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Effect of v and Sn on microstructure and mechanical properties of gray cast iron

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China Foundry 2022年第5期19卷 427-434页

作者： Yi-li Li Rui-run Chen Qi Wang Wen-chao Cao Xin-xiu Wang Yuan Xia Guo-ping Zhou Ying-dong Qu Guang-long Li School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Yangzhou Wutingqiao Cylinder Liner Co. Ltd.Yangzhou 225000JiangsuChina School of Materials Science and Engineering Shenyang University of TechnologyShenyang 110870China

The cylinder liner is one of the important parts of a diesel engine.Gray cast iron is the main material for manufacturing cylinder liners due to its good casting performance,convenient processing performance,good wear resistance and low cost.In the present work,the effects of vanadium(v)and tin(Sn)on the microstructure and properties of gray cast iron were studied.Results show that increasing the contents of v and Sn can not only refine the graphite,but also reduce the pearlite lamellar space.The graphite size and lamellar spacing of pearlite are firstly reduced and then increased.Pearlite quantity reaches over 98%after adding v and Sn.Adding v and Sn can promote the precipitation and solid solution strengthening of gray cast iron,so as to improve the mechanical properties.The Brinell hardness reaches the peak of 424 HB at the contents of 0.21wt.%v and 0.06wt.%Sn,and the sample containing 0.11wt.%v and 0.08wt.%Sn shows the highest compressive strength and tensile strength of 1,699 MPa and 515 MPa,respectively.The main strengthening mechanism comes from the solid solution strengthening and fine grain strengthening of v and Sn.

关键词： v Sn gray cast iron cylinder liner microstructure mechanical properties

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v和v在不同生物炭柱中淋溶特性及其影响因素研究

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生态与农村环境学报 2024年 700-709页

作者：盛米雪闵祺王丽丽司友斌安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室

生物炭对重金属离子有良好滞留作用，被广泛用作吸附剂来去除地表径流及地下水中的重金属。选用粒径为0.80 mm的木炭和竹炭，通过柱淋溶试验探究v5+和v4+在两种生物炭柱中的淋溶特性，并分别研究钒价态、初始钒浓度、溶液p H以及有机酸... 详细信息

生物炭对重金属离子有良好滞留作用，被广泛用作吸附剂来去除地表径流及地下水中的重金属。选用粒径为0.80 mm的木炭和竹炭，通过柱淋溶试验探究v5+和v4+在两种生物炭柱中的淋溶特性，并分别研究钒价态、初始钒浓度、溶液p H以及有机酸种类和浓度等因素对钒迁移的影响。结果表明，木炭和竹炭颗粒对v5+吸附较弱，而对v4+吸附较强。当淋溶液体积为3 Pv(Pv为孔隙体积，60 m L)时，不同初始浓度v5+出流比(出流液与注入液浓度的比值)在两种生物炭柱中均达到0.90以上，表明v5+迁移性强，初始浓度对生物炭吸附v5+影响不显著。当淋溶液体积为8 Pv时，初始质量浓度为5 mg·L-1的v4+溶液出流比约为0.90，而40 mg·L-1的v4+溶液出流比降低到0.63以下，表明随着初始v4+浓度增大，生物炭对v4+的吸附量显著增加。随着淋溶液p H升高，两种生物炭对v5+和v4+的吸附量降低，进而v5+和v4+溶液出流比增大，p H为5.5时v5+和v4+溶液出流比在木炭柱中分别为0.88和0.58，在竹炭柱中分别为0.83和0.53。当淋溶液中加入不同浓度草酸和柠檬酸时，高浓度有机酸能促进v5+淋溶，低浓度则会抑制淋溶。与草酸相比，柠檬酸对v5+在两种生物炭柱中淋溶的抑制效果更明显。傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果显示，生物炭表面主要为酸性含氧官能团，如羧基、羰基和羟基等，易与v5+和v4+络合沉淀。当溶液p H降低，生物炭表面酸性含氧官能团数量增加，从而显著促进生物炭对v5+和v4+的吸附固定作用。

关键词： v v 柱淋溶穿透曲线生物炭有机酸

vO/SnO纳米纤维异质结的构筑及其光电性能研究

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光学学报 2023年

作者：金艳欣吴邱奇汤朝阳曹文君郭旭达侯纪伟南京工业大学数理科学学院

本文使用同轴静电纺丝技术，以合适的钒源和锡源为前驱体，在不同的热处理条件下，制备v2O5/SnO2纳米纤维异质结构，并构筑高灵敏的光电探测器件。在偏置电压为2.0伏特，波长为405 nm激光辐照下，v2O5/SnO2纳米纤维异质结构显示出1.28μ... 详细信息

本文使用同轴静电纺丝技术，以合适的钒源和锡源为前驱体，在不同的热处理条件下，制备v2O5/SnO2纳米纤维异质结构，并构筑高灵敏的光电探测器件。在偏置电压为2.0伏特，波长为405 nm激光辐照下，v2O5/SnO2纳米纤维异质结构显示出1.28μA的光电流，相比纯v2O5纳米纤光电探测器(0.43μA)，光电流提高了两倍。在偏置电压为3.0伏特，周期性激光的调制下，v2O5/SnO2纳米纤维异质结光电探测器表现出快速的光响应，响应和衰减时间分别为0.566 s，响应度为：3.97 A/W，比探测度为：2.2×107Jones，表现出良好的光电探测性能。这些实验结果为v2O5/SnO2纳米纤维异质结构在光电子器件中的应用提供了新的思路。

关键词：五氧化二钒 v O /SnO2纳米纤维异质结静电纺丝光电探测器

煅烧气氛对高vO含量vO-MoO/TiO脱硝催化剂性能的影响

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化工环保 2024年

作者：岳彦伟黄力王素芹徐顺李金珂王虎大唐南京环保科技有限责任公司江苏集萃托普索先进催化技术研究所 3. 江苏集萃托普索清洁能源研发有限公司

采用浸渍—煅烧法制备了高v2O5含量的v2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂，考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明：煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大；向煅烧气氛中引入O2和H2O可增大催化剂的比表面积和孔体积；N2气氛下煅烧制备的催... 详细信息

采用浸渍—煅烧法制备了高v2O5含量的v2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂，考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明：煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大；向煅烧气氛中引入O2和H2O可增大催化剂的比表面积和孔体积；N2气氛下煅烧制备的催化剂，活性组分易团聚，导致还原性差，同时酸性和化学吸附氧含量最低，故其脱硝性能最差；催化剂的还原性、酸性、化学吸附氧含量随煅烧气氛中O2含量增加而提高，脱硝性能也随之提高；于5%(φ)H2O-空气气氛下煅烧制得的催化剂，在还原性、酸性和化学吸附氧含量的综合作用下，200～400 ℃的脱硝效率最高，N2O生成量最少，同时SO2转化为SO3的转化率也最低。

关键词：脱硝 v O -MoO /TiO 煅烧气氛选择性催化还原(SCR)

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二维vCN对Na存储性能的理论研究

化工新型材料 2024年

作者：吴蒙各汪丽莉马鹏举赵新新吴建宝上海工程技术大学数理与统计学院

过渡金属碳氮化物MXenes具有优异的储能和导电性能，被认为是发展前景广阔的金属离子电极材料。采用密度泛函理论计算方法，对钒三碳氮(v3CN)材料对钠离子的存储行为进行了理论研究，并研究了v3CN作为钠离子电池负极材料的可行性。计算... 详细信息

过渡金属碳氮化物MXenes具有优异的储能和导电性能，被认为是发展前景广阔的金属离子电极材料。采用密度泛函理论计算方法，对钒三碳氮(v3CN)材料对钠离子的存储行为进行了理论研究，并研究了v3CN作为钠离子电池负极材料的可行性。计算结果表明，v3CN具有稳定的结构，良好的电子导电性。v3CN吸附单层钠离子时，平均吸附能为-0.682ev，负吸附能表明单层钠离子可以吸附在v3CN基底上；v3CN吸附双层钠离子时，平均吸附能为-0.03ev，吸附能仍为负值，并且单层、双层钠离子吸附在v3CN基底后体系仍具有导电性能。v3CN作为钠离子电池负极材料最大容量为599.57mAh/g。

关键词： v CN材料密度泛函理论钠离子电池负极材料吸附

等离子体电解氧化法制备多孔TiO/vO复合物膜层及其增强光催化产氢活性

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材料科学与工艺 2023年

作者：贾方舟姚忠平姜兆华首都航天机械有限公司哈尔滨工业大学化工与化学学院

较差的光催化产氢效率极大地阻碍了TiO2光催化剂的工业化应用。为此，本文在含有NH4vO3的磷酸盐溶液中，采用等离子体电解氧化(PEO)法制备了多孔TiO2/v2O5复合膜光催化剂，并通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X... 详细信息

较差的光催化产氢效率极大地阻碍了TiO2光催化剂的工业化应用。为此，本文在含有NH4vO3的磷酸盐溶液中，采用等离子体电解氧化(PEO)法制备了多孔TiO2/v2O5复合膜光催化剂，并通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(Uv-vis DRS)对其组成、结构及光吸收性质进行了表征，并采用气相色谱评价了薄膜催化剂的光催化产氢性能。研究了电解液中NH4vO3含量对膜的结构、组成和光催化产氢性能的影响。结果表明:复合膜催化剂主要由锐钛矿和金红石型TiO2组成，具有微孔结构，v2O5主要以无定形形式存在于膜中，与TiO2有很强的相互作用，影响TiO2的晶面间距。研究发现，元素v抑制了TiO2的结晶和金红石型TiO2的形成，扩大了薄膜的光学吸收范围。针对Na2S+Na2SO3溶液中的光催化产氢性能的研究显示，在质量浓度为1 g/L NH4vO3的电解液中制备的TiO2/v2O5薄膜的光催化活性最高，优于近年来报道的其他光催化剂。光催化重复实验表明，该复合膜催化剂具有较高的稳定性和较为恒定的光催化活性。

关键词： TiO v O 膜层光催化剂等离子体电解产氢

Zr,Nb,v在a-Fe(C)中的占位、电子结构及键合作用的第一性原理研究

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物理学报 2019年第13期68卷 240-247页

作者：刘飞文志鹏天津理工大学中环信息学院机械工程系天津300380 四川省宜宾市普什智能科技有限公司宜宾644000

采用第一性原理的方法计算了Zr,Nb,v固溶于α-Fe(C)后形成晶胞的体积变化率、晶胞总能、结合能、态密度、电荷布居数及力学性能,并由此研究了Zr,Nb,v与α-Fe(C)的微观作用机理.结果表明,v优先置换α-Fe(C)晶胞中顶角位置的Fe原子,而Zr,N... 详细信息

采用第一性原理的方法计算了Zr,Nb,v固溶于α-Fe(C)后形成晶胞的体积变化率、晶胞总能、结合能、态密度、电荷布居数及力学性能,并由此研究了Zr,Nb,v与α-Fe(C)的微观作用机理.结果表明,v优先置换α-Fe(C)晶胞中顶角位置的Fe原子,而Zr,Nb优先置换α-Fe(C)晶胞中体心位置的Fe原子.Zr,Nb降低了铁素体的稳定性,Zr比Nb更难固溶于α-Fe(C).v固溶后增加了晶胞结合能,对晶胞主要起到提高韧性的作用.Zr,Nb,v固溶于铁素体后,Zr,Nb仅与Fe原子形成金属键,而v与铁素体晶胞中的Fe原子形成了金属键和Fe v离子键,其离子键的作用均强于Zr,Nb原子与铁素体晶胞中的键合作用,是晶胞结合能增加的主要因素.Zr,Nb主要是通过弥散强化的方式改善钢铁材料的力学性能,v固溶能在一定程度上提高铁素体的韧性,是提高力学性能的主要原因.

关键词：第一性原理 α-Fe(C) Zr Nb v 电子结构

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乙腈-水系混合电解液促进高稳定Zn-Nav(PO)电池

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中国有色金属学报 2024年

作者：欧林娜刘哲轩曹鑫鑫梁叔全中南大学电子封装及先进功能材料湖南省重点实验室中南大学材料科学与工程学院

水系锌离子电池因及成本、资源丰富和环境友好而受到广泛关注。其中，Na3v2(PO4)3正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺，近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而，二价Zn2+的脱嵌和活泼的水系反应环... 详细信息

水系锌离子电池因及成本、资源丰富和环境友好而受到广泛关注。其中，Na3v2(PO4)3正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺，近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而，二价Zn2+的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文采用乙腈-水的有机-无机混合电解液，乙腈分子会进入Zn2+溶剂化结构，并可以一定程度上抑制正极溶解。非原位XRD表明，在含有适量水的电解液中Na3v2(PO4)3表现出可逆的结构演变。相比之下，过多的乙腈会导致显著的极化，而过多的水则会导致不可逆离子脱出和容量衰退。因此，在含有15%-30%水的混合电解液中Na3v2(PO4)3在50 mA g-1下可具有91.4 mA h g-1的稳定比容量，并在500 mA g-1下稳定循环1000次且无明显衰退。

关键词： Zn-Na v (PO ) 电池乙腈有机-无机混合电解液电化学稳定性离子可逆脱嵌

Nb掺杂NavO(PO)F空心微球钠离子电池正极材料的制备与性能

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储能科学与技术 2023年

作者：张梓楠陈剑中国科学院大学中国科学院大连化学物理研究所

Na3v2O2(PO4)2F(NvOPF)具有较稳定的聚阴离子结构、较高的工作电压和理论比能量，是一种具有良好应用前景的钠离子电池正极材料。但该材料在合成过程中易发生不规则团聚，且本征电导率低，导致材料的实际比容量较小，倍率性能和循环性... 详细信息

Na3v2O2(PO4)2F(NvOPF)具有较稳定的聚阴离子结构、较高的工作电压和理论比能量，是一种具有良好应用前景的钠离子电池正极材料。但该材料在合成过程中易发生不规则团聚，且本征电导率低，导致材料的实际比容量较小，倍率性能和循环性能有待提高。通过离子掺杂以及合成具有微纳结构的材料可以有效提高这类材料的结构稳定性和电导率。本工作首次报道了多元醇辅助水热法合成具有空心微球结构的Nb5+掺杂NvOPF(NvNOPF，Na3v2-xNbxO2(PO4)2F(0≤x≤0.15))材料。所制备的NvOPF和NvNOPF是尺寸为0.7 ～ 1.0 μm的具有中空结构的微球。可以发现微球由尺寸小于100 nm的纳米颗粒组成。纳米颗粒缩短钠离子的扩散距离，并且缓冲了由于钠离子的嵌入/脱出所导致的体积变化，提高了材料的循环稳定性。同时，掺杂Nb5+增大了NvOPF的晶格参数，增大了Na+扩散通道，将Na+在NvOPF中的固相扩散系数由Na3v2O2(PO4)2F的6.46×10-16提高至Na3v1.90Nb0.10O2(PO4)2F的3.52×10-15cm2/s。Na3v1.90Nb0.10O2(PO4)2F材料以0.1 C倍率放电，首次放电比容量达126.4 mA·h/g；以10 C倍率放电，初始比容量为98.1 mA·h/g，500周循环后的容量保持率为95.2%，明显优于未掺杂材料的66.8%。研究结果显示掺杂Nb5+的空心球形微纳结构有效提高了NvOPF材料的电化学性能和循环稳定性。

关键词：钠离子电池正极材料 Na v O (PO ) F 多元醇辅助水热法空心微球铌掺杂