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基底偏压对电弧/磁控复合技术制备CrAlN耐磨涂层性能的影响规律

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工程科学学报 2025年第2期47卷 296-306页

作者：牛晓燕刘明泽董国强王玉江田浩亮河北大学土木工程检测与评估技术创新中心保定071002 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095

利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及... 详细信息

利用中频磁控溅射与电弧离子镀复合沉积技术在不锈钢基体上沉积CrAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压痕测试、划痕测试以及摩擦磨损试验等手段,系统地研究了基底偏压对CrAlN涂层微观形貌、力学性能及摩擦磨损性能的影响.随着基底偏压的增大,涂层表面经历了由较为粗糙的孔洞、大颗粒向平滑的形态演变.在-30 V基底偏压下(绝对值表示大小)制备的涂层表现出多个强衍射峰;-60 V偏压下,涂层沿(200)晶面方向择优生长.过高的基底偏压(-150 V)加剧了沉积过程中的二次溅射效应,导致涂层沉积速率降低,并出现晶格松弛和重结晶现象.此外,随着基底偏压的增加,涂层的硬度和弹性模量均呈先增加后减少趋势.在-60 V基底偏压下,涂层表现出较低的磨损率,而较高偏压下的涂层磨损机制转变为严重的磨粒磨损,涂层磨损严重.通过调控基底偏压,可以有效优化CrAlN涂层的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能.在-60 V基底偏压下制备的CrAlN涂层展现出优异的力学性能和耐磨性,为实际应用中提升涂层性能提供了重要的理论和实验依据.

关键词：电弧/磁控复合沉积技术 CrAlN涂层基底偏压微观结构力学性能摩擦学性能

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中子屏蔽测试系统中子响应影响因素仿真分析

核技术 2019年第9期42卷 60-66页

作者：郭广水张龙孟宪芳曹可秦培中王连才曾心苗北京市射线应用研究中心北京辐射新材料重点实验室

目前屏蔽材料的中子屏蔽性能测试还没有统一的标准,为了研究中子屏蔽测试系统中子响应可靠性和稳定性的影响因素,采用超级蒙特卡罗SuperMC程序模拟中子屏蔽测试系统建模,对探测器远近位置、探测器偏离位置、辐射源偏离位置及测试样品规... 详细信息

目前屏蔽材料的中子屏蔽性能测试还没有统一的标准,为了研究中子屏蔽测试系统中子响应可靠性和稳定性的影响因素,采用超级蒙特卡罗SuperMC程序模拟中子屏蔽测试系统建模,对探测器远近位置、探测器偏离位置、辐射源偏离位置及测试样品规格等影响因素进行了仿真分析,结合中子探测仪器的中子响应曲线对中子通量、平均能量及中子能谱等仿真数据进行比较和分析,提供了较为合理可靠的测试参数,为减少屏蔽测试系统测试误差提供理论依据。

关键词：屏蔽材料蒙特卡罗中子响应中子屏蔽测试 SuperMC

基于^(133)Ba估算碘盒中^(131)I探测效率方法研究

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核技术 2018年第7期41卷 34-38页

作者：孟宪芳殷荫张龙曹可马慧玲王士军秦培中北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室北京100015

基于^(133)Ba与^(131)I具有能量特性相近的γ射线、半衰期较长的特点,探索一种^(133)Ba代替^(131)I通过实验估算碘盒中^(131)I探测效率的简易方法。依据某碘检测仪取样和探测装置进行了实验和探测效率估算,同时在近似实验条件下利用超... 详细信息

基于^(133)Ba与^(131)I具有能量特性相近的γ射线、半衰期较长的特点,探索一种^(133)Ba代替^(131)I通过实验估算碘盒中^(131)I探测效率的简易方法。依据某碘检测仪取样和探测装置进行了实验和探测效率估算,同时在近似实验条件下利用超级蒙特卡罗核模拟软件系统(Super Monte Carlo Program for Nuclear and Radiation Simulation,SuperMC)程序进行了模拟计算,计算的探测效率对于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟结果与实验估算结果在6.0%以内相符,说明这种简易实验方法可以用来估算碘盒中^(131)I探测效率。

关键词： ^131I取样盒探测效率 ^133Ba点源 SuperMC程序

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慢化球探测器组合法测试中子屏蔽性能应用

核技术 2016年第5期39卷 18-22页

作者：孟宪芳郭广水张龙秦培中孙超马慧玲曾心苗王连才北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室北京100015

随着核技术在各领域的应用推广,中子屏蔽材料得到越来越广泛的应用,而目前国内外还没有测试中子屏蔽性能的统一标准。为了探索一种简单可行、能够在较宽中子能量范围内测试材料屏蔽性能的方法,本文对3He正比计数管、计数管外包镉及计数... 详细信息

随着核技术在各领域的应用推广,中子屏蔽材料得到越来越广泛的应用,而目前国内外还没有测试中子屏蔽性能的统一标准。为了探索一种简单可行、能够在较宽中子能量范围内测试材料屏蔽性能的方法,本文对3He正比计数管、计数管外包镉及计数管外包不同直径的聚乙烯(Polyethylene,PE)慢化球共12个模型进行了MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)模拟计算,得到一种慢化球探测器组合测试方法,使测试能够在1×10-5-1.25 Me V能量范围内有较一致的响应。利用这种方法测试了2 cm和4 cm厚PE对252Cf中子的透射率,与多球谱仪解谱法得到的结果在±1.0%内相吻合,对几种材料的测试结果也符合不同类型材料对中子的屏蔽规律,证实了这种简易组合测试方法的可行性。

关键词：慢化球探测器中子屏蔽性能中子透射率

HEMA封端聚(氨酯-酰亚胺)的本体法合成及γ射线辐射效应

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高分子材料科学与工程 2011年第6期27卷 15-17,21页

作者：周成飞曹巍翟彤曾心苗郭建梅北京市射线应用研究中心北京市科学技术研究院辐射新材料重点实验室北京100012

以甲基丙烯酸β-羟乙酯为封端剂,用本体聚合法由六亚甲基二异氰酸酯、均苯四酸二酐和聚碳酸酯二醇合成了双键封端的聚(氨酯-酰亚胺)(PUI),并用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、动态力学性能(DMA)、热重分析(TGA)和热机械分析(TMA)等... 详细信息

以甲基丙烯酸β-羟乙酯为封端剂,用本体聚合法由六亚甲基二异氰酸酯、均苯四酸二酐和聚碳酸酯二醇合成了双键封端的聚(氨酯-酰亚胺)(PUI),并用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、动态力学性能(DMA)、热重分析(TGA)和热机械分析(TMA)等方法探讨了γ射线辐熙对所得PUI结构性能的影响。结果表明,在γ射线辐照下,PUI发生交联反应,不饱和度和结晶度都有不同程度的变化;tanδ值显著下降,并明显向高温方向移动,并且,辐照剂量越大,移动也越大。辐照后PUI热稳定性显著提高,在辐照剂量为50kGy和75kGy的条件下表现出最好的热稳定性。

关键词：聚(氨酯-酰亚胺) 本体聚合合成辐射效应

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B4C-PE复合材料中子屏蔽性能研究

核电子学与探测技术 2019年第3期39卷 260-264页

作者：孟宪芳孙超张龙曹可秦培中北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室

利用252Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B4C含量B4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算.结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果明显好于... 详细信息

利用252Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B4C含量B4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算.结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果明显好于聚乙烯.研究结果可为中子屏蔽材料研发和工程设计提供参考.

关键词： 252Cf中子源中子宏观截面 MC模拟 B4C-PE复合材料

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均苯四甲酸二酐固化环氧树脂的工艺及热性能

合成树脂及塑料 2013年第5期30卷 43-45,75页

作者：秦培中孙超王强曾心苗北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室北京市100015

将均苯四甲酸二酐与环氧树脂溶于丙酮中,在一定的温度条件下反应,制备了均一的、有一定固化程度的环氧树脂溶液,该溶液可在常温固化。傅里叶变换红外光谱分析表明,所得产物与预期结构相同,最佳反应时间为6 h。采用差示扫描量热法研究其... 详细信息

将均苯四甲酸二酐与环氧树脂溶于丙酮中,在一定的温度条件下反应,制备了均一的、有一定固化程度的环氧树脂溶液,该溶液可在常温固化。傅里叶变换红外光谱分析表明,所得产物与预期结构相同,最佳反应时间为6 h。采用差示扫描量热法研究其固化工艺,不同升温速率下,体系的固化温度不同,随升温速率增加,固化温度提升,通过动力学计算得到其固化工艺为100℃固化2 h,150℃固化2 h,后处理180℃固化2 h,按此工艺固化的环氧树脂的耐热性能优于常温固化,起始分解温度达到368℃。

关键词：环氧树脂均苯四甲酸二酐固化工艺耐热性

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材料组合模式对中子屏蔽性能影响研究

核电子学与探测技术 2017年第6期37卷 599-602页

作者：孟宪芳张龙王士军孙超马慧玲秦培中北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室北京100015

在实验室中利用252Cf中子源的中子辐照装置产生快中子和热中子场,测试了相同材料的三种不同组合模式中子衰减倍数,利用MCNP软件进行模拟计算。结果表明:实验测试与模拟计算偏差小于5.0%,三种组合模式对快中子屏蔽性能影响不明显,而对热... 详细信息

在实验室中利用252Cf中子源的中子辐照装置产生快中子和热中子场,测试了相同材料的三种不同组合模式中子衰减倍数,利用MCNP软件进行模拟计算。结果表明:实验测试与模拟计算偏差小于5.0%,三种组合模式对快中子屏蔽性能影响不明显,而对热中子屏蔽性能的影响高达2~3倍。

关键词：材料组合模式中子衰减倍数蒙特卡罗

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纳米碳材料的辐射改性及其应用进展

材料导报 2019年第3期33卷 375-385页

作者：代培马慧玲矫阳翟茂林曾心苗北京市射线应用研究中心辐射新材料北京市重点实验室北京100015 北京大学化学与分子工程学院放射化学与辐射化学重点学科实验室北京100871

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环... 详细信息

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。

关键词：辐射改性纳米碳材料碳纳米管石墨烯碳纳米纤维