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含能材料 2024年第6期32卷 623-630页

作者：王喆尹平庞思平北京理工大学材料学院北京100081

以多氨基稠环化合物6,7-二氨基-3亚氨基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑连四唑(TATOT-T)为原料,经过高锰酸钾氧化偶联和高氯酸成盐等步骤,合成了一种偶氮桥联的富氮多环含能化合物2,2′-二四唑基-3,6-二氨基-7,7′-偶氮基-[1,2,4]三唑并[1,2... 详细信息

以多氨基稠环化合物6,7-二氨基-3亚氨基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑连四唑(TATOT-T)为原料,经过高锰酸钾氧化偶联和高氯酸成盐等步骤,合成了一种偶氮桥联的富氮多环含能化合物2,2′-二四唑基-3,6-二氨基-7,7′-偶氮基-[1,2,4]三唑并[1,2,4]三唑高氯酸盐(2)。采用傅里叶红外光谱、核磁共振、元素分析、X-射线单晶衍射技术,以及差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)对化合物2进行结构表征和热性能分析,结合高斯软件计算的生成焓,使用EXPLO5软件计算了其爆轰性能。结果表明,所得化合物2晶体属于单斜晶系,晶体密度为1.750 g·cm^(-3),每个晶胞中包含4个分子,起始热分解温度为232.6℃,理论爆速为8373 m∙s-1,爆压为29.05 GPa,撞击感度为40 J,摩擦感度为360 N,对外界机械刺激钝感,具有良好综合性能。

关键词：富氮含能化合物偶氮桥联四唑稠环稳定性

“Double-Double”铺层热塑性层合板及其在汽车结构中的应用潜力

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4919-4931页

作者：杨刚沈剑周正扬吕海如刘仁杰张茜刘家龙江大志中山大学材料学院

汽车结构的轻量化是降低汽车能耗和增加续航里程的重要方式。虽然纤维增强环氧树脂等热固性基体复合材料具有极高的力学性能和轻量化潜力，但是较高的制造能耗、修复成本及较低的设计和制造效率，阻碍了其在汽车结构中的广泛应用。本文... 详细信息

汽车结构的轻量化是降低汽车能耗和增加续航里程的重要方式。虽然纤维增强环氧树脂等热固性基体复合材料具有极高的力学性能和轻量化潜力，但是较高的制造能耗、修复成本及较低的设计和制造效率，阻碍了其在汽车结构中的广泛应用。本文采用一种新型“Double-Double”铺层(DD)热塑性层合板([±Ф/±Ψ]n)，试图解决以上问题。文中分析了DD层合板相较于π/4铺层(Quad)层合板在轻量化设计方面的优势，并且对比了不同铺层方式(DD、Woven、Quad铺层)及不同基体材料(热固性基体环氧树脂、热塑性基体尼龙6)层合板的力学性能和设计分析流程。结果表明：高轴向刚度DD层合板在主要载荷方向的刚度及强度远高于相同纤维、基体的Woven层合板；DD层合板的刚度性能与相同纤维、基体的Quad层合板相近，但是DD层合板的设计效率高于Quad层合板。同时，对碳纤维增强尼龙6复合材料(carbon/PA6)的DD热塑性层合板的研究发现，虽然单向carbon/PA6的拉伸模量和拉伸强度低于单向carbon/epoxy，但是DD carbon/PA6层合板仍可通过铺层设计，使主要载荷方向上的刚度和强度超过Woven carbon/epoxy层合板。并且热塑性Carbon/PA6具有优异的可修复性和回收再利用性，显示出应用于汽车结构设计的优势。

关键词： Double-Double 层合板聚合物基复合材料纤维热塑性树脂汽车结构

NTO基混合炸药配方高分子包覆酸性防护的分子动力学模拟研究

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北京理工大学学报 2024年第7期44卷 670-678页

作者：刘寰民陈锟金韶华陈树森佘冲冲北京理工大学材料学院北京100081

为了从微观理论角度探究不同酸性腐蚀防护涂层材料与NTO基炸药配方的包覆效果,应用分子动力学MD方法(molecular dynamic)模拟来研究NTO基炸药配方JEO与不同高分子包覆材料聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚酰亚胺(PEI)、P84聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺... 详细信息

为了从微观理论角度探究不同酸性腐蚀防护涂层材料与NTO基炸药配方的包覆效果,应用分子动力学MD方法(molecular dynamic)模拟来研究NTO基炸药配方JEO与不同高分子包覆材料聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚酰亚胺(PEI)、P84聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺(6FDA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的结合能、内聚能密度和力学性能。在结合能力方面,PVDF为最优的包覆剂.在内聚能密度方面,PVDF、PMMA和PDMS有增强稳定性的作用.在界面结合处力学性能方面,PVDF和PMMA的加入使体系具有较好的牢固度,包覆效果最为紧密。在成型性方面,PEI的加入具有较好的效果.

关键词： JEO炸药配方 NTO HMX 结合能量力学性能内聚能密度分子动力学(MD)

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

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面向电子皮肤的智能材料构建策略

材料工程 2024年第8期52卷 59-75页

作者：何孟涵陈煜北京理工大学材料学院北京100081

电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器,具有轻薄、柔软、灵活等特点,可将外界刺激转化为不同的输出信号,近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发,对电... 详细信息

电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器,具有轻薄、柔软、灵活等特点,可将外界刺激转化为不同的输出信号,近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发,对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述,并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论,进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题,通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能,从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势,并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。

关键词：电子皮肤智能材料传感构建性能

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等离子喷涂YSZ热障涂层的工艺研究

表面技术 2024年第7期53卷 217-229页

作者：李荣斌邢悦张志玺何峰上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海电机学院材料学院上海201306

目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用Image... 详细信息

目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用ImageJ软件分析涂层的孔隙。根据试验数据优化工艺参数,对比分析工艺优化前后涂层的耐腐蚀性与热循环寿命。对涂层进行热震水淬试验,分析涂层的热震寿命与失效行为。结果不同工艺下制备的涂层在孔隙、耐熔盐腐蚀与热循环寿命方面存在明显差异,工艺参数W3X3Y1Z3组合为优化出的喷涂工艺。采用优化后工艺所制备的涂层TBC-1,孔隙率为9.65%,平均孔隙尺寸为6.18μm^(2),未观察到明显的大孔与裂纹。涂层表面粗糙度为3.48μm,粉末熔化状态较好。热腐蚀之后,涂层截面熔盐元素V的质量分数为2.03%,无熔盐积聚现象。涂层经20次热腐蚀与热冲击联合试验后,质量损失率为0.25%,表面完整,无明显剥落。TBC-1在热震试验中的失效形式为涂层大面积剥落,失效次数为172次。结论等离子喷涂的工艺参数对涂层的综合性能有重要影响,涂层中较大的裂纹和孔隙可作为熔盐的渗透途径,加速涂层的腐蚀,同时使热循环寿命变差。经优化后工艺制备的涂层,内部孔隙分布均匀,且平均孔隙尺寸较小,表现出良好的耐腐蚀性与热循环寿命。涂层中热生长氧化物(TGO)的生长应力、陶瓷层与黏结层的热失配应力是涂层中裂纹扩展和涂层失效的重要原因。

关键词：等离子喷涂 YSZ热障涂层工艺优化孔隙热腐蚀热循环寿命

氮气流量对VNbMoTaWN_(x)薄膜作为PEMFC不锈钢双极板改性层性能的影响

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表面技术 2024年第6期53卷 90-98页

作者：李荣斌黄从发周滔张如林上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海电机学院材料学院上海201306

目的降低SS316L表面的接触电阻,提高耐腐蚀性能。方法采用非平衡场磁控溅射离子镀技术在SS316L不锈钢表面制备VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜。使用场发射扫描电镜、XRD衍射仪、XPS光电子能谱仪、电化学工作站、接触电阻测... 详细信息

目的降低SS316L表面的接触电阻,提高耐腐蚀性能。方法采用非平衡场磁控溅射离子镀技术在SS316L不锈钢表面制备VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜。使用场发射扫描电镜、XRD衍射仪、XPS光电子能谱仪、电化学工作站、接触电阻测试装置,研究了改性涂层的组成和结构对接触电阻和耐腐蚀性能的影响。结果扫描电子显微镜结果表明,所有薄膜表面致密且连续、与基体结合良好。随着氮气流量的增加,氮化物相逐渐增多、柱状晶结构减少、薄膜更加致密紧凑。XRD结果表明,未通氮气的高熵合金薄膜具有高熵合金体心立方结构,并沿(110)晶面方向生长。随着氮气流量的增加,氮化物相逐渐增多,薄膜晶体结构开始从体心立方结构转变为面心立方结构。结合XPS分析结果可知,VNbMoTaWN_(x)薄膜表面主要由金属氮化物和少量高熵合金BCC相组成,并且随着氮气流量的增加,金属氮化物相逐渐增多。与单层VNbMoTaW薄膜相比,VNbMoTaWN_(x)薄膜具有更好的耐腐蚀性和导电性能。氮流量为12mL/min的高熵合金氮化物薄膜具有最优异的综合性能。表面改性后的薄膜接触电阻大幅度降低,在1.4MPa的压力下,与碳纸的接触电阻仅为12.2 mΩ·cm^(2),接近美国能源部(DOE)的技术目标。由动电位极化曲线测得VNbMoTaWN_(x)-12mL/min在模拟PEMFC阴极环境下的腐蚀电流密度为0.040μA/cm^(2),与SS316L基体相比,薄膜的耐腐蚀性得到了很大提升。在0.6 V恒电位模拟阴极环境下,VNbMoTaWN_(x)-12 mL/min的电流密度稳定在1.01μA/cm^(2),接近美国能源部1μA/cm^(2)的目标。结论VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜能显著提高SS316L基体的耐腐蚀性和导电性能。

关键词：质子交换膜燃料电池双极板高熵合金薄膜耐腐蚀性接触电阻

带空气狭缝倒置结构的脊型硫系光波导后向受激布里渊散射研究

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物理学报 2024年第1期73卷 201-210页

作者：杨熙飞尚磊邹林儿沈云南昌大学物理与材料学院南昌330031

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^... 详细信息

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^(4)W^(–1)·m^(–1)的后向受激布里渊散射增益系数.研究显示在该结构的同种光学和声学模式下,更小的声光场有效模场面积具有更高的后向受激布里渊散射增益系数.还分析了硫系玻璃的光学损耗对后向受激布里渊散射的影响,发现当波导长度超过最优值后,斯托克斯光波功率开始下降,而增大泵浦光功率不仅可以提高斯托克斯光波功率的极大值,同时还会增大波导长度的最优值.当所输入的泵浦光功率为20 mW时,受激布里渊散射增益达到100 d B波导长度仅需要2 cm,这非常有利于光子器件的片上集成.

关键词：受激布里渊散射硫系光波导有效模场面积光学损耗

基于纳米氧化锌-还原氧化石墨烯的分子印迹光电化学传感器测定土霉素

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分析化学 2024年第2期52卷 256-266页

作者：彭友元许舒弘潘庆鸿泉州师范学院化工与材料学院

利用水热法合成了纳米氧化锌-还原氧化石墨烯（rGO）复合材料，采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱确定此复合材料的价态结构。以ZnO-rGO作为光电化学传感器的光电转换材料，以土霉素（OTC）为模板分子，通过电聚合OT... 详细信息

利用水热法合成了纳米氧化锌-还原氧化石墨烯（rGO）复合材料，采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱确定此复合材料的价态结构。以ZnO-rGO作为光电化学传感器的光电转换材料，以土霉素（OTC）为模板分子，通过电聚合OTC和吡咯（Py）的方法构建分子印迹光电化学传感器。将聚吡咯（PPy）膜中的OTC洗脱后，在PPy膜中留下OTC的特异性“印迹孔穴”，从而可对OTC选择性识别。在优化的条件下，此传感器的光电流变化值与OTC浓度（0.1～200 nmol/L）的对数值具有良好的线性关系，检出限为0.05 nmol/L(S/N=3)。采用此传感器对市售牛奶和蜂蜜中的OTC进行测定，回收率为95%～107%。

关键词：光电化学传感器氧化锌-还原氧化石墨烯聚吡咯分子印迹土霉素

来源：博看期刊