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新工科背景下科研反哺实验教学——新能源材料与器件专业物理化学实验设计

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广东化工 2024年第6期51卷 147-149页

作者：金鑫梁鑫胡坤宏合肥大学安徽合肥230601

随着新工科建设的不断深入,加快培养符合未来科技发展的复合型人才是大势所趋。因此,本文提出针对新能源材料与器件专业,采用以科研反哺实验教学的模式,设计了基于化学水浴沉积法制备SnS薄膜的本科物理化学实验方案,深入探究基底材料和... 详细信息

随着新工科建设的不断深入,加快培养符合未来科技发展的复合型人才是大势所趋。因此,本文提出针对新能源材料与器件专业,采用以科研反哺实验教学的模式,设计了基于化学水浴沉积法制备SnS薄膜的本科物理化学实验方案,深入探究基底材料和加料顺序对薄膜生长特性的影响。该实验不仅能加深学生对物理化学概念的理解,还能锻炼学生制备功能薄膜的能力,使学生进一步了解前沿材料制备技术,提升学生的科学素养。

关键词：新工科教学改革物理化学实验设计化学水浴沉积

Tribological behaviors of Ni-modified citric acid carbon quantum dot particles as a green additive in polyethylene glycol

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Friction 2020年第1期8卷 182-197页

作者： Zhiqiang TU Enzhu hu Bangbang WANG Karl D DAVID Philipp SEEGER Martin MONEKE Ralph STENGLER kunhong hu Xianguo hu Department of Chemical and Materials Engineering Hefei UniversityHefei 230601China School of Mechanical Engineering Institute of TribologyHefei University of TechnologyHefei 230009China Department of Mechanical Engineering School of EngineeringUniversity of BirminghamBirmingham B152TTUnited Kingdom Darmstadt Institute of Plastics Engineering University of Applied Sciences DarmstadtDarmstadt 64295Germany

A novel green lubricating oil additive(carbon quantum dot(CQD)particle‐doped nickel(Ni‐CQD))was synthesized from citric acid and nickel *** effects of CQD and Ni‐CQD nanoparticles on the tribological behaviors of polyethylene glycol(PEG200)were investigated under different loads and reciprocation *** results indicate that CQD and Ni‐CQD particles can both enhance the lubrication properties of ***,the Ni‐CQD nanoparticles enhanced the lubrication properties more than the plain CQD particles *** average friction coefficient and wear rate of PEG200 containing 2 wt%Ni‐CQDs were reduced by 35.5%and 36.4%,respectively,compared to PEG200 containing pure CQDs under a load of 8 N and reciprocation speed of 25 mm/s over 60 *** friction and wear mechanisms are attributed to the fact that friction induces the Ni‐CQDs to participate in the formation of a tribofilm,resulting in a low friction coefficient and wear rate.

关键词： friction dynamics joint clearance numerical models impact durability

摩擦纳米发电机在收集蓝色能源上的应用与研究

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铜业工程 2024年第1期 108-118页

作者：汪月文黄倩倩邓华夏胡坤宏王黎丽梁升刘伶俐梁鑫合肥学院能源材料与化工学院安徽合肥230621 中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230027

为了减少碳排放,保护生态环境,人们对海洋资源的开发和研究愈发深入,可再生能源收集技术是该领域研究的重点。其中,摩擦纳米发电机是利用接触电气化现象的最有前途的机械能收集器之一,其具有可利用的机械能资源丰富、材料可得性和可选... 详细信息

为了减少碳排放,保护生态环境,人们对海洋资源的开发和研究愈发深入,可再生能源收集技术是该领域研究的重点。其中,摩擦纳米发电机是利用接触电气化现象的最有前途的机械能收集器之一,其具有可利用的机械能资源丰富、材料可得性和可选性广、器件结构相对简单、加工成本低等诸多优势。最近10年,世界各地研究人员在这一领域的研究取得了巨大进展。本文综述了近年来应用于摩擦纳米发电机(TENG)上的各种新型摩擦电材料,介绍了摩擦电材料的选取规则,并总结了对摩擦电材料进行物理表面修饰、化学表面修饰和其他相关改性方式,最后归纳了用于收集蓝色能源的摩擦纳米发电机装置的仿生结构的设计研究进展,并对未来的应用和发展方向进行了展望。

关键词：摩擦纳米发电机(TENG) 摩擦电材料仿生结构蓝色能源

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基于专业课程教学的大学生实践创新教育探究

科技风 2022年第24期 16-18页

作者：梁德伟胡磊梁升胡恩柱胡坤宏合肥学院能源材料与化工学院安徽合肥230601

在创新驱动发展的战略背景下,培养和提高工科大学生的实践创新能力是当前高校教育教学改革的重点,是培养建设创新型国家所需人才的迫切要求。本文结合目前材料类专业工科大学生实践创新能力培养模式中存在的问题,通过改革理论和实践创... 详细信息

在创新驱动发展的战略背景下,培养和提高工科大学生的实践创新能力是当前高校教育教学改革的重点,是培养建设创新型国家所需人才的迫切要求。本文结合目前材料类专业工科大学生实践创新能力培养模式中存在的问题,通过改革理论和实践创新教学体系,以及构建实践创新教育实施的保障机制三个层面阐述培养和提高大学生实践和创新能力的具体实施策略,为我国创新型人才培养模式的探究与变革提供参考。

关键词：实践创新能力材料类专业教学体系创新型人才

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摩擦诱导生物燃料碳烟微粒组分与结构变化机制研究

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摩擦学学报 2016年第2期36卷 185-193页

作者：胡恩柱胡坤宏徐勇胡献国陈冬冬程振飞吴东合肥学院化学与材料工程系安徽合肥230601 合肥工业大学摩擦学研究所安徽合肥230009

摩擦会诱导碳烟微粒参与润滑膜形成,但对润滑界面碳烟微粒组分和结构变化研究较少.为了进一步丰富碳烟摩擦学理论,在端面摩擦试验机上,分别以3%(质量分数)生物燃料碳烟(BS)污染的液体石蜡和CD SAE 15W-40全配方油为润滑油,探索了摩擦力... 详细信息

摩擦会诱导碳烟微粒参与润滑膜形成,但对润滑界面碳烟微粒组分和结构变化研究较少.为了进一步丰富碳烟摩擦学理论,在端面摩擦试验机上,分别以3%(质量分数)生物燃料碳烟(BS)污染的液体石蜡和CD SAE 15W-40全配方油为润滑油,探索了摩擦力诱导及Ti F3和Fe F3的催化作用下,BS微粒组分和结构的变化情况.利用XPS对摩痕区域表面膜碳元素Csp2和Csp3含量进行了定性定量表征;利用拉曼光谱仪分析了表面膜碳烟微粒结构变化,并对BS微粒组分和结构变化机制进行了讨论.结果表明:在294 N、1 500 r/min,催化剂Ti F3和Fe F3存在下,无定型碳含量降低(R3降低),表面有序化石墨烯含量明显增多(ID2/IG’增加),表面石墨烯缺陷位点明显增多(ID1/IG’).碳烟微粒在摩擦剪切及摩擦热的作用下,其外层结构容易发生剥离并在摩擦副表面形成润滑膜,然后因Ti F3和Fe F3的催化作用,润滑膜中碳元素会向有序化石墨烯转化.

关键词：生物质燃油碳烟微粒摩擦诱导摩擦催化组分和结构

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添加稻壳基陶瓷颗粒改善液体石蜡润滑特性

农业工程学报 2017年第10期33卷 265-270页

作者：胡恩柱俞东瑞汤玉超吴云胡坤宏胡献国宋汝鸿合肥学院化学与材料工程系合肥230601 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

为了实现稻壳资源的综合利用,变废为宝,以稻壳和酚醛树脂为原料,高温碳化制备出稻壳基陶瓷颗粒(rice husk ceramic,RHC),将其作为润滑油功能添加剂,可缓解稻壳焚烧和储存给环境带来的危害。在四球机上探究不同温度(25、75和100℃)和司盘... 详细信息

为了实现稻壳资源的综合利用,变废为宝,以稻壳和酚醛树脂为原料,高温碳化制备出稻壳基陶瓷颗粒(rice husk ceramic,RHC),将其作为润滑油功能添加剂,可缓解稻壳焚烧和储存给环境带来的危害。在四球机上探究不同温度(25、75和100℃)和司盘-80分散剂存在条件下,不同添加量(质量分数为0.01%、0.03%和0.05%)的RHC颗粒对液体石蜡(liquid paraffin,LP)润滑特性的影响,进而研究RHC颗粒的摩擦学行为。结果表明,25和75℃下,RHC颗粒在一定程度上改善了液体石蜡润滑性能,主要表现在钢球表面磨斑直径的降低,抗磨性增强,但并未明显降低摩擦系数;100℃下,RHC颗粒可明显改善液体石蜡的润滑特性,添加量为0.01%、0.03%和0.05%的油样与纯液体石蜡相比,平均摩擦系数从0.139(LP)分别降低到0.083、0.064和0.069;平均磨斑直径从0.389 mm(LP)分别降到0.314、0.311和0.318 mm。高温下摩擦诱导RHC颗粒组分参与边界润滑膜形成,起到抗磨减摩的功效。RHC颗粒可作为潜在的高温润滑油摩擦改进剂。

关键词：润滑颗粒摩擦稻壳粉陶瓷颗粒液体石蜡摩擦改进剂抗磨减摩

固体润滑剂对稻壳基陶瓷材料干摩擦行为的影响

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摩擦学学报 2018年第2期38卷 170-179页

作者：王棒棒胡恩柱胡献国史彬杨伟胡坤宏宋汝鸿杨炳训合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 合肥学院化学与材料工程系安徽合肥230601

为实现稻壳资源的综合利用,本文作者以稻壳粉为原料,酚醛树脂为粘结剂,石墨和二硫化钼为固体润滑剂,制备出稻壳基陶瓷复合材料,并研究其摩擦学性能,为稻壳基陶瓷材料在滑动轴承和电机电刷领域的应用奠定基础.在可控氛围微型摩擦磨损试... 详细信息

为实现稻壳资源的综合利用,本文作者以稻壳粉为原料,酚醛树脂为粘结剂,石墨和二硫化钼为固体润滑剂,制备出稻壳基陶瓷复合材料,并研究其摩擦学性能,为稻壳基陶瓷材料在滑动轴承和电机电刷领域的应用奠定基础.在可控氛围微型摩擦磨损试验仪上,研究了不同载荷和转速下,石墨和二硫化钼对稻壳基陶瓷颗粒复合材料的摩擦学行为的影响.结果表明:添加质量分数10%石墨(或二硫化钼)于稻壳基材料中,材料的抗磨和减摩性能均得到明显的改善.在一定的载荷和速度下,添加石墨的稻壳基陶瓷复合材料的摩擦学性能优于添加二硫化钼稻壳基陶瓷复合材料.其中,石墨复合材料容易在低载荷(或转速)下,形成致密的摩擦膜起到一定的抗磨减摩功效;而二硫化钼的复合材料摩擦过程容易形成磨屑,致使材料表面形成微坑,使得抗磨性能降低.在高载荷或高转速时,两者均会因摩擦力诱导材料表面发生疲劳磨损,出现大量的坑槽,加剧磨损.

关键词：稻壳基陶瓷颗粒固体润滑剂干摩擦摩擦磨损机制

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废旧锂电池电极材料浮选行为及表面性质

工程科学学报 2024年第1期46卷 97-108页

作者：赵光金谷昆泓夏大伟胡玉霞陈玲玲覃文庆韩俊伟国家电网国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

锂离子电池中含有丰富的金属元素和多种毒害性物质,废旧锂电池回收不仅能实现资源循环利用,而且能防止环境污染.本文以废旧动力锰酸锂电池为研究对象,利用“焙烧强化浮选”的方法解决锰酸锂电池资源化回收过程中正负极电极材料难以浮选... 详细信息

锂离子电池中含有丰富的金属元素和多种毒害性物质,废旧锂电池回收不仅能实现资源循环利用,而且能防止环境污染.本文以废旧动力锰酸锂电池为研究对象,利用“焙烧强化浮选”的方法解决锰酸锂电池资源化回收过程中正负极电极材料难以浮选分离的问题,即通过焙烧去除电极材料表面的有机粘附物,从而增大电极材料表面润湿性差异,进而强化浮选分离过程.结果表明,商品化锰酸锂和商品化石墨具有相反的浮选行为,而废旧锰酸锂和废旧石墨具有相似的疏水性浮选行为.废旧锰酸锂电极材料浮选分离时,锰酸锂和石墨浮选分离效率低,而商品化锰酸锂和石墨的浮选分离效率高.XRD、XPS、SEM、FT-IR及接触角分析表明,废旧锂电池电极材料表面均包裹一层含C、O、F等元素的有机物,导致正负极电极材料具有相似的表面性质,因而表现出相似的浮选行为,导致两者的浮选分离难度大.不同焙烧参数下电极材料的浮选分离试验结果表明,550℃焙烧2 h后锰酸锂和石墨的浮选分离效率明显优于未焙烧的电极材料.此时,浮选精矿中锰酸锂的品位由未焙烧的63.10%提高到90.98%;小型闭路浮选精矿中石墨残留量少,锰酸锂的纯度达到99%.

关键词：废旧锂电池锰酸锂正极材料负极材料浮选

表面金属化稻壳基陶瓷颗粒制备及其摩擦学性能研究

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功能材料 2017年第4期48卷 4179-4183,4188页

作者：俞东瑞胡恩柱胡献国胡坤宏汤玉超胡恩宝合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥学院化学与材料工程系合肥230601 安徽寰宇建筑设计院合肥230001

稻壳基陶瓷颗粒(RHC)是实现稻壳综合利用的有效途径之一,采用常规化学镀方法将稻壳基陶瓷颗粒进行化学镀镍,可扩展其应用范围。利用单因素和正交实验,确定了镀镍的最佳工艺参数,将表面镀镍稻壳基陶瓷颗粒添加入铝基材料中,研究对复合材... 详细信息

稻壳基陶瓷颗粒(RHC)是实现稻壳综合利用的有效途径之一,采用常规化学镀方法将稻壳基陶瓷颗粒进行化学镀镍,可扩展其应用范围。利用单因素和正交实验,确定了镀镍的最佳工艺参数,将表面镀镍稻壳基陶瓷颗粒添加入铝基材料中,研究对复合材料的抗磨减摩特性的影响。利用X射线衍射仪和高分辨率透射电镜等分析手段对镀镍稻壳基陶瓷颗粒进行了表面分析。结果表明,稻壳基陶瓷颗粒表面镀镍的最佳工艺为,温度为60℃、时间为180min、镀液pH值为11以及次亚磷酸钠浓度为180g/L。稻壳基陶瓷颗粒表面分布着大量直径约为40~50nm之间的镍纳米颗粒;镀镍的稻壳基陶瓷颗粒可明显的改善铝基材料的抗磨减摩特性。

关键词：稻壳粉陶瓷颗粒化学镀镍微粒抗磨减摩