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选区激光熔化成形NiTi合金工艺参数对表面粗糙度的影响规律

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表面技术 2024年第9期53卷 200-208页

作者：王俊伟贺定勇吴旭王国红北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

目的针对选区激光熔化(SLM)制备NiTi形状记忆合金表面粗糙度难以满足实际应用要求,通过优化工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距)以有效地降低表面粗糙度以及研究各工艺参数对表面粗糙度的影响规律。方法采用L16正交阵列的田口模型... 详细信息

目的针对选区激光熔化(SLM)制备NiTi形状记忆合金表面粗糙度难以满足实际应用要求,通过优化工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距)以有效地降低表面粗糙度以及研究各工艺参数对表面粗糙度的影响规律。方法采用L16正交阵列的田口模型设计选区激光熔化制备NiTi样品的工艺参数,通过对表面粗糙度信噪比值进行统计方法分析以及样品表面形貌的表征,研究不同工艺参数对表面粗糙度的影响程度以及影响机理,最终优化出制备低表面粗糙度的工艺参数组合。结果在激光功率为20 W和30 W时,NiTi粉末不能够充分熔化造成熔道不连续,使得样品表面起伏增大,粗糙度值最大到7.8μm;增大激光功率到40W和50W时,粉末充分熔化,样品表面形貌明显改善;在相同功率下,扫描速度从200mm/s增加到500mm/s时,样品的粗糙度值也随之增大。结论工艺参数对表面粗糙度影响的重要性顺序依次为激光功率、扫描速度、扫描间距;最终优化出的工艺参数组合为激光功率50W、扫描速度200mm/s、扫描间距0.07mm,并在该工艺参数下制备的样品表面粗糙度值为1.38μm,与模型预测的值1.43μm接近,相差仅为9.97%。

关键词：选区激光熔化 NiTi形状记忆合金田口方法表面粗糙度工艺优化

钢渣内部金属氧化物调控提高干法脱硫性能研究

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材料导报 2023年第8期37卷 156-159页

作者：王歆銘马晓宇崔素萍王剑锋王亚丽马骥堃北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

钢渣含有大量碱金属氧化物,使其具有作为烟气脱硫剂的潜力,将钢渣改性处理用于烟气干法脱硫对生态环境保护和资源节约有深远意义。本工作从调控金属氧化物组成的角度对钢渣进行改性,提高其脱硫性能。首先证实了钢渣的化学组成中主要金... 详细信息

钢渣含有大量碱金属氧化物,使其具有作为烟气脱硫剂的潜力,将钢渣改性处理用于烟气干法脱硫对生态环境保护和资源节约有深远意义。本工作从调控金属氧化物组成的角度对钢渣进行改性,提高其脱硫性能。首先证实了钢渣的化学组成中主要金属氧化物Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)、MgO、MnO对CaO及钢渣干法脱硫的促进作用,而后通过酸、碱处理调控钢渣主要金属氧化物的组成,提升脱硫性能,并通过XRF、XRD、XPS、SO_(2)-TPD等测试方法研究了脱硫性能提升的原因。结果表明:改性后,部分以固熔体相等结构存在的金属离子分离转化为金属氧化物,钢渣表面晶格氧、吸附氧含量增加,且晶格氧占比增大,对SO_(2)的物理吸附、化学吸附能力增强。pH为13时,脱硫效果最佳,可达93%。

关键词：钢渣改性烟气干法脱硫金属氧化物晶格氧吸附氧

构建三维一体的协同创新实践教学体系——以南京工业大学材料科学与工程学院为例

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长江丛刊 2020年第28期 108-109页

作者：赵春霞胡秀兰南京工业大学材料科学与工程学院

文章分析了现阶段校企协同创新存在合作不够深入、合作方式单一和管理机制不健全等问题,进而提出高校应将企业作为主体引入实践教学,从研究生工作站、实训基地、协同单位三个方面进行整合,以项目合作为契合点,构建人才培养、科学研究、... 详细信息

文章分析了现阶段校企协同创新存在合作不够深入、合作方式单一和管理机制不健全等问题,进而提出高校应将企业作为主体引入实践教学,从研究生工作站、实训基地、协同单位三个方面进行整合,以项目合作为契合点,构建人才培养、科学研究、产业转化三维一体的发展框架,为行业发展培养高素质的创新型人才。

关键词：三维一体协同创新实践体系

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含钙工业废渣在烟气干法脱硫中的应用及改性

北京工业大学学报 2022年第9期48卷 998-1008页

作者：马晓宇王歆銘崔素萍王亚丽王剑锋吴红北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

SO是污染大气、危害健康、造成经济损失的主要污染气体,也是水泥窑等大型工业生产过程中排出的一种主要的废气,严重地影响着人们的生活.在目前的脱硫方法中,干法脱硫无废渣废水产生,热损耗低,有利于节能减排,是目前最环保的方法之一,众... 详细信息

SO是污染大气、危害健康、造成经济损失的主要污染气体,也是水泥窑等大型工业生产过程中排出的一种主要的废气,严重地影响着人们的生活.在目前的脱硫方法中,干法脱硫无废渣废水产生,热损耗低,有利于节能减排,是目前最环保的方法之一,众多干法脱硫剂中钙基脱硫剂因其资源丰富、使用简便占据重要地位.含钙工业废渣由于钙含量高或富含金属氧化物及SiO_(2)等成分,被用于钙基脱硫剂的制备与改性,提高干法脱硫性能.综述了含钙工业废渣制备和改性干法脱硫钙基脱硫剂的现有研究,并通过分析改性机理及脱硫反应过程,对提高含钙工业废渣脱硫性能的改性方法进行了讨论.

关键词： SO_(2) 干法脱硫钙基脱硫剂改性工业废渣金属氧化物

WO_(3)电致变色薄膜离子传输动力过程及其循环稳定性

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无机材料学报 2021年第2期36卷 152-160页

作者：周开岭汪浩张倩倩刘晶冰严辉北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

电致变色WO_(3)的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响。离子传输过程涉及到WO_(3)电极的结构变形、相转变等复杂过程,导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究。计时电位法是通过施加电流,测量电极材料响应... 详细信息

电致变色WO_(3)的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响。离子传输过程涉及到WO_(3)电极的结构变形、相转变等复杂过程,导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究。计时电位法是通过施加电流,测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法。与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比,该技术能够直接探测溶液–电极系统中不同状态下的电压分布,并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为,例如电极表面附近的质子吸附和传输现象。本工作采用计时电位技术研究和调控WO_(3)薄膜中的离子传输行为,结果表明:大的Li^(+)离子插入通量可拓宽WO_(3)/电解质界面处离子的传输通道,有助于离子传输动力和光响应速度的提升。然而,反复的离子插入/抽出行为会通过“离子球磨效应”减小WO_(3)/电解质界面处WO_(3)晶粒的尺寸,使得WO_(3)薄膜的致密性增强,阻碍离子传输和电解质渗透,导致插入的Li^(+)及反应产生的Li_(x)WO_(3)在WO_(3)结构中不可逆积累,薄膜的光学调制幅度和电致变色活性明显下降。该工作为电极材料中离子传输动力学分析和离子传输行为控制提供了一种有效的方法。

关键词： WO_(3)电致变色材料计时电位法 Li^(+)插入通量离子传输动力过程

Cu含量对Al-2.5Mg-xCu-0.2Si合金微观组织和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2021年第3期50卷 740-745页

作者：李渤文胜平苏美华王为黄晖高坤元聂祚仁北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

研究了Cu含量对Al-2.5Mg-x Cu-0.2Si合金微观组织和性能的影响。结果表明:由于形成Cu、Mg原子团簇,加入Cu的合金的显微硬度在时效初期有明显的快速硬化。随着时效时间的延长,由于S′相和GPB的形成使得合金的硬度再次提高,并达到硬度峰... 详细信息

研究了Cu含量对Al-2.5Mg-x Cu-0.2Si合金微观组织和性能的影响。结果表明:由于形成Cu、Mg原子团簇,加入Cu的合金的显微硬度在时效初期有明显的快速硬化。随着时效时间的延长,由于S′相和GPB的形成使得合金的硬度再次提高,并达到硬度峰值。快速硬化的硬度值和峰值硬度值均随铜含量的增加而增加。铜含量增高,合金的抗拉强度和屈服强度增加明显,延伸率降低。含铜量增高,合金的抗晶间腐蚀能力变差。当Cu含量低于1.14%(质量分数,下同)时,合金具有良好的抗晶间腐蚀性能;但含铜2.10%的合金抗晶间腐蚀性能显著降低。实验结果表明:含铜量为1.14%的合金具有较好的机械性能和抗腐蚀能力。

关键词：铜含量热处理强度腐蚀

Mg-10Gd-1Er-1Zn-0.6Zr合金的双相强化行为（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2020年第3期30卷 635-646页

作者：贾林玥杜文博王朝晖刘轲李淑波于子健北京工业大学材料科学与工程学院

从长程堆垛有序(LPSO)结构相和β’析出相的尺寸参数和体积分数角度,研究Mg-10Gd-1Er-1Zn-0.6Zr(质量分数,%)合金在不同热处理条件下的组织演变和强化机制。结果表明,经固溶处理后合金中形成两种不同形貌的LPSO相,且LPSO相的形貌及尺寸... 详细信息

从长程堆垛有序(LPSO)结构相和β’析出相的尺寸参数和体积分数角度,研究Mg-10Gd-1Er-1Zn-0.6Zr(质量分数,%)合金在不同热处理条件下的组织演变和强化机制。结果表明,经固溶处理后合金中形成两种不同形貌的LPSO相,且LPSO相的形貌及尺寸随固溶条件发生变化,而其体积分数随固溶温度的升高逐渐减小。LPSO相体积分数的减小有利于时效过程中β’析出相的增加。经(500℃,12 h)+(200℃,114 h)处理后,合金的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达352 MPa、271 MPa和3.5%。β’相较LPSO相更利于合金屈服强度的提高,因此,fLPSO/fβ’值降低,屈服强度提高。

关键词：镁合金热处理长程堆垛有序(LPSO)结构析出相力学性能

拉伸应变下镍包碳纤维填充导电橡胶取向及电阻响应

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复合材料学报 2019年第12期36卷 2756-2763页

作者：高沐夏志东陈婧晗高园王金淑北京工业大学材料科学与工程学院

导电橡胶因其超高的弹性和良好的导电性而在柔性电子材料领域受到广泛关注。受载时导电填料重新排列会产生相应的电阻变化。本研究选取镍包碳纤维(Nickel coated carbon fiber,CF-Ni)填充于基胶聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PD... 详细信息

导电橡胶因其超高的弹性和良好的导电性而在柔性电子材料领域受到广泛关注。受载时导电填料重新排列会产生相应的电阻变化。本研究选取镍包碳纤维(Nickel coated carbon fiber,CF-Ni)填充于基胶聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)中制备导电橡胶。基于MATLAB平台,观察了导电橡胶中CF-Ni纤维的静态分布,并构建了纤维取向率的计算方法;随后施加动态应变载荷,选用3D打印的样品,在拉伸应变下,对其进行了纤维在胶体中取向变化的同步观察。结果表明:CF-Ni纤维沿拉伸应变方向发生偏转,最大偏转角度可达20°;CF-Ni纤维的取向分布及拉伸应变下纤维的偏转会对导电橡胶的电学性能产生影响,在60%的应变量下,CF-Ni/PDMS表面电阻最大变化为600%。导电橡胶电阻对拉伸应变载荷的响应为CF-Ni/PDMS用于制备柔性传感器奠定了基础。

关键词：导电橡胶镍包碳纤维纤维取向动态同步观察电学性能拉伸应变

纳米氧化钨的水热/溶剂热法制备及应用的综述

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材料导报 2019年第19期33卷 3203-3209页

作者：赵林艳席晓丽樊佑书马立文北京工业大学材料科学与工程学院

作为一种廉价的过渡金属氧化物,氧化钨具有良好的光致变色、电致变色、光催化、超电容等性能,被广泛应用于智能窗、催化剂、太阳能电池、气敏传感设备等方面。纳米氧化钨具有许多独特的性质,如大比表面积、变化的表面能及量子限域效应,... 详细信息

作为一种廉价的过渡金属氧化物,氧化钨具有良好的光致变色、电致变色、光催化、超电容等性能,被广泛应用于智能窗、催化剂、太阳能电池、气敏传感设备等方面。纳米氧化钨具有许多独特的性质,如大比表面积、变化的表面能及量子限域效应,这使得近年来制备纳米级氧化钨材料成为研究热点。纳米氧化钨的制备方法众多,主要分为气相法、液相法、固相法等。水热/溶剂热法又被称为热液法,是指在密闭容器内通过加热产生高压环境,在高温、高压的作用下实现水热晶体生长、水热合成及水热烧结的一种常用的制备方法。相比固相烧结过程,水热/溶剂热过程的合成温度较低,从而使晶体在生长过程中产生较少的缺陷;相比常压加热法,水热/溶剂热过程中较高的合成压力使晶体在生长过程中具有较高的结晶度,且在高温、高压环境下,反应物的性质也会发生变化,从而生成常压下无法生成的产物。此外,水热/溶剂热过程中较强的对流会使得传质更加均匀和快速,更小的温度梯度也会使晶体生长具有更高的生长速率以及均匀性。水热/溶剂热法正是由于具有经济环保、操作简便且产物粒径小、纯度高、形貌易于控制等优点,越来越受到研究者的青睐,逐渐成为制备氧化钨产物的主要方法之一,常被用来制备维度不同、形貌各异的氧化钨产物。通过有选择性地使用不同类型的添加剂,或通过改变实验条件、参数等方法,甚至通过多种掺杂,来调控氧化钨形貌。制备过程的多样化导致产物生长过程及反应机理存在多样性,如各向同性生长、择优生长(封端剂造成的)、过饱和驱动、自组装(Ostwald、Gibbs-Tomson、表面能趋于降低)等生长机理。氧化钨产物在经过结构、形貌改善后,用途更为广泛,除传统应用于智能窗、催化剂、太阳能电池、气敏传感设备等方面外,近年在荧光传感、生物成像、光致变色墨水、核辐射废水处理等方面也应用颇多。综上,水热/溶剂热法制备氧化钨产物在该领域具有重要地位,有必要对其进行系统的归纳与总结。因此本文从水热/溶剂热法角度出发,在介绍不同结构纳米氧化钨制备过程的基础上,对其生长机理及应用性能进行阐述,综述近年来国内外用水热/溶剂热法制备纳米氧化钨的现状,并展望了其发展趋势。

关键词：纳米氧化钨水热溶剂热