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回收316L金属粉末电磁感应熔化过程数值模拟

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特种铸造及有色合金 2023年第5期43卷 613-618页

作者：赵烁朱仕彬牛乐郝芳满王冰杉河北工程大学材料科学与工程学院

以回收316L不锈钢粉末为例,基于COMSOL Multiphysics软件模拟了通电线圈感应加热并熔化316L粉末;通过改变金属粉末的空隙率、加热氛围、粒度和功率等参数,探究增材制造回收金属粉末形态以及加热方式对粉末熔化速率和熔化过程的影响。由... 详细信息

以回收316L不锈钢粉末为例,基于COMSOL Multiphysics软件模拟了通电线圈感应加热并熔化316L粉末;通过改变金属粉末的空隙率、加热氛围、粒度和功率等参数,探究增材制造回收金属粉末形态以及加热方式对粉末熔化速率和熔化过程的影响。由模拟结果可得出较为适宜的加热条件,即使用加热频率高、线圈数量多、线圈与坩埚距离最近的真空感应炉,当316L粉末制备直径为0.005 m的致密球体时,电磁感应加热效率更高且成本最低。

关键词：金属粉末 316L不锈钢粉末 COMSOL Multiphysics 感应加热粉末熔化

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一种新型高强塑积异质冷轧中锰钢的力学性能

材料研究学报 2019年第12期33卷 927-934页

作者：张喜亮侯华峰刘涛刘宏基周骞赵雷杰刘晓艳崔好选河北工程大学材料科学与工程学院

使用原位电子背散射衍射(EBSD)和球差透射电镜(ACTEM)等手段,研究了新型异质结构中锰TRIP钢在拉伸过程中微观组织的演变机制和力学性能。结果表明,在680℃退火后的实验钢中生成了多形貌、多尺度的异质奥氏体结构(颗粒状、块状、片层状... 详细信息

使用原位电子背散射衍射(EBSD)和球差透射电镜(ACTEM)等手段,研究了新型异质结构中锰TRIP钢在拉伸过程中微观组织的演变机制和力学性能。结果表明,在680℃退火后的实验钢中生成了多形貌、多尺度的异质奥氏体结构(颗粒状、块状、片层状奥氏体)和铁素体组织,其抗拉强度为1272 MPa,总延伸率为54.5%,强塑积高达69.3 GPa?%。在拉伸过程中C/Mn含量较低的颗粒状奥氏体先发生相变,而C/Mn含量较高的块状和片层状奥氏体在较大的应变范围内逐渐发生相变,从而导致高强度与高塑性的良好匹配。结果还表明,马氏体相变优先在奥氏体晶界/相界附近的区域形核。与晶粒尺寸相比,C/Mn元素对奥氏体稳定性的作用更重要。

关键词：金属材料中锰TRIP钢微观组织异质结构力学性能原位EBSD

静电纺丝技术制备复合纳米纤维电磁屏蔽及吸波材料的研究进展

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复合材料学报 2023年第3期40卷 1300-1310页

作者：王喜花刘涛黄丽袁野河北工业大学材料科学与工程学院天津300401 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

随着信息时代的到来,电磁波的泄漏给人类健康带来了严重的危害,因此,高性能电磁防护材料的设计迫在眉睫。静电纺丝技术制备的复合纳米纤维具有质量轻、成本低、比表面积大、易加工和物理化学性能稳定等优点,是近年来高性能电磁屏蔽及吸... 详细信息

随着信息时代的到来,电磁波的泄漏给人类健康带来了严重的危害,因此,高性能电磁防护材料的设计迫在眉睫。静电纺丝技术制备的复合纳米纤维具有质量轻、成本低、比表面积大、易加工和物理化学性能稳定等优点,是近年来高性能电磁屏蔽及吸波材料研究的热点。本文首先介绍了电磁屏蔽及吸波的基本原理,并结合国内外研究现状,将市场上应用广泛的电磁屏蔽及吸波材料系统的分成了金属及金属氧化物、碳材料、导电聚合物和过渡金属碳化物4类,并进行了详细了介绍。同时,综述了各种填料对电磁屏蔽及吸波性能的影响及目前正面临的问题。

关键词：静电纺丝纳米纤维电磁波电磁屏蔽吸波材料

钾离子电池合金负极与电解液界面作用的研究进展

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工程科学学报 2023年第7期45卷 1101-1115页

作者：褚绅旭杨倩李思远谷梦佳李嘉欣赵玉晴雷凯翔河北工业大学材料科学与工程学院天津300401

近年来,钾离子电池(KIBs)因钾元素丰度高、氧化还原电位低等优势受到越来越多的关注.负极是电池的重要组成部分之一,直接影响着电池的安全性、稳定性和能量密度.其中,合金负极基于多电子反应机制能够提供较高的理论比容量,有望提升全电... 详细信息

近年来,钾离子电池(KIBs)因钾元素丰度高、氧化还原电位低等优势受到越来越多的关注.负极是电池的重要组成部分之一,直接影响着电池的安全性、稳定性和能量密度.其中,合金负极基于多电子反应机制能够提供较高的理论比容量,有望提升全电池的能量密度.此外,其储钾电位远离了金属钾的沉积/析出电位,保证了电池的安全性.然而,(去)合金化过程中剧烈的体积波动会引起电极材料的破裂和粉化,进而导致容量快速衰减.优化电解液构筑稳定的电极-电解液界面是一种切实有效稳定合金负极结构的方法,主要包括:调控固体电解质膜的组分、调节钾离子的溶剂化结构、利用溶剂对电极的化学吸附作用等.它具备工艺简单、成本低廉等优点.本文综述了近年来钾离子电池合金负极与电解液界面作用的相关研究进展,总结了电解液的优化策略,分析了合金负极的储钾机制和电化学性能,重点阐述了合金负极与电解液的界面作用机制,并对未来钾离子电池电解液的发展提供了新的见解与思路.

关键词：钾离子电池合金负极电解液界面作用储钾机制

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双改性活性氧化铝作为除氟吸附剂

应用化工 2023年

作者：阎晗刘海燕刘洋虹殷耀兵河北工程大学能源与环境工程学院河北工程大学材料科学与工程学院

为进一步提高活性氧化铝的吸附性能，设计了一种先酸化再化学浸渍的改性方法，分别制备两种吸附剂：载镧/镁硝酸酸化活性氧化铝（LHAA/MHAA）。研究了LHAA与MHAA的吸附性能，探讨了除氟机理。实验结果表明，吸附时间2h，投加量2g/L，pH=... 详细信息

为进一步提高活性氧化铝的吸附性能，设计了一种先酸化再化学浸渍的改性方法，分别制备两种吸附剂：载镧/镁硝酸酸化活性氧化铝（LHAA/MHAA）。研究了LHAA与MHAA的吸附性能，探讨了除氟机理。实验结果表明，吸附时间2h，投加量2g/L，pH=6，振荡频率180r/min，对20mg/L的含氟水最佳去除率分别为93%与90%，最大吸附容量为17.64mg/g与10.96mg/g，两者对氟离子的吸附等温线均符合Langmuir等温线模型，吸附动力学拟合均符合伪二级动力学。

关键词：活性氧化铝化学浸渍酸化吸附等温线吸附动力学除氟

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同方期刊数据库

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纳米多孔CuMn基氧化物电极的制备及性能

化工进展 2023年第3期42卷 1484-1492页

作者：杜保宁赵珊刘向卿张毅肖雅茹张少飞李田田孙金峰河北科技大学材料科学与工程学院河北石家庄050018

铜氧化物由于具有理论容量高和储量丰富等优势成为下一代有前景的超级电容器电极材料,但其电子导电性低和长期循环稳定性差制约实际应用。本文以三明治型Cu_(30)Mn_(70)/Cu/Cu_(30)Mn_(70)箔带为母合金,通过脱合金与自蔓延氧化相结合的... 详细信息

铜氧化物由于具有理论容量高和储量丰富等优势成为下一代有前景的超级电容器电极材料,但其电子导电性低和长期循环稳定性差制约实际应用。本文以三明治型Cu_(30)Mn_(70)/Cu/Cu_(30)Mn_(70)箔带为母合金,通过脱合金与自蔓延氧化相结合的技术制备了高导电柔性纳米多孔CuMn@多组元氧化物核-壳复合电极,并探究了不同脱合金条件下Mn残余量对电极形貌、结构和电化学性能的影响。实验结果表明,随着腐蚀时间的延长,Mn的残余量会逐渐变少,而不同腐蚀条件下获得的多组元氧化物均由CuO、Cu_(2)O、Cu_(x)Mn_(1-x)O和CuMn_(2)O_(4)相组成。腐蚀时间为50min时制备的电极(NP-TMO5)在三电极体系测试中具有最优的电化学性能:5mA/cm^(2)电流密度下,面积比电容为1045.7mF/cm^(2),且循环12000次后,电容保持率为95.9%。两电极对称体系测试中,3mA/cm^(2)下,面积比电容为419.83mF/cm^(2),能量密度为0.084mWh/cm^(2)。即使在100mV/s的扫描速率下循环10000次,比电容保持率仍为97.9%。样品优异的性能得益于多孔电极的核-壳结构和多组元氧化物间的协同作用对电子结构的优化和体积膨胀的缓冲,为高负载复合多孔结构的设计提供理论依据。

关键词：纳米结构 Mn掺杂腐蚀氧化超级电容器

钎焊参数对Al_(2)O_(3)陶瓷/304不锈钢接头组织和性能的影响

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材料导报 2023年第1期37卷 208-212页

作者：薛海涛李涛郭卫兵陈翠欣赵江龙丁志杰河北工业大学材料科学与工程学院天津300401

本工作采用Ag-Cu-Ti钎焊了Al_(2)O_(3)陶瓷和304不锈钢,分别研究了钎焊温度和保温时间对Al_(2)O_(3)陶瓷/304不锈钢接头组织和性能的影响规律。试验结果表明:接头组织为Al_(2)O_(3)/Cu_(3)Ti_(3)O+TiCu/Ag(s,s)+Cu(s,s)+TiCu/Cu_(0.8)Fe_(0.2)Ti/Fe-Cr/304。当钎焊温度较低、保温时间较短时,Cu_(3)Ti_(3)O反应层较薄,Al_(2)O_(3)陶瓷与钎缝的结合较弱;在900℃保温10 min时,Cu_(3)Ti_(3)O反应层厚度为2.5μm,接头最大剪切强度为130.54 MPa;继续提高钎焊温度和延长保温时间,Cu_(3)Ti_(3)O反应层过厚,降低了钎缝的塑性变形能力。Cu_(3)Ti_(3)O反应层厚度是影响连接质量的关键。

关键词： Al_(2)O_(3)陶瓷 304不锈钢钎焊显微组织力学性能

聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的发展及应用研究进展

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高分子材料科学与工程 2023年第9期39卷 181-190页

作者：胡子月陈艳雪周红鹏胡杉姗向科宁蔺晓博赵军钗杨晋辉石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050000

聚天门冬氨酸酯(PAE)聚脲涂料是由氨基酸酯和异氰酸酯制备的弹性材料,具有凝胶时间可控、固含量高、溶剂少、耐腐蚀、绿色环保等特点。因此,它已广泛应用于混凝土防护、防水防腐、胶黏剂、地坪涂料等众多领域,并具有广阔的发展前景。文... 详细信息

聚天门冬氨酸酯(PAE)聚脲涂料是由氨基酸酯和异氰酸酯制备的弹性材料,具有凝胶时间可控、固含量高、溶剂少、耐腐蚀、绿色环保等特点。因此,它已广泛应用于混凝土防护、防水防腐、胶黏剂、地坪涂料等众多领域,并具有广阔的发展前景。文中综述了PAE聚脲涂料的合成,并详细阐述了其合成原理、优缺点,重点介绍了不同组分和改性方法对产品性能的影响;综述了PAE聚脲涂料在不同领域的应用及应用实例。最后,对其进一步发展和应用进行了展望。

关键词：聚天门冬氨酸酯聚脲涂料氨基酸酯异氰酸酯

基于微观形貌的逆偏析形成机理的数值模拟分析

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材料科学与工艺 2023年

作者：张宇朱宝丰张士杰张冰张思雨李日河北工业大学材料科学与工程学院

铸件中逆偏析的存在会显著降低铸件的力学性能和切削加工性能，因此研究逆偏析的形成机理具有重要意义。采用微观尺度的元胞自动机(CA)耦合格子玻尔兹曼方法(LBM)的模型，以Al-4.7wt.%Cu合金为例，分别模拟了计算域的全域柱状晶凝固、... 详细信息

铸件中逆偏析的存在会显著降低铸件的力学性能和切削加工性能，因此研究逆偏析的形成机理具有重要意义。采用微观尺度的元胞自动机(CA)耦合格子玻尔兹曼方法(LBM)的模型，以Al-4.7wt.%Cu合金为例，分别模拟了计算域的全域柱状晶凝固、柱状晶向等轴晶转变(CET)的凝固和全域等轴晶凝固，并且分析了逆偏析的形成机理。研究发现，计算域边界较低的温度以及柱状晶发达的二次枝晶对含有溶质的熔体的分割阻碍是逆偏析形成的主要原因。计算域边界降温速度越快，逆偏析程度就越大；柱状晶对含有溶质的熔体的分割阻碍作用比中心等轴晶要大，凝固组织全部为柱状晶时，逆偏析最为严重，凝固组织同时含有柱状晶和等轴晶时，逆偏析次之，凝固组织全部为等轴晶时逆偏析最轻。计算域中心溶液受重力影响沿流场流向计算域底部的枝晶间隙，使计算域底部逆偏析程度大于其他部分。在铸锭凝固过程中可以考虑增加机械或者电磁搅拌、增大等轴晶区面积或者降低散热速率来降低逆偏析对铸锭的不利影响。

关键词：逆偏析元胞自动机格子玻尔兹曼微观形貌数值模拟 Al-Cu合金