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质子导体电解质钇掺杂锆酸铈钡微波烧结制备及其电化学和力学性能

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2243-2253页

作者：秦嘉辰高燕焦震钧张进严资林哈尔滨工业大学(深圳)理学院广东深圳518055

质子陶瓷燃料电池(PCFC)是新一代固体氧化物燃料电池(SOFC)技术的重要发展方向。钇掺杂锆酸铈钡BaZr_(1–x–y)Ce_(x)Y_(y)O_(3–δ)(BZCY)是常用的质子导体电解质材料。然而,BZCY电解质致密化通常需要在超过1700℃的高温烧结5 h以上,... 详细信息

质子陶瓷燃料电池(PCFC)是新一代固体氧化物燃料电池(SOFC)技术的重要发展方向。钇掺杂锆酸铈钡BaZr_(1–x–y)Ce_(x)Y_(y)O_(3–δ)(BZCY)是常用的质子导体电解质材料。然而,BZCY电解质致密化通常需要在超过1700℃的高温烧结5 h以上,这不仅会消耗大量能源和时间成本,而且,由于制备温度高,当电解质冷却到室温时,残余应力可能会导致试样后期力学破坏,进而影响其力学性能。本研究探索了质子导体电解质BaZr_(0.7)Ce_(0.2)Y_(0.1)O_(3–δ)(BZCY721)的微波烧结工艺及研究了其电化学和力学性能。结果表明:相对于传统烧结方式,微波烧结可以将BZCY721烧结温度降低100~150℃。试样在1500℃微波烧结40 min,致密度可以达到97%以上。试样在650℃测试温度下,晶粒阻抗为34.81Ω·cm^(2),晶界阻抗为89.98Ω·cm^(2),电导率为6.41×10^(–4)S·cm^(–1)。力学性能测试结果表明,微波烧结的电解质具有与传统烧结结果相当的弹性模量(190.8 GPa),以及更优的硬度(12.379 GPa)和断裂韧性(0.359 MPa·m^(1/2))。本研究结果为在低温下制备致密BZCY721电解质的进一步研究提供了重要参考。

关键词：固体氧化物燃料电池质子导体电解质微波烧结电化学性能力学性能

间隙原子及颗粒对激光增材制造高熵合金微观结构与力学性能影响的研究进展

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航空制造技术 2024年第8期67卷 54-63,75页

作者：高宏亮苏海军郭一诺杨培鑫夏乐张卓郭敏西北工业大学深圳研究院深圳518057 西北工业大学材料学院西安710072

近年来,高熵合金(HEAs)由于其独特的多主元设计理念和优异的性能获得了研究者的广泛关注。激光增材制造能够获得具有超细晶和多尺度结构的高熵合金,使其具有优异的力学性能。同时间隙原子的掺杂及增强颗粒的添加有助于进一步改善合金的... 详细信息

近年来,高熵合金(HEAs)由于其独特的多主元设计理念和优异的性能获得了研究者的广泛关注。激光增材制造能够获得具有超细晶和多尺度结构的高熵合金,使其具有优异的力学性能。同时间隙原子的掺杂及增强颗粒的添加有助于进一步改善合金的强塑性,在航空航天高性能结构材料等领域应用前景开阔。基于此,首先介绍了选区激光熔化技术和激光定向能量沉积技术的原理和特点;然后,总结了间隙原子(C、B、N)及增强颗粒对激光增材制造高熵合金微观组织及力学性能的影响,并分析了各个间隙原子及增强颗粒对合金的强塑化机理;最后对激光增材制造高强塑性高熵合金的发展前景做了展望。

关键词：激光增材制造高熵合金间隙原子增强颗粒微观组织力学性能

采用BNi82CrSiB-xCu钎料钎焊304不锈钢接头的微观组织与力学性能

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材料工程 2024年

作者：郭杰杰李华鑫蔡良益朱帅闾川阳贺艳明杨建国浙江工业大学化工机械设计研究所浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江工业大学机械工程学院上海航天设备制造总厂有限公司

为克服常规镍基钎料钎焊不锈钢接头易形成脆性硼化物的缺点，进一步提升接头的力学性能，本文提出了在BNi-2镍基钎料中引入少量Cu的方法，以抑制接头中脆性硼化物的形成。本文分别采用BNi-2钎料和Cu改性的BNi-2钎料对304不锈钢进行真空... 详细信息

为克服常规镍基钎料钎焊不锈钢接头易形成脆性硼化物的缺点，进一步提升接头的力学性能，本文提出了在BNi-2镍基钎料中引入少量Cu的方法，以抑制接头中脆性硼化物的形成。本文分别采用BNi-2钎料和Cu改性的BNi-2钎料对304不锈钢进行真空钎焊，研究了保温时间、钎焊温度与BNi-2钎料中Cu含量对钎缝组织及力学性能的影响。结果表明，对于BNi-2钎料，随着保温时间的延长和钎焊温度的升高，钎缝中心的硼化物含量减少，但母材中的沿晶扩散硼化物增加，扩散距离也随之延长。对于添加1% Cu的BNi-2钎料接头，成功抑制了钎缝中心硼化物的生成，接头强度为(713.9±16.4) MPa，相比BNi-2钎料接头提高了19%，接头断裂在母材/钎缝界面，断裂方式为韧性断裂。添加5% Cu的BNi-2钎料接头，钎缝中心重新析出硼化物，接头强度下降，同时呈现韧性断裂与脆性断裂结合的断裂方式。

关键词：真空钎焊镍基钎料钎焊机理显微组织力学性能

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基于二阶全驱系统的航天器姿态避障控制

航空学报 2024年第1期45卷 94-102页

作者：鲁明陈雪芹吴凡曹喜滨哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001

针对航天器大角度姿态机动任务,考虑存在姿态禁止区域和干扰力矩影响,提出一种基于全驱系统模型的姿态机动控制方法。基于三维特殊正交群直接描述姿态运动并基于其李代数——指数坐标建立了误差姿态二阶全驱模型;提出基于三维特殊正交... 详细信息

针对航天器大角度姿态机动任务,考虑存在姿态禁止区域和干扰力矩影响,提出一种基于全驱系统模型的姿态机动控制方法。基于三维特殊正交群直接描述姿态运动并基于其李代数——指数坐标建立了误差姿态二阶全驱模型;提出基于三维特殊正交群的障碍李雅普诺夫函数,保证在其有界情况下姿态约束得到遵守;最后提出包含障碍李雅普诺夫函数的总李雅普诺夫函数,使用滑模技术并结合二阶全驱模型中参数矩阵的性质消除导数中的非线性项得到简洁的控制律。数值仿真结果显示,在所提出的控制方法作用下,航天器能够避开姿态禁止区域并收敛于期望姿态,并且稳态误差和控制能耗相比现有同类方法表现优异。

关键词：全驱系统李群指数坐标姿态机动控制障碍李雅普诺夫函数

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凹槽叶顶的气膜冷却特性

西北工业大学学报 2024年第2期42卷 278-285页

作者：吴芳芳许卫疆刘存良史经垠余泽宇西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

涡轮工作时,叶顶间隙内高速高温的间隙泄露流会直接冲刷动叶顶部,产生局部高温区域,因此控制间隙泄露流至关重要。基于压敏漆涂料(PSP)实验,研究了密度比、吹风比和间隙高度对凹槽叶顶气膜冷却特性的影响。研究结果表明:密度比增大,凹... 详细信息

涡轮工作时,叶顶间隙内高速高温的间隙泄露流会直接冲刷动叶顶部,产生局部高温区域,因此控制间隙泄露流至关重要。基于压敏漆涂料(PSP)实验,研究了密度比、吹风比和间隙高度对凹槽叶顶气膜冷却特性的影响。研究结果表明:密度比增大,凹槽叶顶气膜冷却效果逐渐提高,尤其是大间隙下冷效提高较为明显,叶顶面平均冷效增加了35%;间隙高度和吹风比对叶顶表面冷效的作用不是单一的,小间隙条件下,叶顶表面气膜冷效随着吹风比增大而增大,大间隙条件下,吹风比的增加使得叶顶表面气膜冷效先减小后增加,同时小吹风比时,间隙高度增加提高了叶顶尾缘区域和孔周围的气膜冷效,叶顶面平均冷效提高了6.85%。

关键词：凹槽叶顶间隙高度吹风比密度比气膜冷效

不同品种高油酸花生热风干燥特性及热力学性质研究

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食品工业科技 2024年第14期45卷 42-49页

作者：李玉朱文学陈鹏枭王延坤蒋萌蒙王殿轩陈亮张昱泉胡新阳王瑾河南工业大学粮食和物资储备学院河南郑州450001 河南工业大学生物工程学院河南郑州450001 河北省农林科学院粮油作物研究所河北石家庄050035

为探究高油酸花生干燥过程中的水分变化规律,本文研究了不同风温(35、40、45、50℃)、风速(0.5、0.8、1.1 m/s)对三种不同高油酸花生热风干燥特性的影响,并借助Weibull分布函数分析干燥过程。结果表明,高油酸花生干燥过程以降速干燥为主... 详细信息

为探究高油酸花生干燥过程中的水分变化规律,本文研究了不同风温(35、40、45、50℃)、风速(0.5、0.8、1.1 m/s)对三种不同高油酸花生热风干燥特性的影响,并借助Weibull分布函数分析干燥过程。结果表明,高油酸花生干燥过程以降速干燥为主;风温、风速越高,高油酸花生有效水分扩散系数越大、干燥速率越快,干燥用时越短。其中,‘圣油3号’花生水分扩散速率最快、活化能最低,与Weibull分布函数拟合结果最佳;尺度参数α值随风温、风速的升高而降低,风温对α值影响极显著(P工业化干燥提供技术依据,奠定理论基础。

关键词：高油酸花生热风干燥 Weibull 分布函数热力学性质

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Hf含量对湿化学法制备超细W-Y_(2)O_(3)复合材料显微组织与性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 125-138页

作者：刘祯颜硕罗来马昝祥吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心合肥230009 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心合肥230009

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)... 详细信息

本文在现有W-Y_(2)O_(3)材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y_(2)O_(3),调节Y_(2)O_(3)与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y_(2)(Hf)O_(3)复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明:掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y_(2)O_(3)粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_(0.2),致密度为97.6%。在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y_(2)Hf_(2)O_(7)颗粒,尺寸更小,弥散强化作用更强;其中,W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右,与钨晶界产生良好的界面结合关系,形成半共格界面。

关键词：纳米级钨基复合粉体湿化学法弥散强化复合第二相氧化物

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窄禁带半导体紫外光电探测研究进展(特邀)

光子学报 2024年第7期53卷 31-41页

作者：吴春艳张宇梁贺新辉杨小平王秀娟合肥工业大学微电子学院合肥230009

紫外光电探测器具有比可见和近红外光电探测器更低的背景噪声、更高的灵敏度和更强的抗干扰能力,广泛应用于光学成像、安全监测、空间探测等领域。近年来,窄禁带半导体微纳结构在紫外甚至日盲紫外探测领域脱颖而出。本文介绍了两类半导... 详细信息

紫外光电探测器具有比可见和近红外光电探测器更低的背景噪声、更高的灵敏度和更强的抗干扰能力,广泛应用于光学成像、安全监测、空间探测等领域。近年来,窄禁带半导体微纳结构在紫外甚至日盲紫外探测领域脱颖而出。本文介绍了两类半导体微纳结构(超细纳米线、超薄纳米片)中光吸收特性随材料特征尺寸的变化,揭示了窄禁带半导体应用于紫外探测的工作机理,综述了基于窄禁带半导体微纳结构的紫外光电探测器的研究进展,并对发展趋势进行了展望。与宽禁带半导体和Si基紫外光电探测相比,窄禁带半导体微纳结构提供了一种工艺条件更简单、制造成本更低的紫外光电探测方式。

关键词：光电探测器紫外窄禁带半导体泄漏模式共振厚度依赖的吸收系数

降速剂及其作用位点对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律

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火炸药学报 2024年第3期47卷 229-236,I0004页

作者：许睿轩张皓瑞薛智华史良伟吕龙严启龙西北工业大学固体推进全国重点实验室陕西西安710072 中国科学院上海有机化学研究所上海200032

为研究降速剂对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律,将典型季铵盐和金刚烷衍生物两种高效降速剂引入核壳结构铝基复合颗粒Al@HMX和AP@Al,使其分别作用于HMX颗粒内部和AP颗粒表面,制备了4种含降速剂的铝基复合颗粒(Al/A@HMX,Al/B@HMX,AP... 详细信息

为研究降速剂对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律,将典型季铵盐和金刚烷衍生物两种高效降速剂引入核壳结构铝基复合颗粒Al@HMX和AP@Al,使其分别作用于HMX颗粒内部和AP颗粒表面,制备了4种含降速剂的铝基复合颗粒(Al/A@HMX,Al/B@HMX,AP@Al/A和AP@Al/B);采用扫描电子显微镜对样品形貌进行了表征;采用高速红外相机拍摄推进剂燃烧过程的火焰红外照片,并对推进剂的爆热、密度、点火延迟时间和燃速进行了测试。结果表明,加入惰性降速剂会导致推进剂爆热降低,而Al@HMX复合颗粒能部分抵消这一现象,使推进剂爆热值增加了338 J/g;降速剂能够抑制AP和HMX的热分解过程,使达到AlO辐射峰值前维持低强度的“平台段”;而引入Al@HMX后,推进剂的点火延迟时间比基础配方减小49.4%;在10~20 MPa范围内两种降速剂均能有效降低推进剂燃速,在此基础上采用Al@HMX可使含季铵盐丁羟四组元推进剂20 MPa下的燃速降低7.1 mm/s(38.4%),压强指数降至0.25;当降速剂作用于AP表面时,含质量分数1%季铵盐的推进剂在20 MPa下燃速可降低5.0 mm/s(27.3%)。

关键词：物理化学固体推进剂降速剂铝基复合燃料点火延迟燃烧性能丁羟四组元推进剂声共振