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基于吹气法的泡沫铝制备工艺、结构特征与力学性能研究

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基于吹气法的泡沫铝制备工艺、结构特征与力学性能研究

作者：袁建宇清华大学

学位级别：硕士

泡沫铝是一种新型结构和功能一体化材料，具有广阔应用前景。吹气法适合生产孔径大、孔隙率高的泡沫铝产品，具有成本低，易于连续生产及制备填充件等优势。本文对泡沫铝制备工艺、结构特征和力学性能等方面的若干问题进行了研究。 ... 详细信息

泡沫铝是一种新型结构和功能一体化材料，具有广阔应用前景。吹气法适合生产孔径大、孔隙率高的泡沫铝产品，具有成本低，易于连续生产及制备填充件等优势。本文对泡沫铝制备工艺、结构特征和力学性能等方面的若干问题进行了研究。研究了发泡熔体的制备工艺，比较了液相搅拌和固液两相区搅拌过程对陶瓷颗粒分散情况和气孔大小分布的影响。研究发现，固液两相区搅拌工艺Al2O3颗粒在熔体中团聚上浮现象非常明显，但并不影响吹气发泡;固液两相区搅拌工艺熔体直接凝固组织与泡壁中存在大量亚毫米量级的气孔，这些气孔的存在降低了泡沫铝的相对密度。设计了泡沫铝板材的收集装置，找到了板材收集的可行工艺窗口，分析了各类板材缺陷产生的原因。对提拉法制备的泡沫铝试样的相对密度、泡壁壁厚和气孔形貌特征进行了研究，发现受重力影响和收集工艺限制，泡孔形状并非各向同性。基于泡沫铝的扁平泡孔结构建立了描述泡孔三维形貌的改进十四面体模型，定量分析了泡沫铝相对密度、气孔大小、气孔形状与泡壁壁厚之间的关系，在Kelvin十四面体模型的基础上，提出了表征泡沫铝结构特征的关系式。研究了泡沫铝样品的单向压缩力学性能，讨论了通过应力-应变曲线确定压缩强度、密实化应变率及单位体积内能量吸收的方法。通过金相组织和断口形貌的观察，发现泡沫铝存在基体断裂、基体与颗粒界面处断裂、颗粒团聚处断裂以及裂缝处断裂等断裂机制，因此断裂过程是韧性断裂和脆性断裂的综合。通过对压缩性能的数据拟合修正了Gibson和Ashby模型，发现相对密度的一次项对压缩性能影响不大，拟合公式中仅包含相对密度二次项。制备了以泡沫铝为芯材的三明治板材，测定了板材的三点弯曲强度。实验发现三明治板材的失效形式包括芯材断裂、面板凹入、面板褶皱以及面板剥离等。泡沫铝芯材的添加使得板材的惯性矩急剧增大而质量增大不多，体现了复合板材的优势。其三点弯曲性能主要取决于失效类型和泡沫铝的剪切与压缩强度。

关键词：吹气法泡沫铝固液两相区搅拌结构模型力学性能

纯Al及亚共晶Al-Si合金基体对吹气法泡沫铝泡孔结构的影响

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功能材料 2015年第19期46卷 19041-19045页

作者：周宇通李言祥袁建宇清华大学材料学院北京100084 教育部先进成型制造重点实验室北京100084

采用吹气法制备工艺,研究了纯Al及亚共晶Al-Si合金基体对泡沫铝平均泡孔尺寸、相对密度,平均泡壁厚度等泡孔结构参数的影响。结果显示,亚共晶Al-Si合金基体泡沫铝较纯Al基体泡沫铝具备更佳的泡孔结构,并且平均泡孔尺寸更小,相对密度更低... 详细信息

采用吹气法制备工艺,研究了纯Al及亚共晶Al-Si合金基体对泡沫铝平均泡孔尺寸、相对密度,平均泡壁厚度等泡孔结构参数的影响。结果显示,亚共晶Al-Si合金基体泡沫铝较纯Al基体泡沫铝具备更佳的泡孔结构,并且平均泡孔尺寸更小,相对密度更低,平均泡壁厚度更薄。而Si含量不同的亚共晶AlSi合金基体泡沫铝之间的差别较小,泡孔结构参数基本一致。分别从合金相图、熔体表面张力,熔体粘度、液膜破裂的平均厚度等角度分析了造成上述结果的原因。研究表明基体金属的种类也会对吹气法泡沫铝的产品质量产生显著影响,是生产中值得重视的一个因素。

关键词：泡沫铝吹气法亚共晶Al-Si合金泡孔结构

Effects of cell wall property on compressive performance of aluminum foams

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第5期25卷 1619-1625页

作者：袁建宇李言祥清华大学材料学院北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084

The effects of cell wall property on the compressive performance of high porosity, closed-cell aluminum foams prepared by gas injection method were investigated. The research was conducted both experimentally and numerically. Foam specimens prepared from conditioned melt were tested under uniaxial compressive loading condition. The cell wall microstructure and fracture were observed through optical microscope（OM） and scanning electron microscope（SEM）, which indicates that the cell wall property is impaired by the defects in cell walls and oxide films on the cell wall surface. Subsequently, finite element（FE） models based on three-dimensional thin shell Kelvin tetrakaidecahedron were developed based on the mechanical properties of the raw material and solid material that are determined by using experimental measurements. The simulation results show that the plateau stress of the nominal stress-strain curve exhibits a linear relationship with the yield strength of the cell wall material. The simulation plateau stress is higher than the experimental data, partly owing to the substitution of solid material for cell wall material in the process of the establishment of FE models.

关键词： aluminum foams cell wall property uniaxial compressive performance FE analysis

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新型钙钛矿量子点太阳能电池材料与器件

新型钙钛矿量子点太阳能电池材料与器件

第九届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：袁建宇苏州大学功能纳米与软物质研究院

近年来,新型CsPbX钙钛矿量子点材料受到了广泛关注,为发展新型光电器件提供新的材料选择。我们团队在国际上率先开展了基于CsPbI全无机钙钛矿量子点太阳能电池的研究,从量子点材料合成、表面配体调控以及新型器件结构设计,多次取得光电...

近年来,新型CsPbX钙钛矿量子点材料受到了广泛关注,为发展新型光电器件提供新的材料选择。我们团队在国际上率先开展了基于CsPbI全无机钙钛矿量子点太阳能电池的研究,从量子点材料合成、表面配体调控以及新型器件结构设计,多次取得光电转换效率记录。近期的代表性研究成果包括:(1).首次报道了功能有机分子L-苯丙氨酸高效原位"双螯合钝化"的新策略,实现了14.6%的最高效率之一和胶体稳定性(>1个月);(2).提出了有机二丙胺和极性溶剂协同作用辅助表面配体交换工艺,

关键词：

来源： cnki会议评论

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上海轨道交通换乘枢纽建筑设计方案比选

地下工程与隧道 2006年第3期 22-25页

作者：袁建宇上海市隧道工程轨道交通设计研究院

上海轨道交通1号线、拟建7号线和10号线在淮海中路的陕西南路与常熟路之间形成三线换乘枢纽。介绍10号线宝庆路站紧贴1号线常熟路站设置、7号线常熟路站设于常熟路、五原路口等3个换乘设计方案。

关键词：轨道交通换乘节点环境保护施工方法

杂化界面工程构筑高效CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池

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杂化界面工程构筑高效CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池

第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：袁建宇苏州大学

近年来,新型CsPbX钙钛矿量子点材料受到了广泛关注,为发展新型光电器件提供新的材料选择。我们团队在国际上率先开展了基于CsPbI全无机钙钛矿量子点太阳能电池的研究,利用有机共轭功能材料辅助表界面调控策略,多次取得光电转换效率记录... 详细信息

近年来,新型CsPbX钙钛矿量子点材料受到了广泛关注,为发展新型光电器件提供新的材料选择。我们团队在国际上率先开展了基于CsPbI全无机钙钛矿量子点太阳能电池的研究,利用有机共轭功能材料辅助表界面调控策略,多次取得光电转换效率记录。团队最近一年多的代表性研究成果包括:(1).首次报道了功能有机分子L-苯丙氨酸高效原位"双螯合钝化"的新策略,实现了14.6%的最高效率之一和胶体稳定性(>1个月);(2).提出了有机二丙胺和极性溶剂协同作用辅助表面配体交换工艺,发展了一系列基于有机硫氰酸胍、巯基吡啶等后钝化工艺,减少表面缺陷同时提升材料稳定性,报道了当时创记录的15.2%的电池效率;(3)构筑基于有机/纳米晶异质结的杂化器件结构,突破了电荷分离效率低,制备工艺繁琐等关键限制,取得柔性量子点光伏器件的世界纪录12.3%。我们从材料合成设计、量子点表面调控以及新型器件结构构筑,有针对性地为制备高效率钙钛矿量子点太阳能电池提供了有效的实验路径,为本领域发展高效太阳能电池提供了新的材料选择和器件设计思路。

关键词： CsPbI3全无机钙钛矿量子点太阳能电池有机-无机杂化界面工程光电转换效率

来源： cnki会议评论

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浅谈南京地铁南北线一期工程许府巷站设计

地下工程与隧道 2002年第1期 49-50页

作者：袁建宇上海市隧道工程轨道交通设计研究院

南京地铁南北线一期工程南起小行车辆段北至迈稿桥全长19.9km,全线设地下车站8座,高架车站5座。许府巷站为8座地下车站之一,设计为二级车站。是南京火车站站与玄武门站之间的中间站,车站的南端进入圆曲线段,北段为直线段。

关键词：南京市地下铁道地铁车站地铁南北线一期工程许府巷站设计

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网络易物的发展及盈利模式创新探析

江苏商论 2012年第9期 66-68,72页

作者：袁建宇天津商业大学商学院天津300134

易物随着互联网的发展在2006年又迅速崛起,但在不断发展中易物的主要盈利仍以广告为主,本文通过从高度细分客户、企业间密切合作、信息平台中介和增值服务等几个方面展开论述易物的多角化盈利模式,帮助易物解决单一盈利模式带来的发展... 详细信息

易物随着互联网的发展在2006年又迅速崛起,但在不断发展中易物的主要盈利仍以广告为主,本文通过从高度细分客户、企业间密切合作、信息平台中介和增值服务等几个方面展开论述易物的多角化盈利模式,帮助易物解决单一盈利模式带来的发展困境。

关键词：易物盈利模式电子商务易物平台

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新型低维钙钛矿纳米晶太阳能电池（英文）

新型低维钙钛矿纳米晶太阳能电池（英文）