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熔体深过冷过共晶铝硅合金的凝固组织研究

材料导报 2023年第12期37卷 180-185页

作者：周涵刘亚吴长军王建华苏旭平常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室江苏常州213164 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

本工作采用熔体急冷装置对过共晶铝硅熔体进行深过冷处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,研究了硅含量和熔炼工艺对熔体深过冷过共晶铝硅合金凝固组织的影响。研究结果表明,合金在800℃熔炼,保温时间为30 min时,... 详细信息

本工作采用熔体急冷装置对过共晶铝硅熔体进行深过冷处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,研究了硅含量和熔炼工艺对熔体深过冷过共晶铝硅合金凝固组织的影响。研究结果表明,合金在800℃熔炼,保温时间为30 min时,熔体深过冷处理可抑制Al-(14~18)Si合金熔体在凝固过程中初晶硅的析出。当Al-18Si合金在800℃熔炼,保温时间超过30 min时,深过冷Al-18Si合金熔体在室温金属模型中凝固时可完全抑制初晶硅的析出,获得无初晶硅的凝固组织。

关键词：过共晶铝硅合金熔体深过冷初晶硅凝固组织

Si和La协同作用对ZZnAl4Y锌合金显微组织与力学性能的影响

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稀有金属 2023年第2期47卷 236-244页

作者：董广壮张凯涂浩王建华苏旭平常州大学材料科学与工程学院江苏省表面科学与技术重点实验室常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分别观察分析Si和La合金化ZZnAl4Y锌合金的显微组织、相组成和室温拉伸断口形貌,用万能拉伸试验机测试了合金室温拉伸力学性能。结果表明:Si在ZZnAl4Y合金中以多角形和点状Si相形式存在,Si可细... 详细信息

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分别观察分析Si和La合金化ZZnAl4Y锌合金的显微组织、相组成和室温拉伸断口形貌,用万能拉伸试验机测试了合金室温拉伸力学性能。结果表明:Si在ZZnAl4Y合金中以多角形和点状Si相形式存在,Si可细化ZZnAl4Y合金中的初生相枝晶,并使其得到细化。当Si添加量为0.30%时,ZZnAl4Y合金的显微组织细化效果最佳。与未加Si的ZZnAl4Y合金相比,添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金抗拉强度和延伸率分别提高了17.6%和8%。La以LaZn化合物存在于添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金中,La也可使初生相树枝晶细化分解为等轴晶。当La添加量为0.05%时,ZZnAl4Y合金的组织细化和均匀化效果最佳。与未加La的添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金相比,添加0.05%La使添加0.30%Si的ZZnAl4Y合金的抗拉强度和延伸率分别提高12.2%和31%。

关键词： ZZnAl4Y锌合金微合金化显微组织力学性能

退火处理对Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)高熵合金显微组织和耐蚀性的影响

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材料导报 2022年第11期36卷 139-145页

作者：王权吴长军徐雪薇彭浩平刘亚苏旭平常州大学材料科学与工程学院江苏省材料表面科学与技术重点实验室江苏常州213164 常州大学光伏科学与工程江苏协同创新中心江苏常州213164

通过电弧熔炼法制备了一系列fcc型Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)(x=0.25~1.5)高熵合金,并于600~1000℃真空退火120~360 h,进而研究了Co和Ni含量、退火温度及时间对合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明,这些铸态合金均由fcc单相组成。600~1000... 详细信息

通过电弧熔炼法制备了一系列fcc型Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)(x=0.25~1.5)高熵合金,并于600~1000℃真空退火120~360 h,进而研究了Co和Ni含量、退火温度及时间对合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明,这些铸态合金均由fcc单相组成。600~1000℃退火后,除x=1.5的合金中会形成少量的hcp相外,其他合金没有相变。铸态Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)合金主要由粗大的树枝晶组成,合金的耐蚀性随Co含量的增加而逐渐降低。600~1000℃退火会明显改变合金的金相显微组织。600℃退火后,由于晶界迁移截断枝晶主干,合金组织得到了细化;同时,由于粗大的晶界增多,合金耐蚀性明显降低。800℃退火120 h后,合金中形成了曲折的等轴晶界,但晶内仍有明显的网状编织的亚晶;此时,合金的耐蚀性得到大幅提升。进一步延长退火时间或升高退火温度可使晶界变得平滑细小,晶内的编织网状亚晶逐渐消失,合金的耐蚀性也将进一步提升。这些结果将为fcc型高熵合金的成分设计及组织调控提供依据。

关键词：退火处理高熵合金显微组织枝晶耐蚀性

一种低温退火处理提高锡基钙钛矿太阳能电池效率的方法

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材料导报 2023年第23期37卷 1-5页

作者：余海燕许方贤张帅袁宁一丁建宁常州大学材料科学与工程学院江苏常州213161 江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213161 扬州大学机械工程学院江苏扬州225000

钙钛矿光伏材料是目前最具发展前景的一类光伏材料,其铅基光伏器件的小面积认证效率已突破25%。然而,铅元素严重的毒性问题成为钙钛矿光伏实用化的重要阻碍之一。锡基钙钛矿材料因其低毒性和理想的光电性能被认为是最有可能替代铅基钙... 详细信息

钙钛矿光伏材料是目前最具发展前景的一类光伏材料,其铅基光伏器件的小面积认证效率已突破25%。然而,铅元素严重的毒性问题成为钙钛矿光伏实用化的重要阻碍之一。锡基钙钛矿材料因其低毒性和理想的光电性能被认为是最有可能替代铅基钙钛矿的候选材料。然而,锡基钙钛矿过快的晶体生长速率往往造成制备的薄膜质量欠佳,限制了锡基钙钛矿太阳能电池(TPSC)光电转换效率的提高。本研究在锡基钙钛矿薄膜的制备流程中引入了一种低温退火处理,即在钙钛矿薄膜旋涂结束后先进行低温退火再进行常规的90℃退火。该处理可在不改变钙钛矿晶型且不引入新的组分的前提下减缓钙钛矿薄膜结晶过程中的晶体生长,从而减少锡基钙钛矿薄膜表面的孔洞缺陷,提高薄膜的光捕获能力,降低器件内载流子复合。最优器件效率由3.65%提高到了5.38%,填充因子提高了29.84%。

关键词：锡基钙钛矿太阳电池结晶控制低温退火缺陷钝化

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基于螺环季铵盐的阴离子交换膜的制备与性能

科学通报 2019年第2期64卷 165-171页

作者：徐斐袁文森朱媛媛储徐烽林本才储富强任玉荣袁宁一丁建宁常州大学材料科学与工程学院常州213164 江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164

合成了N,N-二烯丙基吡咯烷溴盐([DAPy][Br]),采用光引发聚合的方式制备了基于[DAPy][Br]的聚合物膜,经过离子交换后得到OH^-型阴离子交换膜.改变原料配比调控膜的离子交换容量,发现膜的溶胀度、吸水率、离子交换容量与电导率都随着[DAPy... 详细信息

合成了N,N-二烯丙基吡咯烷溴盐([DAPy][Br]),采用光引发聚合的方式制备了基于[DAPy][Br]的聚合物膜,经过离子交换后得到OH^-型阴离子交换膜.改变原料配比调控膜的离子交换容量,发现膜的溶胀度、吸水率、离子交换容量与电导率都随着[DAPy][Br]含量的增加而增大.该阴离子交换膜具有良好的机械性能和热稳定性,拉伸强度在室温下为10.6～19.8 MPa. 80℃下最高离子电导率可达7.29×10^(-2) S/cm.在成膜过程中[DAPy][Br]发生交联,形成拥有两个五元环的N-螺环结构阳离子,有效提高了膜的耐碱性能,[PSAN]_(70^-)[DAPy][OH]_(30)膜浸泡于80℃下1mol/LKOH溶液中240h,电导率仅下降了11%.上述结果表明,拥有N-螺环季铵盐的脂肪主链的阴离子交换膜有望应用于燃料电池.

关键词： N-螺环阴离子交换膜耐碱性燃料电池电导率

异氰尿酸三缩水甘油酯/六亚甲基二异氰酸酯联用对聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构与性能的影响

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高分子材料科学与工程 2019年第5期35卷 63-70页

作者：刘少峰夏艳平顾艺李强马文中曹峥陶国良常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

以异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为联用扩链剂,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粒料进行反应挤出。对比了2种扩链剂单独使用与联用对PET扩链的影响,进一步研究了联用质量分数与配比对扩链PET特性黏度、流变性能和... 详细信息

以异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为联用扩链剂,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粒料进行反应挤出。对比了2种扩链剂单独使用与联用对PET扩链的影响,进一步研究了联用质量分数与配比对扩链PET特性黏度、流变性能和结晶性能的影响。结果表明,TGIC与HDI二者联用时比单独使用时对PET的扩链效果要好。当m(TGIC)∶m(HDI)=4∶6,百分含量为1.0%时,扩链PET熔体表现出明显的剪切变稀现象;熔体流动速率降至8.50 g/10 min;而且扩链产物溶解时出现凝胶,去除凝胶后的特性黏度仍能达到1.18 dL/g;扩链PET的熔融曲线出现双峰,但未产生新的晶型;其结晶度降至26.8%,半结晶时间降至2.91 min,结晶温度降至204.2℃。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯扩链剂联用特性黏度结晶流变

反相细乳液制备CdS-PAM纳米杂化粒子及其性能研究?

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高校化学工程学报 2019年第1期33卷 187-192页

作者：谢波张震乾丁建宁方必军李坚常州大学材料科学与工程学院江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

通过反相细乳液聚合合成了含有硫酸镉(CdSO_4)的聚丙烯酰胺(PAM)乳胶粒子,并通过吸收硫化钠(Na_2S)细乳液制备了硫化镉-聚丙烯酰胺(CdS-PAM)纳米杂化粒子。研究了CdS-PAM杂化粒子形成过程中乳胶粒子吸收细乳液液滴吸收时间和温度的影响... 详细信息

通过反相细乳液聚合合成了含有硫酸镉(CdSO_4)的聚丙烯酰胺(PAM)乳胶粒子,并通过吸收硫化钠(Na_2S)细乳液制备了硫化镉-聚丙烯酰胺(CdS-PAM)纳米杂化粒子。研究了CdS-PAM杂化粒子形成过程中乳胶粒子吸收细乳液液滴吸收时间和温度的影响因素;考察了水合CdSO_4/Na_2S用量对乳胶粒子吸收液滴过程以及对CdS-PAM纳米杂化粒子的影响,并测定了CdS-PAM杂化粒子的光催化性能。结果表明:随着硫酸镉用量的增加,乳胶粒子吸收硫化钠细乳液液滴能力减弱。以0.100 g/0.094 g水合CdSO_4/Na_2S制备的CdS-PAM杂化粒子具有较好的光催化性能。至此,采用反相细乳液成功制备出了具有光降解性能的CdS-PAM纳米杂化粒子。

关键词：反相细乳液硫化镉有机-无机杂化粒子光催化

低氧压预氧化对Fe-3Al-6Cr合金表面显微组织和耐蚀性影响

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中国表面工程 2021年第3期34卷 139-148页

作者：王坤严靖钰刘亚吴长军彭浩平涂浩苏旭平常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室常州213164 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164

在950℃,10^(-23)、10^(-16)和0.2 atm.3种氧压下对Fe-3Al-6Cr合金进行了预氧化试验,时间为10 min~1200 min。并在5%Na Cl气氛中做了耐蚀性测试。结果表明:Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10^(-23)atm.氧压下氧化得到的是(Al,Cr)_(2)O_(3)外氧化膜,在0.2 atm.氧压下获得的是Fe_(2)O_(3)与(Al,Cr)_(2)O_(3)的混合氧化层,研究结果完全符合Factsage软件的计算结果。在10^(-16)atm.氧压下,氧化10 min的外氧化物为Fe O,合金内层存在内氧化物Fe(Al,Cr)_(2)O_(4)与Fe Al化合物。随氧化时间的延长,外层氧化物变为Fe O+Fe(Al,Cr)_(2)O_(4),内氧化物为Fe(Al,Cr)_(2)O_(4)+Al_(2)O_(3)。Factsage计算出了稳定后的表面氧化物种类,但没有计算出内氧化Al_(2)O_(3)。在盐雾腐蚀测试中,Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10^(-23)atm.氧压中氧化30~60 min制备的(Al,Cr)_(2)O_(3)氧化膜具有最好的耐蚀性。

关键词：预氧化 Fe-3Al-6Cr 氧化薄膜盐雾腐蚀

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基于双核咪唑盐阴离子交换膜的制备与表征

高分子材料科学与工程 2019年第1期35卷 35-40页

作者：袁文森李杏杏祝缓缓储富强袁宁一丁建宁林本才常州大学材料学院与工程学院江苏常州213164 江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

采用两步法合成了双核溴化1-乙烯基-3-(6-(1-丁基咪唑))己基咪唑盐[VBIm HIm][Br]2,并通过1H-NMR对[VBIm HIm][Br]2的化学结构进行了表征;然后将[VBIm HIm][Br]2与苯乙烯、丙烯腈混合均匀后,通过紫外光引发聚合,得到碱性阴离子交换膜。... 详细信息

采用两步法合成了双核溴化1-乙烯基-3-(6-(1-丁基咪唑))己基咪唑盐[VBIm HIm][Br]2,并通过1H-NMR对[VBIm HIm][Br]2的化学结构进行了表征;然后将[VBIm HIm][Br]2与苯乙烯、丙烯腈混合均匀后,通过紫外光引发聚合,得到碱性阴离子交换膜。通过傅里叶变换红外光谱对阴离子交换膜的结构进行了表征,并系统对膜的吸水率、溶胀度、热稳定性、力学性能及电导率等进行了研究。研究结果表明,该类阴离子交换膜降解温度达到300℃,[VBIm HIm][Br]2含量为10%的阴离子交换膜25℃时的吸水率为96%,溶胀度只有44%,拉伸强度为38. 32 MPa,最大断裂伸长率可达26. 37%;在80℃时,其离子的电导率可达22 m S/cm,该类阴离子交换膜有望应用于碱性阴离子交换膜燃料电池领域。

关键词：咪唑盐阴离子交换膜燃料电池电导率