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熔体纺丝纤维的磁热性能与磁制冷应用研究进展

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材料导报 2024年第11期38卷 260-269页

作者：张若琛钱明芳张学习沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

本文对熔体纺丝合金纤维的磁热性能和磁制冷应用的研究进展进行了综述,总结了不同种类具有磁热性能的合金纤维在磁场驱动下能够产生的磁熵变最大值、半高宽和磁制冷能力。概述了熔体纺丝法的基本原理和操作过程,以及小尺寸纤维形态在实... 详细信息

本文对熔体纺丝合金纤维的磁热性能和磁制冷应用的研究进展进行了综述,总结了不同种类具有磁热性能的合金纤维在磁场驱动下能够产生的磁熵变最大值、半高宽和磁制冷能力。概述了熔体纺丝法的基本原理和操作过程,以及小尺寸纤维形态在实际磁制冷机中的应用优势,并重点介绍了将合金制备成纤维形态能够解决大块合金中存在的相关问题,描述了不同种合金纤维产生磁热效应的原理,阐明了纤维相变特征对制冷温度区间、磁熵变及磁热效应的影响机制,最后总结了合金纤维在活性蓄热器中的制冷功率和性能系数的研究情况,简述了将小尺寸合金纤维大批量应用于实际磁制冷装置以解决该类装置制冷效率低、制冷功率小的可行性。

关键词：熔体纺丝法纤维磁熵变磁热效应磁制冷

界面约束作用下Ti/Al多层复合材料的力学性能和冲压成形性能

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1277-1286页

作者：曹苗邓坤坤陈慧琴段兴旺徐月李飞车鑫王振博杨景然张志豪李烨太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024 太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030600

采用热压+热轧复合法在500℃制备了3层、5层和7层配置的Ti/Al多层复合材料(LMCs),研究了拉伸和埃里克森杯突试验过程中复合板的裂纹萌生和扩展行为,分析了界面约束效应对复合板力学性能和冲压成形性能的影响机理。结果表明,复合板界面... 详细信息

采用热压+热轧复合法在500℃制备了3层、5层和7层配置的Ti/Al多层复合材料(LMCs),研究了拉伸和埃里克森杯突试验过程中复合板的裂纹萌生和扩展行为,分析了界面约束效应对复合板力学性能和冲压成形性能的影响机理。结果表明,复合板界面具有微米级厚度的金属间相,导致其具有较强的界面结合。随复合板层数的增加,其屈服强度(YS)和极限抗拉强度(UTS)增加,延伸率(EL)和韧性降低,且由于热轧形成了强基面织构,复合板力学性能的各向异性明显增加。同时,复合板的加工硬化指数(n)和塑性应变比(r)均降低,屈强比(σs/σb)增大,这些均导致了复合板的冲压成形性能变差。对于层数较少的复合板,在断裂过程中界面脱粘起了主要作用。由于界面结合不佳,界面易发生分层,通过抑制裂纹萌生、促进裂纹偏转和钝化、降低裂纹扩展的驱动力,有效地延缓了复合板的断裂失效。

关键词： Ti/Al多层复合材料拉伸埃里克森杯突试验界面

含DOPO/吲哚的磺胺类化合物的合成及阻燃环氧树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 56-65页

作者：许文迪陆嘉怡蔡博禹王璐泽罗钟琳王标兵常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164

以吲哚-3-甲醛、磺胺胍和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种含DOPO/吲哚的磺胺类化合物(SIAD),并制备了环氧树脂(EP)/SIAD复合材料。加入6%SIAD后,EP/SIAD-6复合材料通过UL-94 V-0等级测试,LOI值提升至32%,... 详细信息

以吲哚-3-甲醛、磺胺胍和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种含DOPO/吲哚的磺胺类化合物(SIAD),并制备了环氧树脂(EP)/SIAD复合材料。加入6%SIAD后,EP/SIAD-6复合材料通过UL-94 V-0等级测试,LOI值提升至32%,其峰值放热率(535 kW/m^(2))、总热释放(64.2 MJ/m^(2))和平均有效燃烧热(18.1 MJ/kg)值较纯EP分别下降了37.3%,33.6%和22.5%,呈现出良好的火灾安全性。SIAD通过释放出含磷自由基和不可燃性气体等起到气相阻燃作用,同时通过促进形成致密的连续炭层在凝聚相中起到阻燃作用。

关键词：环氧树脂阻燃机理磺胺类化合物

Gd^(3+)掺杂调控BiFeO_(3)-BaTiO_(3)高温无铅压电陶瓷的结构与性能

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材料工程 2024年第4期52卷 43-53页

作者：唐蓝馨王芳周治李双池左鑫李凌峰杨柳谭启陈渝成都大学机械工程学院成都610106 广东以色列理工学院材料科学与工程系广东汕头515063

用于监测航空发动机、重型燃气轮机等重大技术装备高温部件振动状态的压电加速度传感器,需要一种高居里温度压电陶瓷作为敏感元件,而电子元器件的无铅化是环境保护的迫切要求。采用传统的固相反应法制备一种Gd/Mn共掺杂的BF-BT((0.67BiF... 详细信息

用于监测航空发动机、重型燃气轮机等重大技术装备高温部件振动状态的压电加速度传感器,需要一种高居里温度压电陶瓷作为敏感元件,而电子元器件的无铅化是环境保护的迫切要求。采用传统的固相反应法制备一种Gd/Mn共掺杂的BF-BT((0.67BiFeO_(3)-0.33Ba_(1-x)Gd_(x)TiO_(3))+0.5%(质量分数)MnO_(2),x=0~0.02)高温无铅压电陶瓷,并研究Gd^(3+)掺杂浓度(x)对BF-BT陶瓷的相组成、微观结构、压电性能、介电弛豫行为及交流阻抗特征的影响。结果表明:所有样品均为单一钙钛矿结构,三方相(R)和四方相(T)共存,且T相含量随x增加而增加;适量的Gd^(3+)(x材料被应用。

关键词： BiFeO_(3)-BaTiO_(3) 高温无铅压电陶瓷离子掺杂介电弛豫交流阻抗

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生物可降解聚酯/生物陶瓷3D打印骨组织工程支架研究进展

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1672-1693页

作者：刘嗣聪刘宏治殷亚然浙江理工大学材料科学与工程学院杭州310018 浙大宁波理工学院材料科学与工程学院宁波315100

移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性,为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境,加速骨缺损... 详细信息

移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性,为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境,加速骨缺损修复。将生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料制备成骨组织工程支架,能进一步加快骨修复进程。3D打印技术的引入能使生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架的制备过程精确、可重复且具备高自由度,展现出了良好的发展前景。本文阐述了骨组织工程支架应具备的各项性能,总结了近年来国内外学者对生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架上述性能的改善策略,并展望未来该研究领域的发展方向。

关键词：生物可降解聚酯生物陶瓷 3D打印骨组织工程支架骨修复

Ta对一种抗热腐蚀镍基单晶高温合金长时热暴露组织和蠕变性能的影响

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金属学报 2024年第2期60卷 179-188页

作者：刘静张思倩王栋王莉陈立佳沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

为进一步提高燃机叶片的服役温度,获得综合性能更优的镍基单晶高温合金,本工作研究了Ta含量对镍基单晶高温合金在900℃长时热暴露过程中组织损伤和性能退化规律的影响。利用SEM和TEM-EDS分析了Ta含量对抗热腐蚀镍基单晶高温合金微观组织... 详细信息

为进一步提高燃机叶片的服役温度,获得综合性能更优的镍基单晶高温合金,本工作研究了Ta含量对镍基单晶高温合金在900℃长时热暴露过程中组织损伤和性能退化规律的影响。利用SEM和TEM-EDS分析了Ta含量对抗热腐蚀镍基单晶高温合金微观组织及900℃、275 MPa蠕变性能的影响。通过对比相同热暴露时间的不同Ta含量合金(2Ta、5Ta和8Ta)组织发现,随Ta含量的增加,γ’相尺寸无明显变化,但立方度有所提高,γ基体中的三次γ’相数量减少。随Ta含量由2%增加到5%,除热暴露4000 h时2种合金γ’相体积分数较为接近外,其余热暴露时间下5Ta合金的γ’相体积分数均高于2Ta合金;Ta含量进一步增加至8%,热暴露不同时间后γ’相体积分数均有所增加。随热暴露时间的延长,3种合金的900℃、275 MPa蠕变性能变化趋势存在差异:2Ta合金热暴露0~4000 h无明显变化,热暴露8000 h后性能明显降低;5Ta和8Ta合金的持久寿命均随热暴露时间的延长先升高后降低,分别在热暴露500和2000 h时达到峰值。随Ta含量的增加,合金稳态蠕变速率不断降低、蠕变寿命明显延长、峰值蠕变寿命向后推移,同时蠕变断后γ’相筏化程度和筏排结构完整度明显提高。合金蠕变性能的提升归因于蠕变初始状态中γ’相体积分数的提高、蠕变过程中γ’相筏排结构完整度和厚度的增加等综合因素。

关键词： Ta 镍基单晶高温合金长时热暴露长时蠕变

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料研究进展

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 473-489页

作者：庄伟彬覃龙健贾婧李菁辉刘敬福孟超辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料具有密度小、比模量高、低热膨胀系数、热稳定性和导热性能良好,以及耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀优良等一系列优点,成为了近年来金属基复合材料的研究热点。本文从反应体系、显微组织、力学性能和... 详细信息

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料具有密度小、比模量高、低热膨胀系数、热稳定性和导热性能良好,以及耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀优良等一系列优点,成为了近年来金属基复合材料的研究热点。本文从反应体系、显微组织、力学性能和强化机制四个方面,综述了近年来原位合成TiC/Al复合材料的研究进展,指出了其存在的问题并展望了其发展趋势,以期为研究和开发原位合成颗粒增强铝基复合材料提供参考。

关键词：铝基复合材料原位合成碳化钛反应体系显微组织力学性能强化机制

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光热双响应形状记忆聚己内酯的制备与性能

高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 154-159页

作者：张勇波童大山汪艳武汉工程大学材料科学与工程学院湖北武汉430073

形状记忆聚合物(SMPs)因其形变量大、形状恢复性能优异及刺激相应方式丰富等优点在医疗器械、航天航空等多个领域有着广阔的应用前景。文中以羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)为光热转换填料,采用过氧化二异丙苯(DCP)热引发聚己内酯(PCL)交... 详细信息

形状记忆聚合物(SMPs)因其形变量大、形状恢复性能优异及刺激相应方式丰富等优点在医疗器械、航天航空等多个领域有着广阔的应用前景。文中以羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)为光热转换填料,采用过氧化二异丙苯(DCP)热引发聚己内酯(PCL)交联制备了羧基化MWCNT/PCL光热双响应形状记忆材料,研究了该复合材料的光热转换性能、形状记忆性能及力学性能等。结果表明,羧基化MWCNT的加入使得材料具备了光响应的特性,同时对力学性能也有一定的提升;当DCP和羧基化MWCNT的质量分数分别为1.5%和1%时,材料的形状固定率和形状回复率最优,分别为99.37%和98.53%,且在近红外光照射下30 s内便能回复原样,表现出优秀的形状记忆性能。相较于未交联的复合材料,拉伸强度从15.37 MPa提高到27.85 MPa,提高了81.85%,而断裂伸长率从1046.5%降低至982.48%,下降了6.12%。

关键词：形状记忆聚合物聚己内酯羧基化多壁碳纳米管光热响应

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Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块自供能紫外探测器的制备及性能

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光学精密工程 2024年第5期32卷 653-660页

作者：方向明周起成孙宇乔志铭耿秋丹高世勇太原学院材料与化学工程系山西太原030032 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了实现在无外部供能下对紫外光的有效探测,基于Ag修饰的Bi_(2)O_(3)纳米块(Ag/Bi_(2)O_(3))纳米块制备了自供能紫外探测器。通过煅烧法制备Bi_(2)O_(3)纳米块,随后采用室温溶液法在其表面沉积Ag纳米粒子,进而成功制备了Ag/Bi_(2)O_(3... 详细信息

为了实现在无外部供能下对紫外光的有效探测,基于Ag修饰的Bi_(2)O_(3)纳米块(Ag/Bi_(2)O_(3))纳米块制备了自供能紫外探测器。通过煅烧法制备Bi_(2)O_(3)纳米块,随后采用室温溶液法在其表面沉积Ag纳米粒子,进而成功制备了Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块,且对所制备样品的晶体结构和微观形貌等进行了表征。结果表明,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块的平均尺寸约为1μm,且Ag纳米粒子随机分布在Bi_(2)O_(3)纳米块表面。将涂覆Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块的FTO作为工作电极,并进一步构建了自供能紫外探测器。在365 nm的紫外光照射下,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器能在零偏压下实现对紫外光的快速检测,这证实其具有自供能特性。相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器的光电流得到明显提升,上升和下降时间分别缩短至29.1 ms和40.2 ms,并具有良好的循环稳定性。

关键词：紫外探测器 Bi_(2)O_(3)纳米块 Ag纳米粒子自供能探测