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矸石电厂粉煤灰薄喷材料制备及性能研究

环境污染与防治 2024年第1期46卷 8-13,19页

作者：马浩淼陈杰王予黄庆享徐博洋王宇擎西安科技大学材料学院陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

为实现矸石电厂粉煤灰的综合利用,在分析了陕西黄陵矸石电厂粉煤灰理化性能基础上,研究粉煤灰掺量、胶沙比、粉煤灰质量分数对薄喷材料流动性能及抗压强度的影响规律。通过正交实验确定了矸石电厂粉煤灰薄喷材料基础配比,并采用扫描电镜... 详细信息

为实现矸石电厂粉煤灰的综合利用,在分析了陕西黄陵矸石电厂粉煤灰理化性能基础上,研究粉煤灰掺量、胶沙比、粉煤灰质量分数对薄喷材料流动性能及抗压强度的影响规律。通过正交实验确定了矸石电厂粉煤灰薄喷材料基础配比,并采用扫描电镜(SEM)对薄喷材料1、28 d龄期的微观结构进行表征。通过外加剂对材料流动性能进行调控,揭示了调控机理。研究结果表明,当粉煤灰∶水泥(质量比)为6∶1,胶沙比(质量比)为1.0∶1.2,粉煤灰质量分数为77%,聚羧酸减水剂掺量为0.5%(质量分数),SD-WJ40液体无碱速凝剂掺量为11%(质量分数)时,薄喷材料性能满足混凝土基层喷浆处理技术规程要求。

关键词：矸石电厂粉煤灰薄喷材料流动性抗压强度外加剂

Fe_(3)O_(4)与ZIF-9复合催化剂的制备及其快速降解亚甲基蓝的研究

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工程科学学报 2024年第2期46卷 268-278页

作者：何浩波李海旭姜天男徐良汪龙王嘉宁彭培益高紫赤覃宇鑫刘晓光薛文东北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐... 详细信息

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐比例的变化也会影响ZIF-9的成核与生长.当Fe_(3)O_(4)/钴盐摩尔比为1∶1时,该催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率达到95.1%,催化反应10 min的伪一阶动力学常数达到0.101 min^(-1),在pH为5~9范围内保持稳定的高催化性能.X射线光电子能谱(XPS)结果表明铁和钴位点之间存在电子转移,并且钴和铁的协同作用可以降低钴的还原电位,从而加速钴的价态变化,提升催化速率.电磁共振实验(EPR)结果显示该催化剂可以活化过一硫酸盐生成单线态氧(^(1)O_(2))、硫酸根自由基(SO-4·)和羟基自由基(·OH),进一步通过活性因子淬灭实验发现其中单线态氧为主要活性物种.由此可知,Fe_(3)O_(4)/ZIF-9通过铁和钴位点的氧化还原循环催化PMS不断生成^(1)O_(2)、·OH和SO^(-)_(4)·,共同将亚甲基蓝分子降解成二氧化碳和水.此外,磁滞回线测试(VSM)结果显示,该复合材料饱和磁化强度值为7.6 A·m^(2)·kg^(-1),表明Fe_(3)O_(4)能赋予复合催化剂良好的铁磁性,同时该催化剂循环使用4次后仍保持较高的降解率,表明该复合催化剂具有良好的回收性能和重复使用性能.本研究为有机染料等污染物的治理提供了新的技术和材料支撑.

关键词：金属有机骨架超声溶剂热 Fe_(3)O_(4) ZIF-9 高催化速率磁性可回收

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金属快速剪切连接工艺及成形力研究

锻压技术 2024年第1期49卷 98-105页

作者：张双杰杨京马世博王伟李云匣河北科技大学河北省材料近净成形技术重点实验室河北石家庄050018 河北科技大学材料科学与工程学院河北石家庄050018 河北省楔横轧技术创新中心河北石家庄050031

剪切连接是无头轧制技术中的重要工艺,变形过程中存在剪切、挤压和镦粗。为掌握成形载荷的变化规律,基于上限法-基元矩形技术和多元回归分析建立了压下量为1倍板料厚度时的成形载荷预测模型,可进行任意刃口宽度和搭接量组合参数下的理... 详细信息

剪切连接是无头轧制技术中的重要工艺,变形过程中存在剪切、挤压和镦粗。为掌握成形载荷的变化规律,基于上限法-基元矩形技术和多元回归分析建立了压下量为1倍板料厚度时的成形载荷预测模型,可进行任意刃口宽度和搭接量组合参数下的理论成形载荷求解。对剪切连接进行了工艺实验,分别得到了工艺参数对侧凸率、去头端厚度百分比和载荷值影响的主次顺序,及相对于各判定指标的最优方案。通过建立综合评价指标并进行极差分析得到了最优参数组合。将实验载荷与所建立的预测模型理论载荷进行了对比,两者数据相近,最大相对误差小于8%。该研究为中间坯高温固态剪切连接奠定了理论基础,对生产实践具有一定的指导作用。

关键词：无头轧制剪切连接成形载荷侧凸率去头端厚度百分比

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硅基SiC薄膜制备与应用研究进展

材料导报 2024年第7期38卷 26-39页

作者：杨晨光王秀峰陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

碳化硅(SiC)材料具有极为优良的物理、化学及电学性能,可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用,碳化硅还是极端工作条件下微机电系统(MEMS)的主要候选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时,碳化硅有与硅同属立... 详细信息

碳化硅(SiC)材料具有极为优良的物理、化学及电学性能,可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用,碳化硅还是极端工作条件下微机电系统(MEMS)的主要候选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时,碳化硅有与硅同属立方晶系的同质异形体,可与硅工艺技术相结合制备出适应大规模集成电路需要的硅基器件,因此用硅晶片作为衬底制备碳化硅薄膜的工作受到研究人员的特别重视。本文综述了近年来国内外硅基碳化硅薄膜的研究现状,就其制备方法进行了系统的介绍,主要包括各种化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)法和物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)法,并归纳了对硅基碳化硅薄膜性能的研究,包括杨氏模量、硬度、薄膜反射率、透射率、发光性能、电阻、压阻、电阻率和电导率等,以及其在微机电系统传感器、生物传感器和太阳能电池等领域的应用,最后对硅基碳化硅薄膜未来的发展进行了展望。

关键词：硅基碳化硅薄膜化学气相沉积物理气相沉积微机电系统传感器生物传感器太阳能电池

Cr_(3)C_(2)/WC的添加对Stellite 12熔覆层耐磨耐蚀性的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 135-142页

作者：赵菲张亮吴志生温保安太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电... 详细信息

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验,分别评价熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性,并通过超景深显微镜对磨痕形貌进行分析。结果添加碳化物后,熔覆层的微观组织以柱状晶和树枝晶为主,物相主要由γ-Co固溶体和碳化物(M23C6、M7C3)组成;Cr_(3)C_(2)的添加使得熔覆层的硬度降低,由610HV0.2降至530HV0.2,但耐磨性得到提高,磨损量由0.45 mm^(3)降至0.33 mm^(3),下降了28%,耐蚀性得到提高,腐蚀电位由-0.385 V增加到-0.264 V,腐蚀电流密度由9.269×10^(-10)A/cm^(2)降至1.496×10^(-10)A/cm^(2),极化电阻由3.982×10^(7)Ω·cm^(2)提升至2.424×10^(8)Ω·cm^(2),提高了1个数量级;WC的添加使其硬度由610HV0.2提高至750HV0.2,磨损深度变浅,磨损量由0.45 mm3降至0.19 mm^(3),下降了43%,但耐腐蚀性有所降低。3种熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。结论WC的添加可以有效提高熔覆层的硬度和耐磨性,但耐腐蚀性有所降低;添加Cr_(3)C_(2)后,耐蚀性得到显著提高,耐磨性略微提升,但硬度降低。

关键词：激光熔覆复合熔覆层显微硬度摩擦磨损行为磨损机制电化学腐蚀行为

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面向工业表面缺陷检测的改进YOLOv8算法

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计算机工程与应用 2024年第14期60卷 187-196页

作者：苏佳贾泽秦一畅张建燕河北科技大学信息科学与工程学院石家庄050018

针对工业缺陷对比度低、周围干扰信息多导致的误检率和漏检率高的问题,提出一种基于改进YOLOv8的工业表面缺陷检测算法EML-YOLO。通过设计一种高效大卷积模块(efficient large kernel,ELK),在保留空间信息的同时提供多尺度的特征表示,... 详细信息

针对工业缺陷对比度低、周围干扰信息多导致的误检率和漏检率高的问题,提出一种基于改进YOLOv8的工业表面缺陷检测算法EML-YOLO。通过设计一种高效大卷积模块(efficient large kernel,ELK),在保留空间信息的同时提供多尺度的特征表示,从而提高模型的特征提取能力;提出多支路并行的特征融合模块(multi-scale context module,MCM),使得模型能够获取丰富的特征信息和全局上下文信息;在Neck模块中通过特征压缩和精简来减少模型的参数量和计算量,让模型更适用于资源有限的工业场景。采用GC10-DET和DeepPCB两个工业表面缺陷数据集来验证改进的EML-YOLO算法的有效性。实验结果表明,在GC10-DET数据集和DeepPCB数据集上,检测准确率上分别提高了4.3个百分点和2.9个百分点,参数量仅2.7×10^(6)。所提算法可以较好地应用于工业缺陷检测场景。

关键词：缺陷检测高效大卷积模块多尺度特征特征压缩 YOLOv8

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GH4151合金的热变形行为及动态再结晶研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 143-153页

作者：孙悦牛文龙张麦仓北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

借助MTS810-25T低周疲劳试验机在不同变形温度下对锻态GH4151合金进行热变形试验以研究变形温度对合金组织演变以及动态再结晶的影响。结果表明,GH4151合金热变形过程真应力应变曲线中的峰值应力随变形温度降低和应变速率增大而增加。... 详细信息

借助MTS810-25T低周疲劳试验机在不同变形温度下对锻态GH4151合金进行热变形试验以研究变形温度对合金组织演变以及动态再结晶的影响。结果表明,GH4151合金热变形过程真应力应变曲线中的峰值应力随变形温度降低和应变速率增大而增加。基于真应力应变曲线,经线性拟合获得锻态GH4151合金的Arrhenious本构方程,能够较好地描述锻态GH4151合金的热压缩变形规律,同时得到合金的热变形激活能Q=218.09 kJ/mol。微观组织分析表明,变形温度较低时,合金的动态再结晶中以γ′相诱发动态再结晶和在晶界弓出形核的不连续动态再结晶机制为主。变形温度升高,动态再结晶形核以不连续动态再结晶和以亚晶旋转聚合为特征的连续动态再结晶机制主导。

关键词： GH4151镍基高温合金热压缩变形本构方程热加工图动态再结晶

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温度对真空浓缩梨汁品质的影响及其品质评价模型构建

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食品工业科技 2024年第6期45卷 234-241页

作者：尹子迎赵江丽刘金龙赵国群关军锋河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050081 河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所河北石家庄050051

目的:比较不同温度下真空浓缩梨汁的品质,构建浓缩梨汁品质评价方法。方法:以鲜榨雪花梨汁为材料,分别在50、60、70、80℃下进行真空(真空度0.005 MPa)浓缩,考察温度对浓缩梨汁的褐变度、pH、总酚含量、总黄酮含量、Fe^(3+)还原力、可... 详细信息

目的:比较不同温度下真空浓缩梨汁的品质,构建浓缩梨汁品质评价方法。方法:以鲜榨雪花梨汁为材料,分别在50、60、70、80℃下进行真空(真空度0.005 MPa)浓缩,考察温度对浓缩梨汁的褐变度、pH、总酚含量、总黄酮含量、Fe^(3+)还原力、可溶性糖、有机酸以及挥发性成分的影响,构建品质评价模型。结果:温度升高会显著(P<0.05)降低浓缩梨汁pH、酒石酸和富马酸含量,升高褐变度、总酚含量、总黄酮含量、Fe^(3+)还原力、奎宁酸、苹果酸、柠檬酸。醇类物质在50℃浓缩梨汁中含量最高,为4.753μg/mL;酯类物质在70℃浓缩梨汁中含量最高,为2.808μg/mL;醛酮类物质在70℃浓缩梨汁中含量最高,为12.478μg/mL。本研究得到了浓缩梨汁品质评价的模型,发现70℃是真空浓缩梨汁的最适温度。结论:温度对浓缩梨汁品质有明显影响,品质评价模型能较好区分,可为浓缩梨汁品质控制提供参考。

关键词：真空加热浓缩浓缩温度浓缩梨汁品质主成分分析

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PEG4000/聚苯胺形状稳定复合相变材料的制备及其储热性能

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工程科学学报 2024年第3期46卷 458-469页

作者：李敏任士兵刘星照陶璋杨海彬黄智杨穆北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

以聚苯胺气凝胶(PANI)为支撑骨架,聚乙二醇4000(PEG4000)为相变材料,银纳米线(AgNWs)为导热增强填料,采用低温氧化聚合法和真空浸渍法制备得到具有良好形状和循环稳定性的定形相变复合材料PEG4000@Ag/PANI.聚苯胺气凝胶的高孔隙率及PEG4... 详细信息

以聚苯胺气凝胶(PANI)为支撑骨架,聚乙二醇4000(PEG4000)为相变材料,银纳米线(AgNWs)为导热增强填料,采用低温氧化聚合法和真空浸渍法制备得到具有良好形状和循环稳定性的定形相变复合材料PEG4000@Ag/PANI.聚苯胺气凝胶的高孔隙率及PEG4000与基体材料间的氢键作用和毛细作用,使得相变复合材料的最高负载率能够达到94.17%(熔融焓为165.17 J·g^(–1),凝固焓为152.77 J·g^(–1));加入AgNWs与PANI气凝胶共同搭建导热通路,提高了相变复合材料的导热性能(热导率最高为0.45 W·m^(–1)·K^(–1),比纯PEG4000提高80%);借助Ag NWs和聚苯胺优异的光吸收能力,相变复合材料的光–热转换效率达到90.61%.高储能密度、高光热转换能力和高热导率定形相变复合材料的成功制备为新型相变复合材料的合成提供了新思路,为太阳能光–热转换和储能应用提供了新材料,实现对太阳能的高效利用.

关键词：聚苯胺气凝胶定形相变复合材料热导率银纳米线光热转换