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氮掺杂复合碳材料的制备及其锌碘电池性能研究

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氮掺杂复合碳材料的制备及其锌碘电池性能研究

作者：何玉龙山东大学

学位级别：硕士

水系可充电锌碘电池作为一种很有前途的储能器件吸引了研究者的广泛关注。然而,锌碘电池中活性材料碘导电性较差且多碘化物穿梭效应严重,导致其循环稳定性差和潜在的安全问题。针对以上问题,本文通过不同的合成方法调控碳材料的表面性... 详细信息

水系可充电锌碘电池作为一种很有前途的储能器件吸引了研究者的广泛关注。然而,锌碘电池中活性材料碘导电性较差且多碘化物穿梭效应严重,导致其循环稳定性差和潜在的安全问题。针对以上问题,本文通过不同的合成方法调控碳材料的表面性质和化学组成以及孔隙结构,通过物理和化学吸附作用优化碘的稳定性和可逆转化,从而抑制穿梭效应提升锌碘电池的性能。主要研究内容如下:(1)通过静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)包覆铝基金属有机框架(Al-MOF)的A1-MOF/PAN复合纤维膜。随后,热解碳化制备出了氮掺杂的分级多孔碳纳米纤维(NPCNFs),作为碘载体。得益于氮掺杂作用和高孔隙率碳网络结构的限域效应,自支撑碳纳米纤维电极能够有效抑制多碘化物的穿梭效应。此外,原位拉曼光谱揭示了充放电过程中碘和多碘化物之间的两步可逆转化反应,从而有效提高锌碘电池的循环稳定性。(2)利用静电纺丝工艺首先合成了聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯/乙酰丙酮钼(PAN/PMMA/MoO2(acac)2)复合纤维膜,然后在N2/NH3中煅烧得到了超细MoN纳米颗粒嵌入氮掺杂多孔碳纤维复合材料(MoN/N-CNFs)。在热解过程中,PMMA的高温分解和MoN的刻蚀作用产生了许多通道状的孔隙,有助于电解液的浸润和离子的快速传输。除了分级多孔结构的物理锚定作用外,碳纤维中氮掺杂和超细MoN纳米颗粒与碘物种间的化学相互作用,可进一步抑制碘与多碘化物的溶解与穿梭效应。当用于组装锌碘电池时,电池表现出了优异的循环性能和倍率性能。(3)将负载磷钨酸的ZIF-8(PTA@ZIF-8)经过一步热解成功制备了氮化钨修饰多孔碳复合材料(W2N/N-C)。与纯ZIF-8衍生的氮掺杂多孔碳(N-C)相比,由I2@W2N/N-C组装的电池表现出了更低的极化、更高的可逆性、更稳定的循环性能,5C下初始放电容量高达200.9mAhg-1,循环后可逆容量稳定在170.3 mAh g-1,容量保持率在85%。由于极性W2N纳米颗粒和极性多碘化物之间的化学相互作用,以及多孔结构对碘物种的物理限域作用,有效抑制了碘的穿梭效应,从而实现活性材料的有效循环利用。

关键词：锌碘二次电池氮掺杂物理吸附化学吸附多孔碳

粉末冶金螺旋伞齿模冲表面强化复合处理工艺及耐磨性研究

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粉末冶金螺旋伞齿模冲表面强化复合处理工艺及耐磨性研究

作者：何玉龙扬州大学

学位级别：硕士

粉末冶金模具的质量和寿命直接影响粉末冶金零件的质量与寿命。模冲作为粉末冶金成形模具的重要组件,在压坯成型过程中直接挤压金属粉末,其头部的形状决定粉末冶金压坯端面的形状。由于模冲的表面质量存在组织偏析、硬度不均、局部齿顶... 详细信息

粉末冶金模具的质量和寿命直接影响粉末冶金零件的质量与寿命。模冲作为粉末冶金成形模具的重要组件,在压坯成型过程中直接挤压金属粉末,其头部的形状决定粉末冶金压坯端面的形状。由于模冲的表面质量存在组织偏析、硬度不均、局部齿顶出现材料剥落等现象,导致模冲磨损加剧而产生早期失效,严重影响生产效率的提高。采用间歇式真空气体渗氮和多弧离子镀复合处理技术,在氮化的模冲表面沉积CrAlTiN涂层,改善模冲表面的组织均匀性,提高表面硬度梯度和耐磨性,提高使用寿命和生产效率。本文在实验研究的基础上,对模冲表面CrAlTiN涂层的微结构、界面特征和耐磨性能进行分析研究,主要工作包括:（1）采用间歇式真空气体渗氮工艺,在上模冲表面制备渗氮层。渗氮层厚度为150μm,硬度从表面969 HV至基体525 HV呈梯度平缓递减,表面脆性等级为1级。渗层组织主要由γ’-Fe4N和CrN组成,经过渗氮预处理后的模冲抵抗塑性变形能力提高,为在模冲表面涂镀涂层提供有效支撑,降低涂层裂纹产生倾向;同时,经过渗氮处理后的材料表面形成的氮化物同涂层中的相组织具有相似的晶格结构及晶格常数,可以实现涂层的外延生长,提高膜基结合强度。（2）采用多弧离子镀技术在经过渗氮预处理的模冲表面沉积CrAlTiN涂层,研究工艺参数基体偏压、阴极弧电流和沉积气压对CrAlTiN涂层的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响规律,优选工艺参数。研究结果表明:基体偏压提高,涂层的表面质量、硬度和膜基结合强度随之提高,在基体偏压为-110 V～-130 V条件下涂层的平均粗糙度降低至108 nm;表面硬度提高至3021 HV0.025;膜基结合强度增大至72 N;在基体偏压改变的过程中,涂层表现出以CrN（111）晶面的择优取向;随着基体偏压的提高,涂层的耐磨性能得到提升,-90 V～-110 V条件下涂层磨损量最少,磨损率为4.6×10-6 mm3/N·m。涂层的表面质量随沉积气压的增大而提高,在沉积气压为3.6 Pa条件下涂层的平均粗糙度降低至170 nm;硬度随沉积气压的增大呈先上升后下降的趋势,在2.8 Pa条件下取得最大值为2971 HV0.025;沉积气压对涂层膜基结合强度和摩擦磨损性能影响较小,涂层膜基结合强度在64N～72 N之间变化,磨损率保持在4.5×10-6 mm3/N·m左右。随着阴极弧电流的增大,涂层平均粗糙度增大,沉积速率提高,在120 A条件下,涂层厚度达到3.5μm;涂层表面硬度呈先上升后下降的趋势,并在110 A条件下表现出最高的硬度为3160 HV0.025;涂层的磨损率随阴极弧电流的增大而增大,120 A条件下涂层的磨损率达到7×10-6 mm3/N·m。结合实验研究结果,CrAlTiN涂层的优选工艺参数基体偏压为-110 V～-130 V,沉积气压为2.8 Pa,弧电流为100A。（3）研究复合处理后上模冲的摩擦磨损性能,并结合粉末冶金零件螺旋伞齿的压坯压制,测试模具的使用寿命。CrAlTiN涂层的摩擦系数（2 N、4 N、6 N时分别为 0.59、0.57、0.53）低于模冲基体（2 N、4 N、6 N 时分别为 0.66、0.64、0.57）。测试结果表明:经过复合处理后的上模冲使用寿命约为20000次,是未处理模冲寿命的5倍,模具生产单个零件的消耗成本从0.098元/个下降至0.030元/个,降低了70%。

关键词：粉末冶金模具表面强化渗氮 CrAlTiN涂层摩擦磨损

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初中物理教学如何减量不减质

初中物理教学如何减量不减质

对接京津——社会形态基础教育

作者：何玉龙云南大理州经济开发区育才中学

随着双减政策的深化改革,社会各级已经逐渐的意识到对于学生的教学工作不仅仅是知识的传递,还需要做好能力的培养,当下的社会对于人才有了更高的要求,在物理课堂引导学生主动学习,不仅能激发学生的学习兴趣,更重要的是引导学生进行自主... 详细信息

随着双减政策的深化改革,社会各级已经逐渐的意识到对于学生的教学工作不仅仅是知识的传递,还需要做好能力的培养,当下的社会对于人才有了更高的要求,在物理课堂引导学生主动学习,不仅能激发学生的学习兴趣,更重要的是引导学生进行自主学习的过程中还能提升学生的各项能力提升。为了落实新时代的教育目标,释放学生的自主性做好教学地位的转换已经是大势所趋,所以本文重点探索落实双减政策中进行减负增效工作的有效措施探究。

关键词：减负增效初中物理自主学习

来源： cnki会议评论

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思维导图在小学数学课堂教学中的应用实践

数学学习与研究 2023年第5期 56-58页

作者：何玉龙甘肃省古浪县大靖春生九年一贯制学校甘肃武威733100

思维导图是一种形象化的学习工具,体现在数学学科中,思维导图可以构建知识联系通道,帮助学生在复习等环节中加强巩固和记忆.文章分析了思维导图的作用,对当前小学数学课堂中思维导图的应用问题做了一些探究,针对问题提出了几点应用方法... 详细信息

思维导图是一种形象化的学习工具,体现在数学学科中,思维导图可以构建知识联系通道,帮助学生在复习等环节中加强巩固和记忆.文章分析了思维导图的作用,对当前小学数学课堂中思维导图的应用问题做了一些探究,针对问题提出了几点应用方法,希望引导教师和学生在数学课堂上充分运用思维导图来提升学习效果.

关键词：小学数学思维导图应用方法

浅谈化归思想在解方程组中的应用——以《解二元一次方程(1)》为例

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数学之友 2023年第24期37卷 33-36页

作者：何玉龙苏州高新区实验初级中学江苏苏州215000

化归思想是中学数学中一种常见的数学思想,在每年的中考中都有涉及.本文以苏科版七年级下册解方程组为例,在学生有了对一元一次方程认识的基础上,对二元一次方程组的代入消元法进行探索,培养学生主动学习的能力,激发学生的求知欲,让学... 详细信息

化归思想是中学数学中一种常见的数学思想,在每年的中考中都有涉及.本文以苏科版七年级下册解方程组为例,在学生有了对一元一次方程认识的基础上,对二元一次方程组的代入消元法进行探索,培养学生主动学习的能力,激发学生的求知欲,让学生初步体验化归思想,有效强化学生对化归思想在解方程组中的认识与把握.

关键词：化归思想解方程组代入消元法

带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架受力性能研究

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带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架受力性能...

作者：何玉龙兰州理工大学

学位级别：硕士

偏心支撑钢框架结构刚度高、延性好,不仅在中、小震作用下能满足现行规范层间侧移角的要求,且大震下表现出良好的塑性耗能能力。但耗能梁段与钢框架梁一体化设计思路存在明显弊端:(1)耗能梁段截面过大,导致结构在进入塑性后耗能区域不集... 详细信息

偏心支撑钢框架结构刚度高、延性好,不仅在中、小震作用下能满足现行规范层间侧移角的要求,且大震下表现出良好的塑性耗能能力。但耗能梁段与钢框架梁一体化设计思路存在明显弊端:(1)耗能梁段截面过大,导致结构在进入塑性后耗能区域不集中,使得震后结构的安全性评估工作难度较大。(2)震后对结构的修复成本与耗能梁段的替换成本高居不下,工程造价较高。基于以上缺陷,提出了将耗能梁段与钢框架梁分离设计的思路,通过高强螺栓将二者连接为整体。为进一步优化该结构的塑性耗能性能,将其中的钢支撑替换为带接触环的双钢管防屈曲支撑。改进后的偏心支撑钢框架结构具有以下优势:(1)可替换耗能连接在大震下集中承担大部分塑形损伤,不仅结构在震后的安全性评估变的简单高效,而且可以实现框架主体结构在大震下不致倒塌的目标,结构的震后安全度得到提高。(2)分离式设计使得可替换耗能连接截面与长度可以根据不同设计要求具体调节,拓宽了结构的适用范围。本文通过有限元软件ABAQUS建立了30榀带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架有限元模型,得到了结构在单调加载和循环加载下的荷载—位移曲线,分析了可替换耗能连接的截面面积、截面尺寸(板件宽厚比)、加劲肋间距以及长度等参数对带组合楼板的腹板连接型K形偏心支撑钢框架的刚度、承载力、延性以及塑性耗能能力的影响规律。随后设计了6榀1/3缩尺的带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架试件,对其进行低周往复荷载试验研究。通过有限元分析和试验研究得到如下结论:(1)带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架在组合楼板的影响下滞回环饱满呈梭形,弹性阶段初始刚度大,弹塑性阶段刚度退化幅度明显,耗能连接件的塑性转角最小值在组合楼板影响下仍然满足规范0.08rad最小限值要求,说明该结构具有良好的塑性变形能力和耗能能力。(2)试验数据与有限元应力云图说明,当层间位移角逼近1/250附近时,可替换耗能连接件率先进入屈服耗能阶段,随着位移的增大,防屈曲支撑的应力逐渐接近屈服应力值,组合楼板在可替换耗能连接件剪切错动的影响下,位于组合楼板中部区域混凝土应力值明显偏大,垂直贯通裂缝最早从这里发展,说明有限元模拟与试验研究是吻合的。(3)加劲肋间距对结构的承载能力和耗能能力有较大的影响,有限元分析与试验研究表明加劲肋间距位于(0.45.65)?范围内时,结构的承载力更高,剪切耗能更充分。(4)通过细化分析腹板高厚比和翼缘宽厚比对结构力学性能的影响规律,发现翼缘宽厚比对结构的承载能力和延性耗能能力基本没有影响,因此在设计中翼缘的板件宽厚比只要满足现行规范要求即可,不用再做进一步细化设计,而腹板高厚比取值在满足现行规范基础上偏大取值时,结构的初始刚度和耗能性能更好。(5)可替换耗能连接件的截面面积与长度是影响带组合楼板的腹板连接型可替换连接件K形偏心支撑钢框架力学性能和抗震性能的主要因素,加劲肋间距的影响较弱,但其影响超过腹板高厚比,对长度和截面尺寸综合分析后,建议长度比取值在1.2附近时,结构的承载能力和塑性变性能力较好。(5)现场验证了可替换耗能连接件的震后可替换性,通过比较替换前后试验数据,发现替换后结构的承载力和延性依然很好,整个替换过程耗时30min左右,3个人即可高效完成。充分说明了该结构设计思路的可操作性和经济性。

关键词： K形偏心支撑钢框架可替换耗能连接件组合楼板试验研究有限元分析

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双层自进式锚杆在碎石堆积体隧道中的应用

公路 2019年第1期64卷 295-299页

作者：何玉龙中交第四公路工程局有限公司北京市100022

隧道工程在穿越洞口破碎堆积体时,存在较大的施工难度及安全风险,为了有效穿越破碎堆积体底层,在长期隧道施工过程中进行多方面的探索,积累了一部分经验。云南省蒙自至文山至砚山段高速公路第4B合同段大圆子隧道,结合地层状况及现有技... 详细信息

隧道工程在穿越洞口破碎堆积体时,存在较大的施工难度及安全风险,为了有效穿越破碎堆积体底层,在长期隧道施工过程中进行多方面的探索,积累了一部分经验。云南省蒙自至文山至砚山段高速公路第4B合同段大圆子隧道,结合地层状况及现有技术经验,采用了双层自进式锚杆安全穿越洞口破碎堆积体的施工方法,同时本文也阐述了采用双层自进式锚杆作为隧道破碎堆积体围岩施工工法的优点及基本效益。

关键词：隧道施工双层自进式锚杆围岩碎石堆积体应用

一题多解探思路数形结合择优解——2022年苏州中考选择压轴题的解法研究和解后反思

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现代中学生(初中版) 2022年第18期 27-29页

作者：何玉龙江苏省苏州新区实验初级中学

中考试题是命题人智慧的结晶,而对中考题的研究则是一线教师把握教学方向,调整教学思路的契机,特别是面对一道简约而不简单的试题时,会让你有着无限的想法,多样的思维.笔者对2022年苏州中考第8题进行了探究与思考,现将其整理成文,与读... 详细信息

中考试题是命题人智慧的结晶,而对中考题的研究则是一线教师把握教学方向,调整教学思路的契机,特别是面对一道简约而不简单的试题时,会让你有着无限的想法,多样的思维.笔者对2022年苏州中考第8题进行了探究与思考,现将其整理成文,与读者交流,敬请批评.一、考题呈现及思路突破

关键词：一题多解数形结合压轴题

某矿山三维激光扫描测量系统高效应用方法研究

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现代矿业 2023年第7期39卷 14-18,22页

作者：何玉龙山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿

以某矿山作为试验场地,为了解决采空区的超爆、欠爆的情况,使用矿用三维激光扫描仪对各中段采空区进行现场扫描,并开展复杂地下采矿空间点云数据预处理和多站拼接应用技术研究,同时开展基于块体分割的地下采矿空间高精度报量方法和基于... 详细信息

以某矿山作为试验场地,为了解决采空区的超爆、欠爆的情况,使用矿用三维激光扫描仪对各中段采空区进行现场扫描,并开展复杂地下采矿空间点云数据预处理和多站拼接应用技术研究,同时开展基于块体分割的地下采矿空间高精度报量方法和基于三维激光扫描技术的二步骤回采优化技术研究。整套系统与现场采矿工艺结合紧密,能够有效解决采空区形态获取、爆破效果分析、爆破设计优化、超挖量计算、残矿量计算等方面的问题,为第二步骤、第三步骤回采爆破设计优化提供依据。

关键词：三维激光扫描仪复杂地下采矿空间采空区形态爆破设计优化