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偶氮苯骨架的多孔高分子:结构创新及应用研究进展

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高分子学报 2024年第8期55卷 936-953页

作者：石经张志豪周瑾修黄木华北京理工大学材料学院北京100081

偶氮苯骨架的多孔高分子(Azo-POPs)具有化学稳定性好、比表面积高以及易功能化修饰等特点,在多个领域表现出了巨大的应用前景,引起了人们的广泛关注.本综述首先梳理了近些年来将偶氮苯结构单元引入到多孔高分子骨架中的方式,包括多氨基... 详细信息

偶氮苯骨架的多孔高分子(Azo-POPs)具有化学稳定性好、比表面积高以及易功能化修饰等特点,在多个领域表现出了巨大的应用前景,引起了人们的广泛关注.本综述首先梳理了近些年来将偶氮苯结构单元引入到多孔高分子骨架中的方式,包括多氨基芳烃与多(亚)硝基芳烃的缩合聚合、多氨基芳烃的氧化偶联聚合、多硝基芳烃的还原偶联聚合,以及富电子芳烃与多重氮盐的偶联聚合等途径,指出了富电子芳烃与多重氮盐的偶联聚合条件温和、聚合效率高且官能团耐受性好.简述了功能性Azo-POPs的例子与特点,分析并论证了其中三(β-羟基-偶氮)苯结构向三(β-酮-腙)环己烷结构的不可逆异构化;并对Azo-POPs在气体及蒸气的吸附与存储、多相催化、水中污染物的去除、气体膜分离与电化学等领域的应用进行了分析与总结.最后分析并指出了发展Azo-POPs所面临的挑战,并结合已有的研究报道探讨了Azo-POPs的未来发展方向及前景.

关键词：多孔高分子偶氮苯羟基偶氮苯氨基偶氮苯三酮三腙环己酮

蠕变预加载Ti6321钛合金的动态力学性能和绝热剪切研究

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 2035-2041页

作者：向霁旸宋雨宸王琳许玲玉闫志维李严星程兴旺北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 洛阳船舶材料研究所河南洛阳471023 北京理工大学唐山研究院河北唐山063000

蠕变加载对结构件的服役性能会产生一定的影响。本研究对等轴、双态、魏氏组织Ti6321钛合金进行蠕变预加载,对蠕变后的材料进行动态压缩试验,应变率为3000 s^(-1),研究经不同蠕变应力加载后的Ti6321钛合金动态力学行为。结果表明:蠕变... 详细信息

蠕变加载对结构件的服役性能会产生一定的影响。本研究对等轴、双态、魏氏组织Ti6321钛合金进行蠕变预加载,对蠕变后的材料进行动态压缩试验,应变率为3000 s^(-1),研究经不同蠕变应力加载后的Ti6321钛合金动态力学行为。结果表明:蠕变后钛合金的动态力学性能均表现出屈服温度下降,抗压强度上升。随蠕变应力增加,3种组织钛合金在动态压缩后的冲击吸收功增大,绝热剪切敏感性降低。未蠕变的钛合金经动态压缩后均产生相变带,等轴组织和双态组织钛合金蠕变预加载再经动态压缩后未失效,仅产生形变带,魏氏组织产生相变带导致失效。蠕变推迟了等轴组织和双态组织钛合金的绝热剪切相变的发生。

关键词： Ti6321钛合金蠕变动态压缩冲击吸收功绝热剪切

非均质Mn分布对淬火-配分钢微观组织和力学性能的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 69-79页

作者：张超熊志平杨德振程兴旺北京理工大学材料学院冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 北京理工大学唐山研究院唐山063000

目前,基于非均质高温奥氏体来调控先进高强钢的组织和性能,引起研究学者的广泛关注。为进一步明晰合金元素非均质程度对组织和性能的影响,指导先进高强钢的设计,本工作采用以Mn配分的珠光体为初始组织的快速淬火-配分工艺,研究了奥氏体... 详细信息

目前,基于非均质高温奥氏体来调控先进高强钢的组织和性能,引起研究学者的广泛关注。为进一步明晰合金元素非均质程度对组织和性能的影响,指导先进高强钢的设计,本工作采用以Mn配分的珠光体为初始组织的快速淬火-配分工艺,研究了奥氏体化时间和温度对高温奥氏体中非均质Mn分布的影响规律,进一步探讨了微观组织和力学性能的演变。结果表明,高温奥氏体的Mn分布能够调控淬火过程的马氏体转变。当高温奥氏体继承了珠光体中富Mn渗碳体和贫Mn铁素体中的Mn分布时,淬火后可获得富Mn片状残余奥氏体与贫Mn马氏体板条构成的鬼珠光体组织。随奥氏体化保温时间的延长和温度的升高,高温奥氏体中Mn元素非均质程度减弱,导致鬼珠光体组织减少,块状残余奥氏体和粗大板条马氏体数量增多、且尺寸增大。随着保温时间的延长,屈服强度由于细晶强化的减弱而降低;均匀延伸率由于块状残余奥氏体的增多而升高,颈缩后的延伸率因块状残余奥氏体形成的脆性马氏体而降低。由于残余奥氏体和马氏体的含量随着奥氏体化工艺不发生改变,使得抗拉强度和断裂总延伸率也不发生变化。由此可见,通过改变奥氏体化的工艺参数,能够在保证高抗拉强度(约1700 MPa)和高断裂总延伸率(约20%)的基础上,实现对屈服强度和均匀延伸率的进一步调控。

关键词：非均质组织 Mn配分珠光体残余奥氏体高温奥氏体

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高效叠氮化方法研究进展

高等学校化学学报 2024年第5期45卷 10-27页

作者：龙磊韦伟罗运军李霄羽北京理工大学材料学院北京100081 湖北航天化学技术研究所襄阳441003

有机叠氮化合物是一类多功能化合物,是合成一系列治疗药物、生物活性化合物、功能材料及高能化合物有用的前驱体,被广泛应用于点击化学和Staudinger反应中.在过去的几十年里,研究人员开发了大量的合成策略来制备结构多样的有机叠氮化物... 详细信息

有机叠氮化合物是一类多功能化合物,是合成一系列治疗药物、生物活性化合物、功能材料及高能化合物有用的前驱体,被广泛应用于点击化学和Staudinger反应中.在过去的几十年里,研究人员开发了大量的合成策略来制备结构多样的有机叠氮化物,但不是所有的反应都能高效地进行.随着绿色化学的概念深入人心,安全性低、普适性低和效率低的传统叠氮化方法逐渐被淘汰,发展新的高效叠氮化方法迫在眉睫.本文综合评述了近年来制备脂肪族叠氮化合物及叠氮聚合物的高效合成方法,从碳碳多重键和碳氢键的叠氮化策略方面简述了脂肪族叠氮化物的合成,对叠氮聚合物的合成方法、潜在的新型合成策略进行了概述,并对未来叠氮化学的发展前景进行了展望.

关键词：有机叠氮化合物有机合成脂肪族叠氮化物高能化合物

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碳化材料的烧蚀性能参数辨识方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1384-1391页

作者：程莫瀚李文光王志北京理工大学宇航学院北京100081

针对碳化材料烧蚀性能参数测量难度大的问题,对基于优化算法的烧蚀性能参数辨识方法进行了研究。根据一维连续模型描述碳化烧蚀材料的内部热响应情况,与公开试验数据进行对比验证,各测量点计算误差均小于15%。采用基函数表征法对材料碳... 详细信息

针对碳化材料烧蚀性能参数测量难度大的问题,对基于优化算法的烧蚀性能参数辨识方法进行了研究。根据一维连续模型描述碳化烧蚀材料的内部热响应情况,与公开试验数据进行对比验证,各测量点计算误差均小于15%。采用基函数表征法对材料碳化前后的比热容和导热率进行表征,基函数选取为切比雪夫多项式。根据PICA材料的温度测试试验数据,对材料的热解动力学参数和基函数的待定系数采用遗传算法进行辨识,将辨识得到的材料烧蚀性能参数代入一维连续模型中进行计算,与验证工况下的试验数据进行比对,计算得到的温度曲线平均相对误差小于10%。

关键词：热防护材料烧蚀性能参数辨识优化算法数值计算

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拉伸变焦线性菲涅尔聚光器集热特性研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 942-948页

作者：梁深马兴龙何谦唐艺郑宏飞北京理工大学机械与车辆学院北京100081

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉... 详细信息

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉伸变焦线性菲涅尔聚光器。当光线倾斜入射时,通过力学拉伸改变透镜的棱镜结构,以此调整棱镜对光线的偏折角度,实现变焦。通过力学和光学仿真,揭示了该菲涅尔透镜在拉伸变形中的聚光特性。实际制作了开口宽度为200 mm、焦距为360 mm的菲涅尔透镜,并对其进行了实验研究。结果表明,拉伸变焦策略可将线性菲涅尔聚光集热系统的有效工作时长提高2 h以上,其全天高效聚光集热时长达6.5 h,期间的平均集热效率约为0.6。

关键词：线性菲涅尔透镜拉伸变焦倾斜入射焦距变化太阳能聚光

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摩擦力对空间非导电绳系释放动力学的影响

兵工学报 2024年第4期45卷 1158-1167页

作者：梁福文苗龙田丰宋家辉白松何梓豪王宁飞北京理工大学宇航学院北京100081

当前空间非导电绳系释放过程因摩擦力数据缺乏,导致释放动力学仿真结果不能有效反映真实情况。为此,基于绳系地面释放平台,开展非导电绳系释放摩擦力测量实验,研究了系绳材料、直径、缠绕方向和释放速度对系绳释放所受摩擦力的影响,阐... 详细信息

当前空间非导电绳系释放过程因摩擦力数据缺乏,导致释放动力学仿真结果不能有效反映真实情况。为此,基于绳系地面释放平台,开展非导电绳系释放摩擦力测量实验,研究了系绳材料、直径、缠绕方向和释放速度对系绳释放所受摩擦力的影响,阐明非导电绳系释放过程影响球形效应不稳定现象的主要因素,确定非导电绳系释放摩擦力与释放条件之间的定量关系。进一步建立考虑摩擦力的绳系释放动力学模型。仿真结果表明,非导电绳系释放摩擦力对释放过程影响较大,对于500 m长的系绳,初始释放速度为2 m/s,在未考虑释放摩擦力时,绳系释放完成时间与考虑摩擦力的实际情况相差约20%。

关键词：空间绳系释放摩擦力地面实验释放速度动力学仿真

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回波主动抑制的次级水声发射单元设计与优化

兵工学报 2024年第5期45卷 1472-1481页

作者：王文杰杨龙赵旭北京理工大学宇航学院北京100081

水下航行器的传统涂覆层主要依赖于材料更新及结构优化,难以应对低频主动声波探测。基于超磁致伸缩材料设计一款轻质、薄型、耐高压的低频宽带水声发射单元,着重分析核心部件的设计优化过程,并由PSV-400激光测振仪验证有限元仿真结果。... 详细信息

水下航行器的传统涂覆层主要依赖于材料更新及结构优化,难以应对低频主动声波探测。基于超磁致伸缩材料设计一款轻质、薄型、耐高压的低频宽带水声发射单元,着重分析核心部件的设计优化过程,并由PSV-400激光测振仪验证有限元仿真结果。对辐射面板固定方式的模态进行分析,确定主动发射单元的最优边界约束条件。与原始构型的发射单元性能进行对比发现:在水声发射保持良好指向性的前提下,基于有限元分析2000 Hz以下的最高共振频率降低超过10%;基于声振耦合分析主动发射单元在低频范围内辐射声源级最大为147.48 dB,提高4.65%;发射单元声源级高于100 dB的频率带宽超过1500 Hz,且声功率级更高。该发射单元可为后期阵列式应用于大尺度声学覆盖层提供技术支持,具有一定的学术研究价值与广阔的工程应用前景。

关键词：回波主动抑制主动发射单元超磁致伸缩材料最优边界低频宽带

ATH/ADP配比对EVA阻燃性能及机理转变的影响

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无机材料学报 2024年第5期39卷 509-516页

作者：程博安晓航李定华杨荣杰北京理工大学国家阻燃材料工程技术研究中心材料学院北京100081

针对氢氧化铝(ATH)在对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃效率低的问题,将二乙基次磷酸铝(ADP)和ATH复配,用以提高EVA阻燃性能。本研究采用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)对材料的阻燃性能进行研究。结果表明,和EVA/... 详细信息

针对氢氧化铝(ATH)在对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃效率低的问题,将二乙基次磷酸铝(ADP)和ATH复配,用以提高EVA阻燃性能。本研究采用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)对材料的阻燃性能进行研究。结果表明,和EVA/ATH复合材料相比,当ATH和ADP质量比为2∶1和1∶2时,垂直燃烧等级均从无等级提高到V-0级,LOI分别从34.5%提高到37.8%和42.8%。通过不同测试方法对以上两种配比的样品进行阻燃机理分析。结果表明,在ATH和ADP质量比为2:1的样品中,热分解释放的含磷化合物含量较低,而且形成的磷酸铝(AlPO4)促使炭层更致密连续,热分解产生的残炭量高于理论值,因此该配比下阻燃机理以凝聚相为主导。在ATH和ADP质量比为1∶2的样品中,炭层孔洞较多,热分解产生的残炭量低于理论值,但气相产物中出现较多含磷化合物,因此该配比下阻燃机理以气相主导。

关键词：氢氧化铝二乙基次磷酸铝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物阻燃机理