥Fe2O3@C全电池中,Fe2O3@C在电流为50,100,200,400和600mA·g^-1时的放电比容量分别为1140,777,669,557和451mAh·g^-1.

M2052高阻尼合金在结构件减振中的应用研究

利用动态热机械分析仪(DMA)、有限元分析软件Patran&Nastran和振动测试设备(DH5981),研究了M2052合金的阻尼性能及应用在支撑底座中的减振性能.振动测试结果与有限元分析结果比较吻合.结果表明:在频率响应分析中,M2052的应用能够有效降低振动,明显减小振动源产生的振动经支撑底座的传递;在瞬态响应分析中,通过振动衰减曲线对比看出,阻尼合金应用到工字型支座能更快的耗散振动能量,在一定范围内阻尼合金的应变越大,阻尼性能越好,所以S型支座能提供更大的减振性能;同时,通过力锤敲击实验验证了M2052合金在结构件中的应用能有效降低机械振动,且应变越大支座的减振效果越好.

水性聚合物对铁精矿粉的抑尘和稳定作用研究

为控制铁精矿粉的扬尘排放,研究了水性聚合物抑尘剂对研山铁精矿粉化学组成、晶体结构、Zeta电位、SEM表面形貌和含水率的影响,讨论了湿润状态下的抑尘效率和干燥状态下的稳定作用。结果表明,抑尘剂通过交联和氢键促进颗粒物聚集,提高铁精矿粉的保湿能力,降低风力侵蚀性。聚合物用量为0.5%时,30℃、35%相对湿度下的平均含水率比洒水提高了1.4倍,9.5 m/s风速下装卸过程和露天堆场估算的抑尘效率分别达到71.43%和94.86%。聚合物提高了团聚体的内聚力,28 d压缩强度为0.91 MPa,是洒水样品的10.6倍。以致密的聚集体表面封闭粉体,节约水资源,可实现半年以上的有效抑尘。抑尘剂未引入有害因素和杂质,对铁精矿粉的原料品质无不良影响,不影响后续使用。

阻尼合金在切削工具中的应用仿真研究

数控机床的外圆车刀在工作时振动会严重影响加工精度,降低车刀使用寿命。基于有限元数值仿真,研究了在刀杆上添加锰铜阻尼合金材料来减小切削振动的新方法,深入分析了不同添加方案。研究结果表明:刀杆上下两面各添加1.5 mm阻尼合金层,在稳定期减振效果最为显著,输出点稳定期加速度均方根值降为原输出值的30.86%,刀杆上下两面各添加4.5 mm阻尼合金层,横向贯穿边长为8 mm阻尼合金方柱时,输出点衰减期加速度均方根值降为原输出值的40.40%.

重载辙叉用贝氏体钢的疲劳性能研究

以提高重载辙叉用贝氏体钢的疲劳性能为目的,对不同成分贝氏体钢的组织性能进行模拟计算和检测分析,探讨了合金元素、疲劳强度指数、疲劳塑性指数、温度、载荷频率以及应变幅等参数的变化对重载辙叉用贝氏体钢疲劳性能的影响规律.结果表明,随着合金元素含量的增加,重载辙叉用低、中碳合金贝氏体钢的强度、塑性增加;过渡寿命降低11.2%,高周疲劳性能提高.随着疲劳塑性指数、疲劳强度指数减小,相同总应变的疲劳寿命提高;随着温度增加,断裂应力与弹性模量均下降,且相同总应变的疲劳寿命提高;随着载荷频率、应变幅的增加,断裂应力增加,且相同总应变的疲劳寿命降低.

含Nb高速钢轧辊的淬火工艺研究

通过比较分析了含Nb高速钢离心铸造轧辊不同温度淬火后的碳化物、残余奥氏体及硬度变化规律,获得最佳的淬火热处理工艺。结果表明:随着淬火温度的升高,晶粒度降低,且在淬火温度超过1100℃时,晶粒度下降明显。随着淬火温度的升高,碳化物不断溶解,当淬火温度升至1150℃时,碳化物量含量最低,降至5.7%,残余奥氏体量增加至37.6%。硬度随着淬火温度的升高先上升后下降,当淬火温度为1050℃时,硬度最高,为63.6 HRC。热处理后的碳化物类型主要为颗粒状的MC和片层状M2C。综合比较,淬火温度控制在1050℃为宜。

基于锰铜高阻尼合金输流管路减振设计实验研究

输流管路的关键部件对管路振动有很大影响。首次将锰铜高阻尼合金材料应用于管路减振设计中,制作了锰铜阻尼合金三通管件,搭建了实验测试平台,实验研究了在简谐激励作用和工作状态下锰铜阻尼合金材料三通管件对输流管路振动幅频响应及加速度频响的振动特性的影响。研究发现高阻尼合金材料能够使结构振动的位移和加速度响应均有所降低。实验结果表明,通过合理的设计,将高阻尼合金材料合理应用输流管路系统,能够达到减振效果,研究结果可为高阻尼合金材料在输流管路减振设计应用提供参考。

无粘结剂的柔性硫/碳纤维布电极的制备及电化学性能研究

以碳布为基底,通过浸渍法成功制备了柔性硫/碳纤维布电极.制备的柔性硫/碳纤维布电极无需添加导电剂和粘接剂,可直接用作硫正极极片组装电池,大大简化了电池制备工艺.电化学测试结果表明,硫含量为56.77%(质量分数)的硫/碳纤维布电极展现出了最好的电化学性能,即在0.1A/g电流密度下的可逆放电比容量达1 394mAh/g;充放电循环测试100次后,可逆放电容量仍然维持在733mAh/g.电化学性能的提高主要归因于碳纤维本身的导电性、柔韧性以及大量碳纤维相互交错互联的导电网络.

纳米氧化物合金化对低合金高强钢熔敷金属组织和性能的影响

针对新型钢铁材料焊缝熔敷金属的韧化问题,采用直接氧化物合金化这一新型方法,通过焊接材料实现了纳米氧化物颗粒向液态熔池中的过渡,研究了纳米氧化物对低合金高强钢焊缝熔敷金属组织性能的影响.结果表明,纳米Al2O3,Ti O2和稀土氧化物的添加使焊缝中生成了大量弥散分布、尺寸为0.2-0.8μm的细小球形复合夹杂物,有效提高了针状铁素体的形核能力,形成了大量板条束尺寸约1-2μm、且均匀分布的针状铁素体.纳米氧化物的添加使熔敷金属的冲击韧度显著提高,尤其是添加二氧化钛和稀土氧化物的焊缝,其-20℃冲击韧度达到了150 J/cm2以上,比无氧化物添加的焊缝冲击韧度提高67%.

铌含量对Fe-C-Cr-Nb系表面熔覆金属组织及耐磨性的影响

目的提高钢表面熔覆层的硬度、耐磨性及其综合性能。方法运用气体保护焊堆焊不同Nb含量的Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料,采用JmatPro软件模拟计算不同铌含量的熔覆层CCT曲线和平衡冷区曲线,分析铌含量对熔覆组织转变和析出相的影响。运用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察晶粒尺寸和熔覆组织形貌,并对析出相进行分析。利用洛氏硬度计和滑动摩擦磨损试验机,分别对熔覆金属进行宏观硬度和耐磨性的测定。结果不同铌含量熔覆组织均由马氏体和少量贝氏体组成,基体有大量的MC型碳化物析出。当Nb含量为1.5%时,碳化物弥散分布在熔覆组织中,强化效果最佳,此时硬度最高,为55.3HRC。此外,MC型碳化物有明显的细化晶粒作用,显著提高了熔覆组织的韧性。硬质相与韧性基体的配合,使熔覆组织的耐磨性在铌含量为1.5%时达到最佳。结论通过调整Fe-C-Cr-Nb系表面堆焊材料中铌的含量,可以有效地控制熔覆金属组织类型及碳化物组成和分布,从而提高熔覆层的综合性能。

PCC在水电站计算机监控系统中的应用

介绍了在水电站计算机监控系统的现地控制单元中,可编程序计算机控制器(PCC)在机组自动控制、有功和无功负荷调整等方面的应用,为水电站计算机监控系统的设计提供了一种新方法。

水性聚合物对环境空气悬浮颗粒物的润湿和聚集作用

以高岭土精细粉体模拟环境空气悬浮颗粒物,合成醋酸乙烯共聚乳液,研究了乳化剂、单体及其加料方式对乳液性能的影响。结果表明,乳液与粉体的接触角随丙烯酸用量增加而降低,润湿性相应提高。离子性与非离子性乳化剂质量比为5,丙烯酸用量为4%时,接触角降至37.2°。聚合物促进粉体聚集,增加内聚力,降低了扬尘能力。上述结果用于城区空气治理,PM2.5浓度降低5%、PM10浓度降低10%以上。

基于dsPIC30F6014数字信号控制器的CAN节点设计

本文介绍了一种新型数字信号控制器dsPIC30F6014在CAN节点设计过程中的硬件和软件实现过程。该方案系统集成度高、硬件简单、工作可靠具有很好的推广价值。

退火工艺对冷轧铜/钢/铜复合板界面组织和力学性能的影响

采用冷轧复合法成功制备了铜/钢/铜复合钢板,利用OM、EPMA手段分析了铜/钢/铜复合板界面组织和合金元素扩散,研究了退火处理对铜/钢/铜复合板界面组织和力学性能的影响.试验结果表明,碳钢中铁原子与铜中铜原子发生互扩散现象,生成Fe-Cu固溶扩散层.随着退火温度的升高和保温时间的增加,扩散层厚度都会变大.随着退火温度的升高,碳钢中铁素体晶粒明显长大,基体软化,屈服强度和抗拉强度降低.退火温度为600℃时,随着保温时间增加,强度没有明显变化.

中国水电机组励磁装置的技术现状及发展趋势

一、中国水电发展的现状前景 英国“国际水电与大坝”系列最近调查统计出全球157个国家和地区的水能资源。中国水能资源理论蕴藏量、技术可开发和经济可开发水能资源均居世界第一位。其次为俄罗斯、巴西和加拿大。