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MXenes及其纳米复合涂层在硅/聚合物基接触面上的摩擦学行为

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北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 74-84页

作者：庞皓升刘大猛柴春鹏尹绚中国航空研究院北京100012 清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084 北京理工大学材料学院北京100081 北京化工大学机电工程学院北京100029

为了探究MXenes及其纳米复合涂层的摩擦学行为,以硅片(单晶硅)为基底,分别制备了Ti_(3)C_(2)-MXenes涂层、Ti_(3)C_(2)-MXenes/纳米金刚石复合涂层以及Ti_(3)C_(2)-MXenes/石墨烯复合涂层,测定了硅基底、MXenes及其纳米复合涂层与多种... 详细信息

为了探究MXenes及其纳米复合涂层的摩擦学行为,以硅片(单晶硅)为基底,分别制备了Ti_(3)C_(2)-MXenes涂层、Ti_(3)C_(2)-MXenes/纳米金刚石复合涂层以及Ti_(3)C_(2)-MXenes/石墨烯复合涂层,测定了硅基底、MXenes及其纳米复合涂层与多种材质轴承球对磨的摩擦系数,并采用光学显微镜、三维白光干涉扫描仪和Raman光谱法对球斑及磨痕的表面形貌及组成进行了表征。结果表明:在所测试的不同材质摩擦球中,在循环次数为1200下硅基底与聚四氟乙烯(PTFE)球对磨时的摩擦系数最低,硅基底表面的磨痕边缘处有明显的沟壑,其磨损机理以磨粒磨损和黏着磨损为主,聚合物球表面的磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主;当硅基表面的Ti_(3)C_(2)-MXenes涂层与PTFE球对磨时,PTFE球的自润滑作用使得在1 N载荷下MXenes涂层的摩擦系数稳定在0.14,磨痕表面有明显的PTFE转移层;在1 N载荷下,与PTFE球对磨的Ti_(3)C_(2)-MXenes/纳米金刚石复合涂层的摩擦系数稳定在0.15;在0.5 N载荷下,与PTFE球对磨的Ti_(3)C_(2)-MXenes/石墨烯复合涂层的摩擦系数稳定在0.18,与未加入石墨烯时相比,硅基表面的聚合物转移层减少。

关键词：表面工程 MXenes 纳米涂层固体润滑摩擦学性能磨损机理

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接触应力对跨尺度纤维素摩擦学性能的影响

北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第6期50卷 85-93页

作者：庞皓升胡晨炜尹绚张冰中国航空研究院北京100012 北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学国际交流与合作处暨港澳台事务办公室北京100029

仿照大型双螺杆挤出机工作时机筒内壁与纤维素填料之间的摩擦学行为,通过实验测试与表征分析研究了不同载荷和转速条件下多尺度羟丙基甲基纤维素(HPMC)的摩擦学性能,探讨并揭示了服役工况条件和黏度因素对HPMC摩擦学性能的影响规律及其... 详细信息

仿照大型双螺杆挤出机工作时机筒内壁与纤维素填料之间的摩擦学行为,通过实验测试与表征分析研究了不同载荷和转速条件下多尺度羟丙基甲基纤维素(HPMC)的摩擦学性能,探讨并揭示了服役工况条件和黏度因素对HPMC摩擦学性能的影响规律及其磨损机理。研究结果表明,低接触应力0.72 GPa条件下,跨尺度纤维素的磨损规律受转速的影响较大,100 mPa·s的HPMC摩擦系数最低,在15 r/min时为0.06,在60 r/min时为0.28;在高接触应力1.14 GPa条件下,400 mPa·s的HPMC摩擦系数在60 r/min时最低为0.21。低转速组的磨损机理表现为轻微黏着磨损;高转速组的磨损机理在HPMC黏度低时表现为磨粒磨损中的三体磨损,HPMC黏度高时表现为黏着磨损。

关键词：接触应力纤维素陶瓷基材料摩擦系数磨损机理

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浅谈我国消防救援机器人的研发与应用

山东化工 2022年第3期51卷 76-77,80页

作者：尹绚孙黎黎北京化工大学机电工程学院北京100029 山东省青岛市市北区消防大队山东青岛266000

我们的消防救援队员,时刻准备与火灾爆炸打交道,他们是和平时期面对极其危险、不惧个人安危的逆行者。在科技水平相当发达的今天,充分利用科技手段减少消防员受伤或者牺牲,是我们科研工作者义不容辞的责任。消防救援机器人作为特种机器... 详细信息

我们的消防救援队员,时刻准备与火灾爆炸打交道,他们是和平时期面对极其危险、不惧个人安危的逆行者。在科技水平相当发达的今天,充分利用科技手段减少消防员受伤或者牺牲,是我们科研工作者义不容辞的责任。消防救援机器人作为特种机器人的一种,在灭火与抢险救援中的作用相当重要,必将为消防救援提供有力帮助和支撑。现代机器人,可以最大限度地替代消防员进入各种高危险场所完成侦查、排烟、照明、排爆、救援、灭火等任务。笔者就目前消防救援机器人的研发与应用进行探讨,同时为高校机电类专业大学生、研究生和科研工作者的教、学、研提供一些借鉴。

关键词：消防救援机器人机电专业金工实习

高强度尼龙1010纳米复合材料的制备及表征

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高强度尼龙1010纳米复合材料的制备及表征

作者：尹绚中北大学

学位级别：硕士

尼龙1010是我国的一种特殊工程塑料，它具有很好的耐低温性、耐磨性和自润滑性。但是，缺口冲击强度较低、熔融温度范围相对较窄限制了其应用领域。本课题通过熔融共混法，添加蒙脱土和纳米碳酸钙提高尼龙1010的强度。基体力学性能的改... 详细信息

尼龙1010是我国的一种特殊工程塑料，它具有很好的耐低温性、耐磨性和自润滑性。但是，缺口冲击强度较低、熔融温度范围相对较窄限制了其应用领域。本课题通过熔融共混法，添加蒙脱土和纳米碳酸钙提高尼龙1010的强度。基体力学性能的改善，不仅与纳米颗粒的添加量有关，还取决于尼龙基体的界面形貌，甚至是填充料的分散性。通过两种纳米无机填料的增强剂作用，能够有效地改善高分子的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。本课题通过熔融共混的方法，在双螺杆挤出机上分别制备尼龙1010/OMMT纳米复合材料和尼龙1010/CaCO纳米复合材料。通过注塑制得样条，通过力学性能检测得结果，发现到尼龙1010/OMMT纳米复合材料综合力学性能最佳的的有机蒙脱土添加含量为5%，此时，拉伸强度为40.63MPa，弯曲强度为43.83MPa，缺口冲击强度为7.25KJ/m;而在尼龙1010/CaCO纳米复合材料中，综合力学性能最佳的纳米碳酸钙添加含量为7%，此时，拉伸强度为41.80MPa，弯曲强度为50.30MPa，缺口冲击强度为4.56KJ/m。以有机蒙脱土和纳米碳酸钙作为填充颗粒，与尼龙1010(PA1010)一起，通过双螺杆挤出机用熔融共混法，制备出两种不同配比体系的PA1010/OMMT/nano-CaCO三元纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、力学性能研究有机蒙脱土对PA1010/nano-CaCO体系和纳米碳酸钙对PA1010/OMMT体系的作用。结果表明，在添加含量为5%时，出现弯曲强度最大值51.76MPa;弯曲强度在添加含量为6%时出现最大值为73.38MPa;在添加含量为0.5%时，出现三元体系中缺口冲击强度最大值7.31KJ/m。因此，在尼龙1010/nano-CaCO体系中，有机蒙脱土与尼龙基体间的界面吸附力弱化了纳米碳酸钙与基体的吸附力，使得有机蒙脱土在小含量添加范围内(＜2%)体系冲击强度提高的，明显改善了尼龙基体的拉伸强度和弯曲强度。而加入纳米碳酸钙的尼龙1010/OMMT体系，由于两种无机粒子之间对基体的作用处于一种相互抵消的平衡状态，使得体系冲击强度改变不明显。再将不同层间距的有机蒙脱土与尼龙1010/CaCO纳米复合材料一起，用熔融共混法在双螺杆挤出机上制备制备尼龙1010三元纳米复合材料，然后通过力学性能检测、扫描电镜、X射线衍射和差示扫描量热仪检测等，检测基体性能和其它参数的变化。结果表明，大层间距有机蒙脱土减弱了纳米碳酸钙和基体间的强吸附力，促进了基体拉伸性能和弯曲性能的提高。在小层间距有机蒙脱土添加含量为1%时，缺口冲击强度最大值为8.5KJ/m，同时比纯尼龙1010基体的拉伸强度和弯曲强度也有所提高。通过扫描电镜检测发现，小层间距有机蒙脱土能够产生更多的屈服和空洞，这使得基体产生塑性变形得以改善冲击强度。同时，通过X射线广角衍射发现，向前移动的峰限制了α晶型的形成，但是促进了γ晶型的形成。在相同纳米颗粒的添加含量下，小层间距有机蒙脱土的加入降低了基体的相对结晶度，有机蒙脱土的加入促进了晶核的生成，同时提高了尼龙1010的结晶温度，使得相对结晶度提高。

关键词：尼龙1010 有机蒙脱土纳米碳酸钙冲击强度结晶行为

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石墨烯的宏观润滑特性研究进展

北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第4期50卷 1-9页

作者：尹绚陈浩浩姜涞王江萍贾洋陈慧庞皓升张冰北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 北京化工大学经济管理学院北京100029 北京化工大学数理学院北京100029 中国航空研究院北京100012 北京化工大学国际交流与合作处暨港澳台事务办公室北京100029

石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底... 详细信息

石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底材料的润滑性能;在水基环境中应用时,石墨烯的润滑特性为非共价键相互作用或层间静电斥力形成的边界润滑;当添加适量的石墨烯时,不仅可以形成油膜层,而且还能够大幅度提高润滑性能,其润滑机制为薄膜润滑特性。当石墨烯作为固体润滑剂时,其润滑性能大多由其二维结构的完整程度决定;通过调控测试工况可以保持石墨烯的层状结构,其润滑机制为层间滑移诱导使得接触面上生成转移膜。最后,展望了石墨烯基固体润滑剂及润滑添加剂的发展方向,以期为石墨烯的润滑特性研究提供参考。

关键词：石墨烯表面修饰界面结构润滑特性

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以培养研究生为基浅谈高等院校实验室的消防安全教育

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山东化工 2022年第1期51卷 254-256页

作者：尹绚柴春鹏孙黎黎北京化工大学机电工程学院北京100029 北京理工大学材料学院北京100081 山东省青岛市市北区消防大队山东青岛266000

最近几年发生了很多实验室消防安全事故,不仅造成参试人员的身体伤害,还阻断了科研工作的顺利开展,导致科研仪器受到不同程度的损毁。实验室是高等院校消防安全工作的重中之重,开展高等院校实验室的消防安全教育亦是关键。因其关乎着研... 详细信息

最近几年发生了很多实验室消防安全事故,不仅造成参试人员的身体伤害,还阻断了科研工作的顺利开展,导致科研仪器受到不同程度的损毁。实验室是高等院校消防安全工作的重中之重,开展高等院校实验室的消防安全教育亦是关键。因其关乎着研究生生命健康、学校教学与科学研究正常开展以及实验室仪器设备安全的问题,绝不可以掉以轻心。通过分析一些实验室安全事故的原因,不难看出主要是仪器设备操作人员、参试人员和实验室管理人员的消防安全意识松懈、消防安全知识欠缺和疏于防范等所致。根据在国家级实验室具体学习及工作的经历,结合一些消防安全事故的教训,浅谈高等院校实验室的消防安全问题及防范措施。目的是为研究生安全开展实验提供一些警示,增强其消防安全意识,清楚实验室的消防安全隐患和预防措施,掌握突发安全事故的逃生及处置能力。

关键词：研究生高等院校实验室消防安全教育

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材料工程专业学位研究生实践能力培养研究

创新创业理论研究与实践 2022年第3期5卷 73-75,109页

作者：柴春鹏尹绚王姗许兴燕北京理工大学材料学院北京100081 北京化工大学机电工程学院北京100029

该文主要探讨材料工程专业学位硕士的研究生实践与创新能力的培养模式,对比分析国内外关于专业学位的培养模式,对目前国内教育模式尚存的一些不足提出一些个人见解与建议,并提出"互动式教学",打破以教师(或学生)为单一主体的教育模式,... 详细信息

该文主要探讨材料工程专业学位硕士的研究生实践与创新能力的培养模式,对比分析国内外关于专业学位的培养模式,对目前国内教育模式尚存的一些不足提出一些个人见解与建议,并提出"互动式教学",打破以教师(或学生)为单一主体的教育模式,探索效果最优的具有普适性的教育模式,以达到提高材料工程专业学位硕士的研究生培养质量的目的。

关键词：材料工程专业学位教育模式互动式教学

OMMT改性PA1010/纳米CaCO_3纳米复合材料的非等温结晶和熔融行为的研究

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化工新型材料 2015年第8期43卷 187-189,203页

作者：尹绚胡国胜中北大学高分子与生物工程研究所太原030051

通过加入两种不同层间距纳米有机蒙脱土(OMMT)在双螺杆挤出机上运用熔融共混方法制备尼龙(PA)1010/纳米CaCO3/OMMT三元纳米复合材料,以差示扫描量热仪(DSC)对PA1010纳米复合材料的非等温结晶行为和熔融行为进行研究,确定重要参数。结果... 详细信息

通过加入两种不同层间距纳米有机蒙脱土(OMMT)在双螺杆挤出机上运用熔融共混方法制备尼龙(PA)1010/纳米CaCO3/OMMT三元纳米复合材料,以差示扫描量热仪(DSC)对PA1010纳米复合材料的非等温结晶行为和熔融行为进行研究,确定重要参数。结果发现,OMMT的加入促进了晶核的生成,同时提高了PA1010的结晶温度,使得结晶度提高。层间距小的OMMT会使PA1010纳米复合材料基体的结晶度增加,熔点下降,熔融峰向低温区偏移,结晶更加完善。

关键词：尼龙1010 三元纳米复合材料非等温结晶熔融行为

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浅谈高校化工安全教育与金工实习的紧密结合

云南化工 2022年第10期49卷 123-125页

作者：尹绚禹璐李立旗庞皓升张冰北京化工大学机电工程学院北京100029 清华大学机械工程系北京100084

为了让学生在保障人身安全的同时可以更好地提高自己的动手操作能力,通过将金工实习与化工安全教育紧密结合,合理规划授课内容,灵活调整授课方式,在金工实习课讲述化工安全课程,将灭火器的使用和逃生措施等融入到课程中,通过教学、视频... 详细信息

为了让学生在保障人身安全的同时可以更好地提高自己的动手操作能力,通过将金工实习与化工安全教育紧密结合,合理规划授课内容,灵活调整授课方式,在金工实习课讲述化工安全课程,将灭火器的使用和逃生措施等融入到课程中,通过教学、视频、演练等,传授防火工作,减少或杜绝各类安全事故的发生。

关键词：化工安全教育高等院校金工实习防火措施