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Bi-Te基合金/碳纳米管/聚合物纳米复合热电材料的制备及性能研究

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Bi-Te基合金/碳纳米管/聚合物纳米复合热电材料的制备及性能研究

作者：刘宇齐上海应用技术大学

学位级别：硕士

热电材料是一种通过固体内部载流子运动来实现热能与电能间直接转换的功能材料,在温差发电和制冷等领域具有潜在的应用空间。BiTe在室温附件具有优异的热电性能。单壁碳纳米管(SWCNT)具有较高的电导率,常作为填充相制备复合功能材料。聚... 详细信息

热电材料是一种通过固体内部载流子运动来实现热能与电能间直接转换的功能材料,在温差发电和制冷等领域具有潜在的应用空间。BiTe在室温附件具有优异的热电性能。单壁碳纳米管(SWCNT)具有较高的电导率,常作为填充相制备复合功能材料。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)具有柔韧性好、电导率较高、热导率低等优点,常被用来制备柔性热电材料。本论文使用上述三种材料进行复合热电材料的制备和性能研究,主要研究内容如下:(1)使用水热法合成SWCNT/BiTe复合粉体,使用冷压结合无压烧结工艺将其制备成SWCNT/BiTe复合块体材料。冷压法制备的SWCNT含量为0.5 wt.%的SWCNT/BiTe复合块体在室温下功率因子为38.6μWmK。当无压烧结温度由598 K上升至698 K时,SWCNT/BiTe复合块体的电导率上升,Seebeck系数的绝对值降低。698 K下无压烧结1 h处理后的SWCNT/BiTe复合块体在360 K时获得最高功率因子为168.0μWmK.。(2)采用热压烧结法制备的SWCNT/BiTe复合块体材料,当测试温度由300 K上升至360 K时,SWCNT/BiTe复合块体的电导率呈下降趋势,由782.6 S/cm降低至736.4S/cm。该复合材料的Seebeck系数的绝对值先增大后减小,该SWCNT/BiTe复合块体Seebeck系数的绝对值在340 K时为109.2μV/K。该复合块体材料的功率因子在340 K时最大值为891.6μWmK。。(3)采用丝网印刷工艺制备了SWCNT/BiTe/MC柔性复合热电薄膜。使用冷压法结合无压烧结工艺对SWCNT/BiTe/MC复合薄膜进行后处理。300 K时,随着SWCNT/BiTe含量由60 wt.%上升至80 wt.%,SWCNT/BiTe/MC复合薄膜的电导率先增大后减小,该复合薄膜的Seebeck系数的绝对值上升。冷压后,SWCNT/BiTe含量为70 wt.%的SWCNT/BiTe/MC复合薄膜样品的功率因子在360 K时最大为0.20μWmK。冷压法结合无压烧结处理后,含70 wt.%SWCNT/BiTe的SWCNT/BiTe/MC复合薄膜样品的功率因子在360 K时取得最大值为5.31μWmK,约为冷压后样品最大功率因子的26.6倍(360 K时为0.20μWmK)。(4)使用丝网印刷工艺制备SWCNT/BiSeTe/MC复合薄膜。对含95.2 wt.%BiSeTe的SWCNT/BiSeTe/MC复合薄膜的微观结构进行表征,并对其进行热电性能测试。随后使用丝网印刷工艺在冷压结合无压烧结后的SWCNT/BiTe/MC柔性复合热电薄膜(此三元复合薄膜中SWCNT/BiTe含量为70 wt.%)的基础上制备SWCNT/BiTe/MC/PEDOT:PSS复合薄膜,并使用DMSO对该复合薄膜进行了后处理。该SWCNT/BiTe/MC/PEDOT:PSS复合薄膜的功率因子在360 K时最大为6.36μWmK,约为SWCNT/BiTe/MC复合薄膜最大功率因子的1.2倍(360 K时为5.31μWmK)。对该SWCNT/BiTe/MC/PEDOT:PSS复合薄膜进行DMSO处理后,在300 K时,其电导率增大,Seebeck系数的绝对值略微增大。该SWCNT/BiTe/MC/PEDOT:PSS复合薄膜经DMSO处理后,在360 K时功率因子最大为11.96μWmK,约为未经过DMSO处理薄膜功率因子最大值的1.9倍(360 K时为6.36μWmK)。

关键词： Bi2Te3 SWCNT PEDOT:PSS 无压烧结柔性

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组合夹具结构设计自动化系统研究

机械工程学报 2000年第12期36卷 105-108页

作者：徐志刚黄克正艾兴刘宇齐山东大学机械工程学院济南 250061

在广义映射原理指导下，开发了支持“ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”风范的组合夹具设计自动化软件系统。在对零件夹持特性分析基础上，提取夹具需求信息，建立了组合夹具的功能要求集合，并对组合夹具功－构映射关系进行了全面分析，对组合夹具概... 详细信息

在广义映射原理指导下，开发了支持“ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”风范的组合夹具设计自动化软件系统。在对零件夹持特性分析基础上，提取夹具需求信息，建立了组合夹具的功能要求集合，并对组合夹具功－构映射关系进行了全面分析，对组合夹具概念结构实施多方案重构，并进行了实例验证。为夹具结构设计自动化软件系统的开发探索出一条新的途径。

关键词：组合夹具广义映射原理设计自动化

神经网络BP算法在瓦斯吸收光谱中的应用研究

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煤矿安全 2008年第10期39卷 1-3,17页

作者：齐刘宇周孟然王林安徽理工大学电子与信息工程学院安徽淮南232001

差分吸收光谱法测量煤矿瓦斯浓度是一种较新的方法,针对光谱仪每次分析的光谱带宽是固定的,提出了多层前馈神经网络BP算法来扩展光谱的一种新方法。利用BP算法进行训练的多层神经网络具有强大的非线性映射和学习功能。并与以往的扩展方... 详细信息

差分吸收光谱法测量煤矿瓦斯浓度是一种较新的方法,针对光谱仪每次分析的光谱带宽是固定的,提出了多层前馈神经网络BP算法来扩展光谱的一种新方法。利用BP算法进行训练的多层神经网络具有强大的非线性映射和学习功能。并与以往的扩展方法进行了比较,仿真实验表明此方法具有更高的精度,从而改进了系统测量瓦斯的精度,适合煤矿瓦斯监测预警系统在线、实时和快速的要求。

关键词：差分吸收光谱瓦斯神经网络 BP算法

Zr-4合金与316-SS不锈钢真空扩散焊工艺研究

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热加工工艺 2017年第15期46卷 183-186,189页

作者：刘军华韩超刘宇齐王海江苏海事职业技术学院江苏南京211100 黑龙江农业工程职业学院黑龙江哈尔滨150088 南京工程学院江苏南京211100 南通航运职业技术学院江苏南通226010

对Zr-4合金与316-SS型不锈钢进行了直接真空扩散焊和以Ni为中间层的间接真空扩散焊对比试验,使用扫描电镜及能谱分析,研究了接头的显微组织、元素分布及力学性能。结果显示,直接真空扩散焊的接头界面处形成了一定厚度的反应层,在反应层... 详细信息

对Zr-4合金与316-SS型不锈钢进行了直接真空扩散焊和以Ni为中间层的间接真空扩散焊对比试验,使用扫描电镜及能谱分析,研究了接头的显微组织、元素分布及力学性能。结果显示,直接真空扩散焊的接头界面处形成了一定厚度的反应层,在反应层中存在许多微裂纹。间接真空扩散焊的接头界面整体形貌较好,两侧元素均发生了充分扩散。Ni/316-SS扩散层形成了Fe-Ni固溶体,Ni/Zr-4反应层形成Ni5Zr、Ni Zr及Ni Zr2金属间化合物。随着加热温度、保温时间及压力的增大,接头的抗剪强度先增加,达到最大值后开始下降。

关键词：真空扩散焊中间层界面组织

Sn对Mg-6Zn合金显微组织及力学性能的影响

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热加工工艺 2017年第20期46卷 56-59页

作者：刘军华刘宇齐刘丹丹江苏海事职业技术学院江苏南京211100 南京工程学院江苏南京211100

研究了Sn对Mg-6Zn合金显微组织及力学性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、万能试验机等,对Mg-6Zn(x Sn)合金显微组织及力学性能进行分析。结果表明:镁合金中加入Sn可有效改善铸锭组织,形成的Mg2Sn颗粒。少量添加Sn元素,... 详细信息

研究了Sn对Mg-6Zn合金显微组织及力学性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、万能试验机等,对Mg-6Zn(x Sn)合金显微组织及力学性能进行分析。结果表明:镁合金中加入Sn可有效改善铸锭组织,形成的Mg2Sn颗粒。少量添加Sn元素,Mg-6Zn铸态合金的强度、伸长率及硬度随Sn含量增加而提高;Sn含量为1.0%时,Mg-6Zn铸态合金强度、伸长率和硬度达到最高。Mg-6Zn铸态合金添加少量Sn,局部区域呈现韧性断裂;Sn含量超过1.5%时,局部区域出现沿晶断裂的特征。

关键词： Mg-6Zn(xSn)合金显微组织 Mg2Sn颗粒相韧性断裂沿晶断裂

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粮食烘干塔换热器智能折边设备研发

农机化研究 2017年第8期39卷 133-136,185页

作者：刘军华刘宇齐贾富国潘铭孙健伦谢帅涛江苏海事职业技术学院南京211100 南京工程学院南京211100 东北农业大学哈尔滨150030

结合螺旋板式换热器的应用领域及其板材折边生产现状,分析了其生产弊端。针对板材折边工艺要求,研发了粮食烘干塔换热器智能折边设备,并剖析其工作机理。根据典型产品结构参数,设计智能折边装备总体装配图并计算主要零件参数,为智能折... 详细信息

结合螺旋板式换热器的应用领域及其板材折边生产现状,分析了其生产弊端。针对板材折边工艺要求,研发了粮食烘干塔换热器智能折边设备,并剖析其工作机理。根据典型产品结构参数,设计智能折边装备总体装配图并计算主要零件参数,为智能折边装备制作提供理论依据,从而实现换热器板材折边智能加工,提高换热器卷板折边质量及精度。

关键词：粮食烘干塔螺旋板式换热器板材智能折边三维扫描仪采集人机交互

基于FPGA的直流电动机伺服系统的PWM波模块设计

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科技信息 2008年第16期 39-40页

作者：王林周孟然齐刘宇安徽理工大学安徽淮南232001

提出的直流电动机伺服系统设计方案综合了EDA技术,单片机和模糊控制技术,采用模糊比例算法,即大范围内采用模糊控制,以提高系统的动态响应速度,在小范围内采用比例控制,以提高系统的稳态控制精度。试验证明:该系统细分精度高,可维护性强... 详细信息

提出的直流电动机伺服系统设计方案综合了EDA技术,单片机和模糊控制技术,采用模糊比例算法,即大范围内采用模糊控制,以提高系统的动态响应速度,在小范围内采用比例控制,以提高系统的稳态控制精度。试验证明:该系统细分精度高,可维护性强,响应速度快,控制效果理想。

关键词： FPGA 伺服系统模糊比例控制 PWM波

焊接机器人程序设计师生学习共同体的构建探究

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江苏科技信息 2017年第18期34卷 60-64页

作者：刘军华刘宇齐张通超江苏海事职业技术学院江苏南京211100 南京工程学院江苏南京211100

焊接机器人已成为"工业4.0"智能制造理念下不可或缺的生产模式之一。焊接机器人程序设计课程的培训、教学现状,严重制约了现代生产所需具有发展、创新潜质的专业技术人才的培养,优化焊接机器人程序设计教学模式,是目前生产企业、培训机... 详细信息

焊接机器人已成为"工业4.0"智能制造理念下不可或缺的生产模式之一。焊接机器人程序设计课程的培训、教学现状,严重制约了现代生产所需具有发展、创新潜质的专业技术人才的培养,优化焊接机器人程序设计教学模式,是目前生产企业、培训机构及相关院校亟待解决的现实问题。鉴于师生学习共同体的核心宗旨与焊接机器人程序设计岗位素质要求完全吻合,文章针对学习共同体支撑环境建设、知识结构设计以及教学模式优化等核心环节制定举措,为构建焊接机器人程序设计师生学习共同体提供了理论依据,旨在有效提高教师及学生的专业素质,提升学生的潜力及创新、创业能力。

关键词：程序设计师生学习共同体支撑环境建设知识结构设计教学模式优化

一种SRAM型FPGA单粒子效应加固平台设计

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电子技术应用 2019年第5期45卷 78-80,88页

作者：齐刘宇刘国栋赵正阳中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

针对大规模集成电路在空间环境的应用需求,介绍了目前国内外针对FPGA的抗辐射加固的研究现状,对空间辐射和单粒子效应进行了简单描述,分析了SRAM型FPGA的结构和故障特点,提出了一种基于高可靠单元针对Xilinx Kintex-7系列FPGA进行配置... 详细信息

针对大规模集成电路在空间环境的应用需求,介绍了目前国内外针对FPGA的抗辐射加固的研究现状,对空间辐射和单粒子效应进行了简单描述,分析了SRAM型FPGA的结构和故障特点,提出了一种基于高可靠单元针对Xilinx Kintex-7系列FPGA进行配置、监控、回读校验和刷新的单粒子翻转加固硬件平台设计。介绍了对Kintex-7系列FPGA进行防护的流程和故障注入测试系统的组成,该平台已经在某项目中得到应用并通过了功能测试和相关环境试验,为大规模集成电路在空间应用提供了设计参考。

关键词：单粒子效应 Kintex-7 FPGA 加固设计刷新测试