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Ti40Zr22V24Cr8Mn6非蒸散型吸气剂低温激活性能研究

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稀有金属 2024年第5期48卷 753-760页

作者：于梦婕熊玉华吴华亭刘晓鹏有研工程技术研究院有限公司先进电子材料事业部中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京有色金属研究总院

使用电弧熔炼法制备了Ti40Zr22V24Cr8Mn6合金，并通过机械破碎和模压成型法获得了多孔块状吸气剂。X射线衍射（XRD）结果表明Ti40Zr22V24Cr8Mn6合金是由体心立方（bcc）相和C15 Laves相组成的双相结构，扫描电镜（SEM）图像显示其中的C1... 详细信息

使用电弧熔炼法制备了Ti40Zr22V24Cr8Mn6合金，并通过机械破碎和模压成型法获得了多孔块状吸气剂。X射线衍射（XRD）结果表明Ti40Zr22V24Cr8Mn6合金是由体心立方（bcc）相和C15 Laves相组成的双相结构，扫描电镜（SEM）图像显示其中的C15 Laves相呈簇晶状弥散分布于具有bcc相的Ti基固溶体中。使用原位X射线光电子能谱（XPS）分析了吸气剂表面活性元素在150～450℃的价态变化，结果发现Ti40Zr22V24Cr8Mn6吸气剂表面钝化层中的Ti,V,Cr,Mn元素可在350℃时被完全还原为金属态；当激活温度升至450℃后，样品表面氧化物含量低至1.16%，具有较高的低温激活效率。在相同条件下，使用定压法对Ti40Zr22V24Cr8Mn6和Zr56V37Fe7吸气剂的室温吸氢性能进行测试，结果显示在250℃烘烤3 h条件下，前者的吸气速率是后者的约1.4倍；接着在400℃保温30 min的条件下对吸气剂进行再激活，此时前者的吸气速率是后者的约1.2倍。可见Ti40Zr22V24Cr8Mn6吸气剂具有优良的室温吸氢性能，这种Ti基吸气材料体系的突破为发展新一代低温激活材料提供了有效参考。

关键词： Ti基吸气剂低温激活原位X射线光电子能谱(XPS) 体心立方(bcc)相 C15 Laves相

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采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 1027-1036页

作者：许志鹏刘左伟郭学益李栋邹铭金田庆华中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/... 详细信息

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/m^(2)、镓浓度39.9 g/L、NaOH浓度120 g/L、循环流量200L/h。在这些条件下,电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离,经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。

关键词：镓旋流电积砷化镓废料电流效率

离子导电水凝胶的制备及在柔性电子领域的应用

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化工进展 2024年第6期43卷 3128-3144页

作者：谢蒙蒙刘健党蕊李美馨林晓婷苏舟王洁西安理工大学印刷包装与数字媒体学院陕西西安710054 西北有色金属研究院陕西西安710016

离子导电水凝胶是一种具有高含水量、可拉伸性和良好生物相容性的高分子聚合物材料,聚合物网络间存在的自由离子使其表现出与人类皮肤非常相似的离子导电方式,在可穿戴传感设备、能量存储器件和生物医疗等应用领域展现出巨大潜力。本文... 详细信息

离子导电水凝胶是一种具有高含水量、可拉伸性和良好生物相容性的高分子聚合物材料,聚合物网络间存在的自由离子使其表现出与人类皮肤非常相似的离子导电方式,在可穿戴传感设备、能量存储器件和生物医疗等应用领域展现出巨大潜力。本文简要介绍了离子导电水凝胶的研究背景与进展,讨论了离子导电水凝胶的制备方式,介绍了离子导电水凝胶在导电性、柔韧性、抗冻保水性、自愈合性、黏附性及生物相容性等功能特性方面的研究进展,分析和阐述了离子导电水凝胶材料相关的应用研究进展。最后,总结了离子导电水凝胶材料在稳定性、环境适应性、多功能协同匹配性等方面存在的问题与挑战,展望了离子导电水凝胶材料的发展趋势及前景,指出开发具有高导电性、极端环境稳定性、自愈合性能及生物可降解性的功能可调控离子导电水凝胶将成为下一步的研究重点,同时结合无线传感网络技术、自供电设备开发无线传感及自供电功能的可穿戴传感系统也将成为重要的研究方向之一。

关键词：水凝胶离子导电自愈合柔性电子

用于电梯曳引机减振的MR-SRC减振器设计与分析

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振动与冲击 2024年第3期43卷 295-304页

作者：任志英刘荣阳黄伟李成威史林炜徐彩军福州大学机械工程及自动化学院福州350116 福州大学金属橡胶与振动噪声研究所福州350116 福建省特种设备检验研究院福州350028

针对现有曳引机减振常采用的高分子减振垫因环境因素而引发性能大幅退化问题,以电梯曳引机减振器的工程应用需求为导向,确定减振器所需阻尼元件的刚度后,采用真空渗流技术将硅橡胶填充入金属橡胶孔隙并形成包覆,研制出一款耐环境影响的... 详细信息

针对现有曳引机减振常采用的高分子减振垫因环境因素而引发性能大幅退化问题,以电梯曳引机减振器的工程应用需求为导向,确定减振器所需阻尼元件的刚度后,采用真空渗流技术将硅橡胶填充入金属橡胶孔隙并形成包覆,研制出一款耐环境影响的高性能金属橡胶/硅橡胶连续互穿相复合减振材料(metal rubber-silicone rubber continuous interwoven phase composite damping material, MR-SRC)。然后基于实际结构建立电梯曳引机的有限元数值模型。对加装MR-SRC减振器前后的电梯曳引机进行了模态分析,确定了整体结构的固有频率和振型。对MR-SRC减振器进行冲击响应分析,对比不同MR-SRC材料和冲击载荷对响应的影响,校核减振器的强度。接着,基于MR-SRC的近似等效,对减振器系统的冲击响应进行了理论计算,得出金属橡胶密度为1.8 g/cm^(3)的MR-SRC减振器对减振效果最佳。最后将所制备的MR-SRC减振器安装于实际电梯曳引机,按照电梯减振国标要求,测试电梯在运行过程中的加速度和速度变化,计算并校核电梯运行的相关特性参数。该文章提出的减振器为电梯安全可靠运行提供了一种新途径。

关键词：电梯曳引机金属橡胶-硅胶线复合材料减振器模态分析冲击响应数值模拟

基于增材制造的原位合金化制造方法的研究进展

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中国材料进展 2024年第2期43卷 142-150页

作者：马军贾文鹏李烨贾亮金峰西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

基于增材制造的原位合金化方法是利用激光或电子束将多种元素粉或多种预合金粉的混合粉末熔化,使材料同时进行合金化和致密化的一种成本低廉、快速高效的开发新材料的方法,已经在高熵合金开发、新型生物医用合金打印件开发等领域得到初... 详细信息

基于增材制造的原位合金化方法是利用激光或电子束将多种元素粉或多种预合金粉的混合粉末熔化,使材料同时进行合金化和致密化的一种成本低廉、快速高效的开发新材料的方法,已经在高熵合金开发、新型生物医用合金打印件开发等领域得到初步应用。总结了混合粉末的形貌、粒径、高熔点粉末含量及粉末混合技术对原位合金化打印件性能的影响的研究结果。研究表明,混合粉末的颗粒级配需要同时保证元素混合均匀性和粉末流动性,才能保证原位合金化打印效果。激光功率、束斑直径、重熔工艺等打印参数对熔池几何特征影响很大,继而也强烈影响原位合金化的效果。熔池深度越大,越能保证打印过程中的层间重熔,促进元素均匀,但过深的熔池会造成孔隙。还介绍了基于原位合金化打印制备具有成分波动或成分梯度的合金材料的研究进展。原位合金化工艺本身固有的成分不均匀性有助于制备成分不均匀的合金,从而获得具有双相结构的打印件,这是基于预合金粉打印无法得到的。基于多材料及多相流模型,原位合金化粉床激光熔融过程的数值模型也被研究者建立,模拟得出的原位合金化的增材制造工艺优化参数与针对预合金粉打印的差别很大。最后对增材制造原位合金化技术的应用前景和面临的挑战作出了展望。

关键词：原位合金化增材制造混合粉末熔池均匀性

退火对Cu-00Cr20Al6复合丝材组织和性能的影响

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热加工工艺 2024年 109-113+118页

作者：伏伍孙鹏姜飞龙权伟西安菲尔特金属过滤材料股份有限公司西安汉唐分析检测有限公司西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室

使用表面电镀覆铜和热熔压辊覆铜工艺加工制备Cu-00Cr20Al6复合棒材，然后冷拉拔加工成φ4.0 mm的Cu-00Cr20Al6复合丝材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、HV-1000A硬度计、MTS拉伸试验机研究退火处理对复合丝材性能的影响。结果表明：拉... 详细信息

使用表面电镀覆铜和热熔压辊覆铜工艺加工制备Cu-00Cr20Al6复合棒材，然后冷拉拔加工成φ4.0 mm的Cu-00Cr20Al6复合丝材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、HV-1000A硬度计、MTS拉伸试验机研究退火处理对复合丝材性能的影响。结果表明：拉伸态的Cu-00Cr20Al6复合丝材的晶粒尺寸为15～20 nm，退火处理后丝材晶粒尺寸可达10～15μm；拉伸态的硬度较高，铜层与00Cr20Al6合金丝材的维氏硬度分别为290.4和384.3 HV。在退火保温时间为10 min时，560℃以上退火铜层的硬度低于50 HV;680℃以上退火，00Cr20Al6合金丝材的硬度下降幅度较大，硬度降低到250 HV以下；在620℃以下退火时，00Cr20Al6丝材以丝织构形态为主，在680℃以上退火时，00Cr20Al6丝材组织由丝织构再结晶变为等轴状晶粒。经680～740℃退火保温10 min,Cu-00Cr20Al6复合丝材的抗拉强度低于500MPa，其断后伸长率在20%以上，抗拉强度与伸长率达到塑性加工的最佳匹配。

关键词：显微硬度晶粒尺寸抗拉强度伸长率

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含苯并咪唑结构双马来酰亚胺的合成与表征

工程塑料应用 2024年第3期52卷 132-139页

作者：周赞民李根臣孔国强王义师王昭硕马海艇杨传超山东非金属材料研究所济南250031

针对结构复合材料高耐温等级的应用需求,从改善双马来酰亚胺(BMI)树脂基体性能出发,采用分子设计的方法,将刚性苯并咪唑环结构引入单体主链中,以共沸甲苯法合成出含单苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(BZ-BMI)和含邻苯并咪唑结构双马来酰... 详细信息

针对结构复合材料高耐温等级的应用需求,从改善双马来酰亚胺(BMI)树脂基体性能出发,采用分子设计的方法,将刚性苯并咪唑环结构引入单体主链中,以共沸甲苯法合成出含单苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(BZ-BMI)和含邻苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(OBZ-BMI)。采用核磁共振氢谱与傅里叶变换红外(FTIR)光谱对中间产物和目标产物的结构进行表征。采用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析法研究了单体的固化行为及固化物的热稳定性。DSC曲线结果表明,BZ-BMI与OBZ-BMI在210~370℃温度范围内进行交联固化,其固化行为受链段长度、分子结构规整性与相互作用力影响较大;同时,结合DSC曲线确定了单体的固化工艺为200℃/2 h+250℃/2 h+330℃/6 h;FTIR分析表明此工艺可以完全固化。TG分析表明,其热分解温度与二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)相当,而P(BZ-BMI)与P(OBZ-BMI)在800℃下残炭率分别为74.7%与70.4%,远高于P(BDM)的测试值(48.3%),说明苯并咪唑结构的引入有效提高了BMI的耐热阻燃性能;OBZ-BMI共聚改性体系保持了优异的力学性能,较传统二烯丙基双酚A改性BMI体系的冲击强度提高了20%,拓宽了BMI在耐高温树脂基结构复材领域的应用范围。

关键词：苯并咪唑双马来酰亚胺合成聚合物耐热性能

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RTM用耐烧蚀酚醛树脂的合成及性能

工程塑料应用 2024年第2期52卷 39-45页

作者：袁文婕魏化震李大勇任鑫于广于秋兵邵蒙刘文博徐国芬马晟起山东非金属材料研究所济南250031

通过在合成过程中引入活性较低、反应位点少的酚类制备了一种适用于树脂传递模塑成型(RTM)工艺的高残炭、低黏度、长适用期的酚醛树脂。采用旋转黏度计、热重(TG)分析等方法研究了不同酚类(邻甲酚、萘酚、多环酚)及多环酚添加量对酚醛... 详细信息

通过在合成过程中引入活性较低、反应位点少的酚类制备了一种适用于树脂传递模塑成型(RTM)工艺的高残炭、低黏度、长适用期的酚醛树脂。采用旋转黏度计、热重(TG)分析等方法研究了不同酚类(邻甲酚、萘酚、多环酚)及多环酚添加量对酚醛树脂黏度及其固化物热稳定性的影响,利用差示扫描量热法研究了树脂的固化性能。结果表明,适量多环酚的引入,使得树脂在80℃下具有较低的初始黏度和较长的适用期,以及较高的残炭率(70.15%),且固化温度适中,能够满足RTM工艺要求。另外,通过不同升温速率的TG分析、拉曼光谱、X射线衍射等表征手段对树脂的裂解行为进行研究,发现多环酚由于其多苯环的热稳定结构,能够有效提升酚醛树脂的裂解活化能,减小裂解后树脂碳化物的石墨层间距,增大石墨微晶平面直径,提高酚醛树脂碳化后石墨化程度,使树脂拥有较好的高温热稳定性。根据氧乙炔焰烧蚀测试结果,发现改性后的酚醛树脂基复合材料的耐烧蚀性能也得到了提升,由此得到了性能优良的RTM用耐烧蚀酚醛树脂基复合材料。

关键词：酚醛树脂低黏度树脂传递模塑成型工艺热稳定性耐烧蚀性能

抗弹复合材料用高性能有机纤维、树脂及其匹配性研究进展

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工程塑料应用 2024年第4期52卷 181-187页

作者：周子言翟文董彬魏汝斌王小伟张文婷何金迎付思伟山东非金属材料研究所济南250031

简述了纤维增强树脂基复合材料的抗弹机理,介绍了装甲防护领域常用的高性能有机抗弹纤维和树脂,分析了影响纤维复合材料抗弹性能的主要因素。从纤维/树脂协调匹配的角度出发,揭示了匹配的各组分可以最大程度上发挥增强体高强度、高模量... 详细信息

简述了纤维增强树脂基复合材料的抗弹机理,介绍了装甲防护领域常用的高性能有机抗弹纤维和树脂,分析了影响纤维复合材料抗弹性能的主要因素。从纤维/树脂协调匹配的角度出发,揭示了匹配的各组分可以最大程度上发挥增强体高强度、高模量和基体能量吸收率高的特性,分析了纤维/树脂匹配性的发展趋势,指出下一步研究重点在于构建恰当的纤维/树脂匹配体系,通过调整纤维/树脂含量、树脂模量和对纤维进行表面处理等进行调控。

关键词：纤维增强树脂基复合材料抗弹用高性能有机纤维匹配性抗弹机理弹道性能