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脉冲电流辅助等离子弧焊Al-Mg合金晶粒细化机理

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金属学报 2024年第3期60卷 323-332页

作者：袁涛赵晓虎蒋晓青任学磊李博阳北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心北京100124

在焊接热处理过程中,通过施加电流脉冲对熔池附加的振动效果可以有效改善焊缝成形差、晶粒粗大等问题。本工作通过对常规焊缝、传统脉冲电流焊缝以及复合脉冲电流焊缝的晶粒尺寸分析,探讨了脉冲电流对Al-Mg合金组织细化的影响及晶粒细... 详细信息

在焊接热处理过程中,通过施加电流脉冲对熔池附加的振动效果可以有效改善焊缝成形差、晶粒粗大等问题。本工作通过对常规焊缝、传统脉冲电流焊缝以及复合脉冲电流焊缝的晶粒尺寸分析,探讨了脉冲电流对Al-Mg合金组织细化的影响及晶粒细化的机制。对于传统脉冲电流,当频率由0 Hz升高到100 Hz时,平均晶粒尺寸由78.2μm降至53.3μm,细化程度提高约30%。在传统脉冲电流波形上复合了低频脉冲电流后,晶粒尺寸最小可达到48.2μm,细化效果达到近40%。对各焊缝区显微组织的EBSD结果表明,施加脉冲电流后小尺寸晶粒分布明显增加,且大角度晶界占比明显增加。热力学以及EDS分析结果表明晶粒细化的主要机制为枝晶破碎。

关键词：等离子弧焊 Al-Mg合金复合脉冲电流晶粒细化枝晶破碎

一种阴离子浸出策略合成金属羟基氧化物用于电催化甘油氧化

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物理化学学报 2024年第7期40卷 43-46页

作者：王烨葛瑞翔刘翔李敬段昊泓清华大学化学系北京100084 清华大学化学系稀土新材料教育部工程研究中心北京100084

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以... 详细信息

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以达到工业级电流密度(大于300 mA·cm^(-2))。研究表明,氢氧化物/羟基氧化物催化的甘油氧化反应通过间接氧化机理进行,即通过电生成的含有亲电吸附氧的羟基氧化物氧化亲核试剂(甘油)。因此,理解甘油氧化反应中电催化剂的演变至关重要。在本文中,通过循环伏安法活化钼酸镍(NiMoO_(4)),开发了一种钼掺杂的羟基氧化镍(Mo-NiOOH)催化剂。通过多种表征方法对Mo-NiOOH进行了系统表征,结果显示,Mo-NiOOH继承了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌,但Mo含量降低,证明循环伏安法活化后实现了从氧化物到羟基氧化物的相重构。此外,Mo-NiOOH中Ni^(3+)/Ni^(2+)的比例高于循环伏安法活化制备的NiOOH。在活化过程中,Mo物种从NiMoO_(4)中浸出,制备得到的Mo-NiOOH保留了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌。与氢氧化镍(Ni(OH)_(2))经循环伏安法活化合成的NiOOH相比,Mo-NiOOH具有更高的Ni^(3+)/Ni^(2+)比例以及更高的电化学比表面积(ECSAs),且促进了Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)。因此,Mo-NiOOH达到高电流密度(400mA·cm^(-2))的电位(1.51V ***)低于NiOOH(1.84 V ***)。此外,Mo-NiOOH表现出高于NiOOH的甲酸盐法拉第效率(84.7%vs.59.6%),表明钼掺杂加速了碳-碳键断裂。多电位阶跃实验显示,NiOOH和Mo-NiOOH催化的甘油电氧化通过类似的羟基氧化物介导的间接氧化机理进行。原位电化学阻抗谱和原位拉曼光谱证实,Mo掺杂促进了甘油氧化反应动力学以及Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)的过程,导致Mo-NiOOH比NiOOH具有更高的活性和甲酸选择性。本研究通过可溶性阴离子浸出策略来调节羟基氧化物表面结构,为设计高性能亲核氧化反应电催化剂提供了指导。

关键词：循环伏安法活化电催化甘油电氧化羟基氧化物重构

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电磁屏蔽导电涂料的研究与应用进展

复合材料学报 2024年第2期41卷 572-591页

作者：李明展李恩潘亚敏刘宪虎郑州大学材料科学与工程学院橡塑模具国家工程研究中心郑州450001

为了深入了解电磁屏蔽导电涂料的制备与性能,促进高性能、低成本的电磁屏蔽导电涂料研究与应用发展,本文首先介绍了涂料的导电机制和电磁屏蔽基本原理。其次,以不同类别的导电填料和树脂基体为重点,系统介绍了各类材料结构、性能的差异... 详细信息

为了深入了解电磁屏蔽导电涂料的制备与性能,促进高性能、低成本的电磁屏蔽导电涂料研究与应用发展,本文首先介绍了涂料的导电机制和电磁屏蔽基本原理。其次,以不同类别的导电填料和树脂基体为重点,系统介绍了各类材料结构、性能的差异对涂料整体性能的影响,综述了当前的研究进展及针对实际应用进行的多功能改良。最后,针对电磁屏蔽涂料目前在填料结构、填料合成、聚合物基体与填料的相容性的问题进行了总结及表达了对未来产业发展的展望。

关键词：电磁屏蔽导电涂料导电填料聚合物基体屏蔽效能复合材料

纤维素酶辅助水解油茶饼粕提取糖萜素及其产品验证和活性测定

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 64-70页

作者：张乐平邱月洁韩春蕊蒋建新北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心国家林业和草原局木本香料(华东)工程研究中心北京100083

通过纤维素酶辅助法水解油茶饼粕提取糖萜素,以糖萜素得率作为考察目标,通过正交试验,探究纤维素酶用量、提取时间、料液比、提取温度、pH值对糖萜素得率的影响。正交试验结果表明:在料液比为1∶15(g∶mL),纤维素酶用量为4%、酶解pH值为... 详细信息

通过纤维素酶辅助法水解油茶饼粕提取糖萜素,以糖萜素得率作为考察目标,通过正交试验,探究纤维素酶用量、提取时间、料液比、提取温度、pH值对糖萜素得率的影响。正交试验结果表明:在料液比为1∶15(g∶mL),纤维素酶用量为4%、酶解pH值为5.0、提取温度为50℃、提取时间为120 min的最优条件下,糖萜素的得率为18.39%,经红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)检测发现提取物符合糖萜素的基本结构特征。参照GB/T 25247—2010国家标准方法,对糖萜素进行了鉴别及成分测定,总糖和总皂苷质量分数均大于30%,蛋白质质量分数大于7%。糖萜素具有较好的DPPH自由基(DPPH·)清除能力,质量浓度为1 g/L时,对DPPH·的清除率达到90.28%;且在质量浓度小于5 mg/L时没有溶血活性,有作为饲料添加剂使用的潜在可能。

关键词：油茶饼粕纤维素酶糖萜素抗氧化活性

界面剂对全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结界面力学性能的影响

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3154-3167页

作者：朱红兵付正昊王烨陈经毅武汉科技大学城市建设学院武汉430065 城市更新湖北省工程研究中心武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065

制备了5种粘结界面的全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结试件,通过劈裂抗拉、剪切和弯曲等力学试验及SEM测试,探究界面剂对全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结界面力学性能的影响。力学试验结果表明:涂抹界面剂可有效改善界面区结构,大幅提高... 详细信息

制备了5种粘结界面的全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结试件,通过劈裂抗拉、剪切和弯曲等力学试验及SEM测试,探究界面剂对全轻陶粒混凝土与普通混凝土粘结界面力学性能的影响。力学试验结果表明:涂抹界面剂可有效改善界面区结构,大幅提高界面力学性能;环氧树脂界面剂是改善界面劈裂抗拉强度和抗折强度的最优界面剂,强度值分别可提升56.5%和38.3%;聚合物类胶浆界面剂对界面抗剪强度的提升效果最为明显,可提升71.2%;涂抹水泥净浆界面的力学性能也能满足行业标准要求,硅灰水泥净浆作为界面剂较水泥净浆更优;界面剂对力学指标的影响程度从强到弱依次为劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度。建立了以全轻陶粒混凝土力学指标为基础、考虑界面剂影响的新老混凝土界面力学强度计算公式。SEM测试从微观层面较好地解释了力学性能测试结论:涂抹界面剂能减小新老混凝土间的微观裂缝宽度,以环氧树脂界面剂和聚合物类胶浆的效果较明显;涂抹界面剂可有效降低界面过渡区的孔隙率,孔隙率下降幅度为46.44%~60.81%。研究结论对混凝土结构加固界面处理具有参考价值。

关键词：界面剂全轻陶粒混凝土普通混凝土界面劈裂抗拉强度界面抗剪强度界面抗折强度微观结构

电催化氮集成二氧化碳还原反应合成有机氮化合物

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物理化学学报 2024年第8期40卷 4-7页

作者：孔燕危伟徐乐凯陈晨清华大学化系先进稀土材料工程研究中心北京100084

以化石能源如煤、石油和天然气为主要能源的社会发展模式,不仅导致不可再生资源枯竭,还引发大气中CO_(2)浓度持续上升的问题。随着人们对能源结构认识的深化和生态环境保护意识的增强,寻求有效的清洁CO_(2)固定和转化技术已成为研究热... 详细信息

以化石能源如煤、石油和天然气为主要能源的社会发展模式,不仅导致不可再生资源枯竭,还引发大气中CO_(2)浓度持续上升的问题。随着人们对能源结构认识的深化和生态环境保护意识的增强,寻求有效的清洁CO_(2)固定和转化技术已成为研究热点。这些技术可利用太阳能、风能、潮汐能和地热能等可再生能源,促进人工碳循环、碳储存,并缓解环境恶化。在众多CO_(2)固定和催化转化技术中,常温常压下的CO_(2)还原技术受到可再生能源的驱动,有助于人工碳循环、碳储存,减轻环境退化。目前,水溶液中的电催化CO_(2)还原研究已取得显著进展,但在制造其他重要的有机小分子,如尿素、酰胺、胺及其衍生物,甚至氨基酸方面,仍有未开发的潜力。这些产品在肥料、化学品合成、医药化学和航空工业等领域有广泛应用,引起了广泛研究兴趣。通过氮集成的电催化CO_(2)还原反应制造有机氮化合物,能显著提高CO_(2)电还原技术的实际应用价值,同时也为生物小分子的起源提供参考,因此具有重要意义。然而,该过程涉及CO_(2)和含氮无机物的电化学耦合,包含多步电子和质子转移过程,因此面临着缓慢的动力学和复杂的反应机制。在本综述中,我们详细讨论了氮集成电催化CO_(2)还原生成不同产物的具体反应路径和合理的催化剂设计策略,这对于指导高效电催化剂的设计至关重要。尽管已经通过一系列策略取得了一定的研究进展,但仍然存在一些需要解决的挑战,这限制了它们在大规模实际应用中的发展。最后,我们对该领域的发展限制和改进的可能方向进行了讨论,希望这能有助于氮集成电催化CO_(2)还原反应催化剂的进一步发展。

关键词： CO_(2)还原反应含氮化合物有机氮化合物电催化 C-N偶联

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高性能地聚物混凝土早期收缩特性

复合材料学报 2024年第2期41卷 952-964页

作者：万聪聪姜天华武汉科技大学城市建设学院武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065 城市更新湖北省工程研究中心武汉430065

为研究高性能地聚物混凝土的早期收缩性能,进行系列试验研究与分析。研究表明:在试验掺量变量范围内,硅灰掺量及水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩影响一致,均先减小后增大;硅灰掺量及钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期自... 详细信息

为研究高性能地聚物混凝土的早期收缩性能,进行系列试验研究与分析。研究表明:在试验掺量变量范围内,硅灰掺量及水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩影响一致,均先减小后增大;硅灰掺量及钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期自收缩影响一致,均先增大后减小,之后再增大。在水玻璃模数范围内,水玻璃模数对高性能地聚物混凝土早期自收缩均为负面影响,增大水玻璃模数,高性能地聚物混凝土早期自收缩均依次增大。在试验钢纤维掺量范围内,钢纤维掺量对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩均为正面影响,增加钢纤维掺量,高性能地聚物混凝土早期干燥收缩均依次降低。高性能地聚物混凝土试件早期干燥收缩均在1411×10^(-6)~4387×10^(-6)之间,早期自收缩均在856×10^(-6)~1188×10^(-6)之间。随龄期增长,高性能地聚物混凝土干燥收缩初期增长较快,自收缩先略微减小后快速增长,之后均逐渐趋于平缓,并可将早期收缩曲线分为3个阶段(快速增长段、缓慢增长段和稳定段)。基于早期干燥收缩实测值,验证了GL2000模型对高性能地聚物混凝土早期干燥收缩曲线的适用性。

关键词：高性能地聚物混凝土硅灰水玻璃模数钢纤维干燥收缩自收缩

基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 121-126页

作者：王路达吴伟冲朱占达白振旭惠勇凌雷訇李强北京工业大学材料与制造学院激光工程研究所北京100124 跨尺度激光制造技术教育部重点实验室北京100124 北京市激光技术工程研究中心北京100124 北京市高等院校先进激光制造工程研究中心北京100124 河北工业大学先进激光技术研究中心天津300401

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜... 详细信息

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1 061.5 nm和1 064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M2为2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。

关键词：双波长 Nd:YAG激光器光谱合束输出能量光束质量

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防屈曲支撑框架抗震性能影响因素的模拟分析

工程抗震与加固改造 2024年第3期46卷 17-25页

作者：张国伟常永坤丁梦婷秦昌安李建赢北京建筑大学工程结构与新材料北京高等学校工程研究中心北京100044 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

本文旨在研究防屈曲支撑(BRB)平面布置方式和抗侧刚度比两种综合因素对防屈曲支撑钢筋混凝土框架(BRBF)的抗震性能影响,以及框架中BRB的合理布置方案。通过采用OpenSees软件建立了4、8和12层的BRBF空间模型,并进行双向地震作用下的结构... 详细信息

本文旨在研究防屈曲支撑(BRB)平面布置方式和抗侧刚度比两种综合因素对防屈曲支撑钢筋混凝土框架(BRBF)的抗震性能影响,以及框架中BRB的合理布置方案。通过采用OpenSees软件建立了4、8和12层的BRBF空间模型,并进行双向地震作用下的结构弹塑性时程分析,对比分析3种BRB布置方式与5种抗侧刚度比的组合工况下结构抗震性能,基于分析结果综合判定BRB最优布置方案。结果表明:在外框架、内框架和全框架的3种支撑布置方式中地震损伤程度的控制效果分别可达30%、40%和60%,且效果随抗侧刚度比的增加而递增;BRB的设置显著增加了底柱的最大轴力,其中全框架布置方式在3种支撑方式中表现出最优的降低结构竖向反应的效果。BRB最优布置方案组合为内框架布置与刚度比1.0和全框架布置与刚度比2.5。研究成果可为每层采用相同BRB布置方式的规则钢筋混凝土框架结构的加固设计提供参考。

关键词：防屈曲支撑框架 OpenSees 刚度比 BRB布置方式抗震性能