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燃料还原法原位制备高稳定性/催化活性SOFC钴基钙钛矿阳极

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无机材料学报 2024年第8期39卷 911-919,I0008,I0009页

作者：潘建隆马官军宋乐美郇宇魏涛济南大学材料科学与工程学院济南250022

受固体氧化物燃料电池(SOFCs)原位还原脱溶纳米金属阳极技术的启发,本工作采用煅烧后的Sr2V0.1Co0.9MoO6前驱体(包含其他相的钙钛矿)在空气气氛下与电解质共烧制备出单电池,避免了为防止阳极氧化而需在还原/惰性气氛下制备电池的苛刻条... 详细信息

受固体氧化物燃料电池(SOFCs)原位还原脱溶纳米金属阳极技术的启发,本工作采用煅烧后的Sr2V0.1Co0.9MoO6前驱体(包含其他相的钙钛矿)在空气气氛下与电解质共烧制备出单电池,避免了为防止阳极氧化而需在还原/惰性气氛下制备电池的苛刻条件。制备电解质片上的阳极前驱体仅需在燃料侧原位还原4 h,便可形成纯相Sr2V0.1Co0.9MoO6(R-SVCMO)阳极。结果表明,R-SVCMO在活化能显著降低的同时电导率由2.7 S·cm^(-1)提高至21.6 S·cm^(-1)。当R-SVCMO为阳极的单电池分别以H2和湿CH4为燃料气时,在850℃的最大功率密度(Pmax)分别达到862和514 mW·cm^(-2),显示出优秀的催化性能。还原前后阳极在100~850℃的平均热膨胀系数(TEC)分别为1.15×10^(-5)和1.23×10^(-5) K^(-1),均与传统SOFC电解质相近。因此,还原过程不会导致阳极层体积产生变化,可以显著提高电池结构稳定性(退化率仅为0.13%)。加之R-SVCMO是在燃料气氛下合成的,其作为阳极表现出极高的长期稳定性和催化活性。R-SVCMO对湿CH4的催化效率达到60%,并能够稳定运行1450 h,相应的单电池可在0.7 V稳定运行450 h。综上所述,本研究采用燃料原位还原法制备了具有优异电化学性能和结构稳定性的单电池。

关键词：固体氧化物燃料电池燃料还原制备技术高稳定性阳极甲烷燃料

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KNbO_(3)纳米线/P(VDF–HFP)&PMMA复合薄膜的储能性质

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1320-1325页

作者：郇宇王晓智彭博朱元娜济南大学材料科学与工程学院济南250022

高性能的铁电纳米材料经常被填充进聚合物,来提高聚合物电容器的储能性质。通过水热法合成了结晶性好、长径比高的KNbO_(3)纳米线,并与偏氟乙烯–六氟丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯聚合物复合制备了复合薄膜。KNbO_(3)纳米线大幅度提高了复合... 详细信息

高性能的铁电纳米材料经常被填充进聚合物,来提高聚合物电容器的储能性质。通过水热法合成了结晶性好、长径比高的KNbO_(3)纳米线,并与偏氟乙烯–六氟丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯聚合物复合制备了复合薄膜。KNbO_(3)纳米线大幅度提高了复合薄膜的极化强度,略微降低了复合薄膜的击穿场强。当KNbO_(3)纳米线的填充量为7.5%(质量分数)时,储能性能达到最优值,此时复合薄膜的储能密度为14.3 J/cm^(3),储能效率为72%。本工作证实KNbO_(3)纳米线填料可以有效增强复合薄膜的储能性质。

关键词：聚合物储能电容器纳米线铌酸钾铁电材料

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应用型高校“双创”教育实践基地建设方略

江苏高教 2024年第1期 97-102页

作者：周颜玲袁娜张琦山东交通学院宣传部济南250000 山东交通学院工程机械学院济南250000

高校“双创”教育实践基地是服务学生、服务教学的创新创业教育及实践软硬环境,其建设集人、项目、管理为一体,是增强大学生综合能力的重要教育环节,也是新时代培养创新型人才、构建创新型社会的重要载体。文章以应用型人才培养为视域,... 详细信息

高校“双创”教育实践基地是服务学生、服务教学的创新创业教育及实践软硬环境,其建设集人、项目、管理为一体,是增强大学生综合能力的重要教育环节,也是新时代培养创新型人才、构建创新型社会的重要载体。文章以应用型人才培养为视域,厘清应用型高校“双创”教育实践基地建设发展的现状、功能定位及发展困境,从确定有效目标、坚持开放发展、规范过程管理、有偿合理收费、实现特色发展等方面提出了提升基地建设及运行质量的基本理念,在此基础上从顶层设计、专创融合、校企协同、导师团队建设、创业资金、收费及使用模式、管理制度、管理服务体系等层面探索有效建设与发展路径。

关键词：应用型人才 “双创”教育实践基地

基于改进麻雀搜索算法优化BPNN的电阻点焊质量预测

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 445-451页

作者：罗震董建伟胡建明天津大学材料科学与工程学院天津300350

电阻点焊技术由于具有高效、自动化程度高等焊接特点,被广泛应用于汽车、航空航天和公共交通等制造领域,由于焊点在封闭状态下进行,焊接过程存在诸多影响因素且无法直接检测,因此,准确预测电阻点焊质量是生产过程中必不可少的环节.本文... 详细信息

电阻点焊技术由于具有高效、自动化程度高等焊接特点,被广泛应用于汽车、航空航天和公共交通等制造领域,由于焊点在封闭状态下进行,焊接过程存在诸多影响因素且无法直接检测,因此,准确预测电阻点焊质量是生产过程中必不可少的环节.本文以2219/5A06铝合金为研究对象,在3种不同的装配条件(包括间隙和间距)下进行电阻点焊工艺信号的分析,并进行人工智能建模.为了提高电阻点焊质量评价的性能和效率,本文采用Logistic-Tent(LT)复合映射改进麻雀搜索算法(SSA)对反向传播神经网络(LT-SSA-BPNN)模型进行优化,模型的输入和输出分别为多信号融合后的变量和熔核直径.实验结果表明,与传统的标准反向传播神经网络(BPNN)模型相比,经过LT-SSA-BP模型优化后,预测结果的平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)分别降低了36.17%、17.55%和51.75%.同时,LT-SSA-BP神经网络在添加了不同间隙和间距条件作为训练集后,其预测稳定性明显提高,可以成功预测电阻点焊质量.

关键词：电阻点焊质量预测麻雀搜索算法反向传播神经网络模型

添加钽对电弧熔丝增材制备镍钛形状记忆合金组织性能的影响

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 382-390页

作者：左新德陈懿李洋罗震敖三三天津大学材料科学与工程学院天津300350

NiTiTa三元形状记忆合金(SMAs)是潜在的生物医用材料,且电弧增材制造(WAAM)技术已经广泛应用于NiTi合金的研究中,研究Ta添加对WAAM的NiTi合金组织性能的影响具有重要意义.利用WAAM技术分别制造了5层NiTi合金和NiTiTa合金薄壁构件,系统... 详细信息

NiTiTa三元形状记忆合金(SMAs)是潜在的生物医用材料,且电弧增材制造(WAAM)技术已经广泛应用于NiTi合金的研究中,研究Ta添加对WAAM的NiTi合金组织性能的影响具有重要意义.利用WAAM技术分别制造了5层NiTi合金和NiTiTa合金薄壁构件,系统研究了Ta添加对NiTi合金的微观组织、相变行为、力学性能以及抗腐蚀能力的影响.结果表明,与NiTi合金相比,NiTiTa合金的晶粒显著细化,析出相由NiTi合金中的Ni3Ti转变为Ni(Ti,Ta)_(2).此外,其相变温度显著提高,导致了室温下的组织由完全奥氏体相(B2)转变为奥氏体(B2)和马氏体(B19’)的混合相.拉伸试验结果表明,NiTiTa合金试样相较于NiTi合金试样的抗拉强度提升了9.5%,但延伸率下降了6.8%.极化曲线结果表明,NiTiTa合金具有更高的自腐蚀电位和更小的腐蚀电流密度,抗腐蚀能力显著提升.本研究为促进WAAM制备的NiTiTa合金及其在生物医疗领域的应用奠定了研究基础.

关键词：镍钛钽合金电弧增材制造显微组织相变行为力学性能

基于负载在碳基底上的钌纳米颗粒的类过氧化物酶活性比色检测抗氧化剂

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分析化学 2024年第1期52卷 45-62页

作者：何茹雪徐鹏刘芳宁倪朋娟逯一中济南大学材料科学与工程学院

采用湿化学-热解法制备了具有不同晶格应变效应、负载在氮改性碳纳米片上的钌纳米颗粒（RuNPs/NC）。氮掺杂有助于RuNPs在载体上均匀分布及晶格压缩，通过控制热解温度，可有效调节氮的掺杂量、类型及RuNPs的晶格应变程度，从而调控其... 详细信息

采用湿化学-热解法制备了具有不同晶格应变效应、负载在氮改性碳纳米片上的钌纳米颗粒（RuNPs/NC）。氮掺杂有助于RuNPs在载体上均匀分布及晶格压缩，通过控制热解温度，可有效调节氮的掺杂量、类型及RuNPs的晶格应变程度，从而调控其类过氧化物酶活性。热解温度在900℃下制备的RuNPs/NC-900具有最优的类过氧化物酶活性，在过氧化氢（H2O2）存在下可催化氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）生成蓝色产物。稳态动力学分析结果表明，RuNPs/NC-900催化H2O2-TMB的反应遵循Michaelis-Menten动力学模型。基于抗氧化剂单宁酸（TA）、没食子酸（GA）和抗坏血酸（AA）可抑制RuNPs/NC-900催化TMB的显色反应，进而导致体系颜色变浅及吸光度降低的原理，实现了对TA、GA和AA的灵敏、准确检测，检出限分别为0.014、0.014和0.29μmol/L(3σ/S)。本研究发展了一种基于RuNPs/NC纳米酶的比色传感方法，为食品中抗氧化剂的灵敏检测提供了新的思路。

关键词：纳米酶晶格应变抗氧化剂比色分析

来源：博看期刊

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低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响

材料导报 2024年第4期38卷 109-114页

作者：常洪雷王晓龙郭政坤冯攀李少伟刘健山东大学齐鲁交通学院济南250002 东南大学材料科学与工程学院南京211189 中国航天科工集团磁悬浮与电磁推进技术总体部北京100143

为研究低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响,对低真空和室内大气环境下暴露的成熟水泥净浆试件(82 d和128 d龄期)进行了力学性能测试,并借助X射线衍射仪(XRD)和压汞仪(MIP)对水泥浆体的物相组成和孔结构进行了表征。结果表明:短期... 详细信息

为研究低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响,对低真空和室内大气环境下暴露的成熟水泥净浆试件(82 d和128 d龄期)进行了力学性能测试,并借助X射线衍射仪(XRD)和压汞仪(MIP)对水泥浆体的物相组成和孔结构进行了表征。结果表明:短期低真空暴露会促进成熟试件抗压强度的提升,但长期低真空暴露对试件强度的维持和发展是不利的。低真空环境基本不会改变硬化水泥浆体的物相种类,且低真空暴露后成熟试件的C-S-H凝胶含量与强度之间不存在明显的相关性。此外,与室内大气环境相比,成熟试件在低真空暴露28 d后最可几孔径和总孔隙率明显较小,而在低真空暴露168 d后最可几孔径和总孔隙率较大,这与成熟试件的强度发展规律具有良好的对应关系。

关键词：水泥净浆低真空环境力学性能物相组成孔结构

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两性离子聚合物涂层的研究与应用进展

高分子通报 2024年第4期37卷 471-485页

作者：马菲唐新德王鑫砚晁亚楠山东交通学院交通土建工程学院济南250357 山东交通学院智慧交通研究院济南250357

两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料,因其独特的分子结构和理化性质引起了人们广泛的关注。两性离子聚合物具有极强的水化能力,通过结合水分子可以在材料表面形成一层致密的水化层,... 详细信息

两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料,因其独特的分子结构和理化性质引起了人们广泛的关注。两性离子聚合物具有极强的水化能力,通过结合水分子可以在材料表面形成一层致密的水化层,使其成为涂层材料功能化的良好选择,在诸多领域具有潜在的应用价值。从介绍两性离子聚合物的分类及聚合物涂层的制备方法入手,进一步对两性离子聚合物在海洋防污、生物医学和膜分离技术中的应用研究进展进行论述,最后对两性离子聚合物及涂层的发展进行总结和展望。

关键词：两性离子聚合物聚合物涂层膜分离技术海洋防污生物医学

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基于ReliefF算法的钛合金电弧增材沉积层尺寸与光谱特性的相关性分析

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2002-2010页

作者：肖笑王雪晴张弛葛学元李芳河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 中机新材料研究院(郑州)有限公司河南郑州450007 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

电弧增材制造具有沉积效率高、成本低、沉积形状和尺寸不受限制等优点,而目前电弧增材制造成型件的成型精度难以精确保证。沉积层尺寸作为评价构件成型质量的标准之一,对判断加工质量以及缺陷补偿至关重要。实时监测电弧增材制造过程中... 详细信息

电弧增材制造具有沉积效率高、成本低、沉积形状和尺寸不受限制等优点,而目前电弧增材制造成型件的成型精度难以精确保证。沉积层尺寸作为评价构件成型质量的标准之一,对判断加工质量以及缺陷补偿至关重要。实时监测电弧增材制造过程中沉积层尺寸的变化状态,对于优化工艺参数,确保增材制造构件的成型质量具有重要意义。电弧光谱信息可以反映电弧状态,电弧状态与成型质量密切相关,因此研究电弧光谱与沉积层尺寸的关系具有重要意义。以钛合金(TC4)材料作为基板和焊丝,电弧等离子体光谱信号为研究对象,研究GTAW增材电弧光谱特性与沉积层尺寸的相关性。搭建光谱采集系统,采集熔池上方、熔池外围、钨极下方不同位置的电弧光谱信号。基于谱线分离性高原则,分别选取波长为404.20 nm的TiⅠ谱线、波长为416.36 nm的TiⅡ谱线、波长为420.20、434.81、480.50和487.98 nm的ArⅡ谱线以及波长为696.54和794.82 nm的ArⅠ谱线,提取其谱线的峰强特征,结合ReliefF算法分别挖掘不同谱线强度特征与沉积层尺寸的相关性。结果表明,三组位置的所有谱线中熔池上方的波长为404.03 nm的TiⅠ元素谱线、416.36 nm的TiⅡ元素谱线以及794.82 nm的ArⅠ元素谱线谱峰强度特征与沉积层尺寸具有较强的相关性。分别研究相同位置的不同谱线峰强特征与沉积层尺寸的相关性差异,结果表明熔池上方与沉积层尺寸相关性最大特征谱线为波长696.54 nm的ArⅠ谱线、熔池外围和钨极下方与沉积层尺寸相关性最大的特征谱线为波长794.82的ArⅠ谱线。为减小随机误差,采用PCA算法将三个电弧光谱采集位置上与沉积层尺寸相关性最大的谱线对应的强度特征进行融合,获得新的融合特征,结合K近邻算法建立沉积层尺寸预测模型,分别计算这四个特征预测样本类别的准确率,发现融合特征预测样本所属的沉积层尺寸的准确率更高。基于此新特征结合阈值分割法实现动态监测沉积层尺寸变化。

关键词：电弧光谱特征选择特征融合 ReliefF