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C/C基体上ZrB_(2)/SiC复合涂层的抗烧蚀性增强方法

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北京理工大学学报 2024年第1期44卷 76-82页

作者：高志廷马壮柳彦博刘强王一帆王冬北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 东北大学材料学院辽宁沈阳110819 空装驻北京地区第二军事代表室北京100037

研究高压热流场景下,在碳/碳(C/C)基体表面ZrB_(2)/SiC复合涂层的抗烧蚀性增强方法.在等离子体喷涂ZrB_(2)/SiC复合涂层表面,采用CH3SiCl3-H2-Ar系统,化学气相沉积(CVD)-SiC密封层.对ZrB_(2)/SiC涂层与CVD-SiC密封层的结构演化、烧蚀性... 详细信息

研究高压热流场景下,在碳/碳(C/C)基体表面ZrB_(2)/SiC复合涂层的抗烧蚀性增强方法.在等离子体喷涂ZrB_(2)/SiC复合涂层表面,采用CH3SiCl3-H2-Ar系统,化学气相沉积(CVD)-SiC密封层.对ZrB_(2)/SiC涂层与CVD-SiC密封层的结构演化、烧蚀性能与烧蚀机理进行了研究.结果表明:CVD-SiC密封层增强的ZrB_(2)/SiC复合涂层经过两个600 s循环烧蚀后,仍然具备抗烧蚀性能,表面CVD-SiC由β相向α相转化.CVD-SiC密封层填充了等离子喷涂ZrB_(2)/SiC复合涂层的空隙,限制了氧沿着涂层裂纹和孔洞向C/C基体扩散,进而提高了抗烧蚀性.

关键词：密封层烧蚀等离子喷涂 C/C复合材料化学气相沉积

聚合物基Al/CuO纳米铝热剂的制备及表征

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火炸药学报 2024年第3期47卷 220-228,I0004页

作者：白超飞焦钰珂罗运军李国平北京理工大学材料学院北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081

为研究聚合物基铝热剂的性能,制备了以GAP-ETPE和F2311作为黏结剂的Al/CuO纳米铝热剂。然后利用油墨直写技术(DIW)配制出固含量高达80%的含能油墨GAP/F2311-MICs(GF-MICs),在此基础上加入高氯酸铵(AP),探索AP/GF-MICs模型推进剂的可打印... 详细信息

为研究聚合物基铝热剂的性能,制备了以GAP-ETPE和F2311作为黏结剂的Al/CuO纳米铝热剂。然后利用油墨直写技术(DIW)配制出固含量高达80%的含能油墨GAP/F2311-MICs(GF-MICs),在此基础上加入高氯酸铵(AP),探索AP/GF-MICs模型推进剂的可打印性,并研究了AP含量对于AP/GF-MICs模型推进剂燃烧性能的影响规律;采用FTIR方法测试了混合黏结剂的相容性和稳定性,通过TG-DSC和静态拉伸研究了GF-MICs纳米铝热剂的热性能,并测试了其流变性和聚合物的力学性能。结果表明,GAP-ETPE与F2311质量比为1∶4时,混合黏结剂的相容性、稳定性和力学性能最好;纳米Al/CuO的加入使得F2311和GAP-ETPE的热分解温度分别提前89.0℃和32.9℃;随着模型推进剂中Al/CuO含量的增加,AP高温分解温度最高提前101.58℃,预先点火反应提前29.68℃,放热量提升135%;GF-MICs能够很好地提高模型推进剂的反应活性和燃烧速率,且当模型推进剂中Al/CuO质量分数由10%增至40%时,到达P max时间缩短了71%,平均燃烧速率提升了293%。

关键词：纳米材料 GAP-ETPE/F2311 Al/CuO 增材制造含能油墨铝热剂模型推进剂

共混GAP基含能热塑性弹性体的氢键行为与力学性能

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火炸药学报 2024年第4期47卷 365-371页

作者：郑梦泽张宁刘双靳鹏张锡铭刘文皓罗运军北京理工大学材料学院北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固... 详细信息

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

关键词：材料力学聚叠氮缩水甘油醚 GAP 热塑性弹性体氢键行为高分子物理共混高低温力学性能

CVD-SiC阵列结构对ZrB_(2)/SiC涂层抗烧蚀性影响

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航空学报 2024年第3期45卷 261-274页

作者：高志廷马壮柳彦博北京理工大学材料科学与工程学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

采用飞秒激光在化学气相沉积(CVD)-SiC中间层表面制备不同尺寸的阵列,研究了阵列结构对ZrB_(2)/SiC涂层性能的影响。结果表明,随着激光刻蚀频次的增大,阵列结构的深度从30μm增大到150μm。采用氧乙炔烧蚀600 s,ZrB_(2)/SiC涂层烧蚀表... 详细信息

采用飞秒激光在化学气相沉积(CVD)-SiC中间层表面制备不同尺寸的阵列,研究了阵列结构对ZrB_(2)/SiC涂层性能的影响。结果表明,随着激光刻蚀频次的增大,阵列结构的深度从30μm增大到150μm。采用氧乙炔烧蚀600 s,ZrB_(2)/SiC涂层烧蚀表面温度随CVD-SiC微结构深度增大而逐步降低,最低的表面温度达到1700℃,下降了约200℃。烧蚀中心区域的颜色从白色过渡到浅灰色。对于激光刻蚀频次为5的试样,在600 s的单次烧蚀后,质量烧蚀率和线性烧蚀率分别为-7.4×10^(-5)g/s和-13.3μm/s。阵列结构增大了ZrB_(2)/SiC涂层与CVD-SiC中间层的接触面积,从而增强了导热性能,减少了热积聚,进而改善了ZrB_(2)/SiC涂层的抗烧蚀性能。

关键词：阵列结构烧蚀等离子喷涂 C/C复合材料 CVD-SiC 激光刻蚀

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两级叠置式加湿除湿海水淡化装置性能研究

化工学报 2024年第7期75卷 2446-2454,F0004页

作者：杨锦蕊郑宏飞马兴龙金日辉梁深北京理工大学机械与车辆学院北京100081

空气加湿除湿海水淡化是极具应用前景的淡水生产技术。然而,由于加湿、除湿腔内存在喷淋不均匀现象,且喷淋不均对加湿过程的影响更大,致使加湿除湿过程的热质传递系数不匹配,进而致使其单位体积产水量偏低。为此,提出一种两级叠置式加... 详细信息

空气加湿除湿海水淡化是极具应用前景的淡水生产技术。然而,由于加湿、除湿腔内存在喷淋不均匀现象,且喷淋不均对加湿过程的影响更大,致使加湿除湿过程的热质传递系数不匹配,进而致使其单位体积产水量偏低。为此,提出一种两级叠置式加湿除湿海水淡化装置,其两个加湿腔共用一个除湿腔,从而缩小了装置体积,提高了单位体积产水量。研究了供料海水流量、温度及预热对其性能的影响。结果表明,装置产水量随供料海水流量、温度的升高而增加。供料海水流量由0.45 t/h增至0.96 t/h,产水量从18.7 kg/h增加到27.1 kg/h;供料海水温度为85℃,产水量达33.7 kg/h,对应热利用系数为0.9;预热装置,可将其产水量提高6.8%。此外,其单位体积产水量可达33.7 kg(/m^(3)∙h),远高于传统两级空气加湿除湿海水淡化装置。

关键词：加湿除湿海水淡化传热传质单位体积产水量

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二维MXenes材料在柔性光电探测器中的应用展望

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无机材料学报 2024年第2期39卷 186-194页

作者：李腊沈国震北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 北京理工大学柔性电子器件与智造研究所北京102488

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

关键词： MXene 柔性电子透明电子光电探测器带隙调控专题评述

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锂电池用参比电极的设计与应用

储能科学与技术 2024年第1期13卷 82-91页

作者：肖也徐磊闫崇黄佳琦北京理工大学材料学院北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义。然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性。本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、... 详细信息

参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义。然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性。本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、几何尺寸、制备工艺和检测设置。然后介绍了引入参比电极的三电极体系在锂电池工作/失效机制分析方面的应用实例。最后展望了开发和部署锂电池用参比电极的挑战和发展方向。

关键词：参比电极锂离子电池锂金属电池电极电势电化学阻抗谱

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钨含量对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响

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火炸药学报 2024年第5期47卷 461-467,I0005页

作者：王明智刘金旭贺川庄治华方澳翔李树奎北京理工大学材料学院北京100081 江苏理工学院材料工程学院江苏常州213001

为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的... 详细信息

为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的释能密度和反应机理,并利用高速热成像相机对含能材料的燃烧特性进行评价。结果表明,随着钨质量分数由0增至30%,氟聚物基含能材料的放热反应释能密度由3690 J/g降至2695 J/g,燃烧速率从40.5 mm/s降至19.6 mm/s;不加钨时,含能材料燃烧火焰的温度最低;随着钨含量增加,火焰温度先显著升高然后缓慢降低;这是由于钨的加入减缓了Al与PTFE放热反应的热量传递,推迟了Al与Fe_(2)O_(3)的放热反应进程。加入钨后生成W_(2)C的反应造成了更多放热反应累积叠加,使氟聚物基含能材料产生更剧烈的燃烧反应过程和更高的火焰温度。

关键词：物理化学钨氟聚物含能材料 Al粉 PTFE 放热反应燃烧性能

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激光诱导击穿光谱技术相关物理机制研究进展

中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 19-37页

作者：刘瑞斌殷允嵩北京理工大学物理学院北京100081

激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是利用强脉冲激光与物质相互作用所产生的等离子体光谱来实现对物质组成元素定性和定量分析的一种新方法。在脉冲激光诱导等离子体的过程中,不同的激光参数(能量、脉... 详细信息

激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是利用强脉冲激光与物质相互作用所产生的等离子体光谱来实现对物质组成元素定性和定量分析的一种新方法。在脉冲激光诱导等离子体的过程中,不同的激光参数(能量、脉宽、波长)、检测过程中的环境条件以及材料本身的特性等,对激光诱导等离子体的物理机制都有不同程度的影响,进而影响LIBS定量分析的结果。本文综述了现阶段LIBS技术中包括LIBS基本原理、激光参数区别、环境和材料特性差异所涉及的物理机制。为深入理解激光与物质相互作用、提升LIBS检测能力提供了依据。

关键词：激光诱导击穿光谱(LIBS) 物理机制

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