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NiS_(2)/多孔碳纤维复合电极的制备及其储锂性能

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功能材料 2024年第2期55卷 2168-2173页

作者：王金凯王征宇张佳乐刘智孟晓曼王争东王红康西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安交通大学电气工程学院西安710049

制备长循环稳定、高容量的负极材料是锂离子电池实现大规模储能应用的前提之一。利用静电纺丝技术和水热硫化的方法制备了均匀分布的NiS_(2)/碳纳米纤维(NiS_(2)/C)复合材料。作为锂离子电池负极材料,NiS_(2)/C电极的首次放电比容量为86... 详细信息

制备长循环稳定、高容量的负极材料是锂离子电池实现大规模储能应用的前提之一。利用静电纺丝技术和水热硫化的方法制备了均匀分布的NiS_(2)/碳纳米纤维(NiS_(2)/C)复合材料。作为锂离子电池负极材料,NiS_(2)/C电极的首次放电比容量为864.6 mAh/g,首次库仑效率为62.7%。其中不可逆容量为322.9 mAh/g,不可逆容量主要由转换反应的部分不可逆及固态电解质(SEI)膜的形成造成的。NiS_(2)/C复合电极表现出优异的循环稳定性,200 mA/g下150次循环后容量仍然维持在519 mAh/g,容量保持率高达90.4%。此外,在2 A/g大电流密度下,NiS_(2)/C电极的容量仍高于310 mAh/g表现出出色的倍率性能。借助XRD、SEM及TEM表征,分析发现包裹着NiS_(2)纳米颗粒的碳纤维,作为良好的导电介质,既可以提高NiS_(2)的导电性,也可缓解NiS_(2)脱嵌过程中的体积膨胀,使得NiS_(2)/C电极仍能保持自身的空间结构,有助于提高电池循环性能;另一方面,碳纤维的多孔结构为锂离子提供了通道,缩短了锂离子的传输路径,提高了锂离子输运速率,有利于电池倍率性能。

关键词：碳纳米纤维 NiS_(2) 静电纺丝锂离子电池负极电化学性能

NiS/多孔碳纤维复合电极的制备及其储锂性能

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功能材料 2024年

作者：王金凯王征宇张佳乐刘智孟晓曼王争东王红康西安交通大学电气工程学院西安建筑科技大学机电工程学院

制备长循环稳定、高容量的负极材料是锂离子电池实现大规模储能应用的前提之一。利用静电纺丝技术和水热硫化的方法制备了均匀分布的NiS2/碳纳米纤维(NiS2/C)复合材料。作为锂离子电池负极材料,NiS2/C电极的首次放电比容量为864.6mAh/g... 详细信息

制备长循环稳定、高容量的负极材料是锂离子电池实现大规模储能应用的前提之一。利用静电纺丝技术和水热硫化的方法制备了均匀分布的NiS2/碳纳米纤维(NiS2/C)复合材料。作为锂离子电池负极材料,NiS2/C电极的首次放电比容量为864.6mAh/g,首次库仑效率为62.7%。其中不可逆容量为322.9mAh/解质(g,不可逆容量主要由转换反应的部分不可逆及固态电SEI)膜的形成造成的。NiS2/C复合电极表现出优异的循环稳定性,200mA/g下150次循环后容量仍然维持在519mAh/现出出色的g,容量保持率高达90.4%。此外,在2A/倍率性能。借助g大电流密度下,NiS2/C电极的容量仍高于310mAh/g表XRD、SEM及TEM表征,分析发现包裹着Ni,S2纳米颗粒的碳纤维,作为良好的导电介质,既可以提高NiS2的导电性,也可缓解NiS2脱嵌过程中的体积膨胀使得NiS2/C电极仍能保持自身的空间结构,有助于提高电池循环性能;另一方面,碳纤维的多孔结构为锂离子提供了通道,缩短了锂离子的传输路径,提高了锂离子输运速率,有利于电池倍率性能。

关键词：碳纳米纤维 NiS 静电纺丝锂离子电池负极电化学性能

多级挡板对横流鼓泡床颗粒停留时间分布影响的数值模拟

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过程工程学报 2024年

作者：屠楠王驰宇刘晓群刘家琛方嘉宾西安工程大学机电工程学院西安交通大学化学工程与技术学院

基于欧拉双流体模型耦合组分输运方程对三维横流矩形鼓泡流化床内气固两相流动行为进行了数值模拟，在挡板数1～13范围内探究了挡板形式(溢流板、底流板和侧流板)对颗粒流动状态及停留时间分布的影响规律。使用颗粒再循环率R-评估了流... 详细信息

基于欧拉双流体模型耦合组分输运方程对三维横流矩形鼓泡流化床内气固两相流动行为进行了数值模拟，在挡板数1～13范围内探究了挡板形式(溢流板、底流板和侧流板)对颗粒流动状态及停留时间分布的影响规律。使用颗粒再循环率R-评估了流化床内腔室间的颗粒输运行为。结果表明，三种挡板形式均能提高床内颗粒停留时间的均一性，减弱颗粒返混，且颗粒流动随挡板数量增加趋于平推流，增加挡板数量有利于延长颗粒平均停留时间；采用侧流板可使床内形成横向固含率梯度，而底流板则使各腔室内出现“左低右高”的局部固含率梯度，表明挡板形式影响了颗粒输运行为的驱动力；此外，溢流床具有更高的颗粒再循环率，颗粒逆流现象严重，侧流板和底流板则能更好调节腔室间的颗粒输运行为，三种挡板形式下的颗粒再循环率均随挡板数量增加呈现降低趋势，而挡板数量对底流床的颗粒再循环率影响更大。

关键词：横流鼓泡流化床竖直挡板停留时间分布颗粒输运数值模拟

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电驱动引发液滴弹跳过程中的能量转换

物理学报 2022年第11期71卷 238-246页

作者：刘小娟李占琪金志刚黄智魏加争赵存陆王战涛中山职业技术学院机电工程学院中山528400 西安交通大学能源与动力学院西安710049

许多工业技术如凝结散热和燃料电池等要求实现固液分离,电润湿是引发液滴从疏水表面脱离的一种有效的方法,而且方便控制.电场激励的液滴弹跳依赖于表面能向动能和其他形式能量的转化,目前尚缺乏对这一过程的深入研究.本研究利用高速摄... 详细信息

许多工业技术如凝结散热和燃料电池等要求实现固液分离,电润湿是引发液滴从疏水表面脱离的一种有效的方法,而且方便控制.电场激励的液滴弹跳依赖于表面能向动能和其他形式能量的转化,目前尚缺乏对这一过程的深入研究.本研究利用高速摄像机捕捉了在电润湿激励下疏水表面液滴的弹跳运动,根据接触角和液滴形态的变化预估了引发液滴弹跳的电压阈值,并利用自编Matlab程序分析和计算了在液滴脱离表面和反复弹跳过程中各种形式的能量.结果表明,液滴质心的动能和势能在液滴脱离表面飞行期间存在明显的耦合关系,振动动能和表面势能在飞行阶段也存在一定的耦合关系,液滴黏性引起的内部耗散随着液滴振荡变形的幅度增大,并随着时间衰减.由于可以引发液滴振荡变形并制造更多的表面能,在液滴弹跳中交流脉冲比直流电更高效.通过揭示电润湿驱动的液滴弹跳过程中能量的转化和耗散机制,为该技术在固液分离和三维数字微流控中的应用提供了理论参考.

关键词：电润湿弹跳能量转换耗散

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考虑偏转的斜齿轮啮合刚度及其振动分析

吉林大学学报（工学版） 2023年第7期53卷 1902-1910页

作者：陈国辉徐业银焦映厚哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 西安交通大学航天航空学院西安710049

结合啮合接触线长度变化规律,根据斜齿轮啮合存在轴向偏转角时载荷沿轴向分布变化引起的啮合力矩的变化规律,推导了包含时变刚度和偏转刚度的斜齿轮啮合刚度解析表达式,并通过算例与现有实验数据对比验证。研究了不同齿宽和传递扭矩下,... 详细信息

结合啮合接触线长度变化规律,根据斜齿轮啮合存在轴向偏转角时载荷沿轴向分布变化引起的啮合力矩的变化规律,推导了包含时变刚度和偏转刚度的斜齿轮啮合刚度解析表达式,并通过算例与现有实验数据对比验证。研究了不同齿宽和传递扭矩下,新啮合刚度模型的振动响应规律;进一步提出了考虑齿隙的斜齿轮啮合动力学方程,并研究了扭矩和齿隙大小的影响规律。结果显示,给出的斜齿轮啮合刚度解析公式能够较快速、准确地获取啮合刚度波动变化规律,能够很好地反映斜齿轮啮合振动;时变刚度和偏转刚度对斜齿轮传动系统的影响主要表现在具有工程意义的中低转速,随着齿宽增大其影响更明显,随着扭矩增大啮合刚度的时变引起的参数激振响应也随之增大;考虑齿隙的齿轮啮合振动,随着激励增大会经历稳定周期运动、概周期运动再回到稳定周期运动的过程。

关键词：机械工程斜齿轮啮合刚度偏转刚度齿隙动力学响应

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基于参数辨识的并联机器人误差分析与验证

农业机械学报 2024年

作者：梁鸿键陈南霆陈明方胡俊楠武学岩吕娟西安交通大学电气工程学院昆明理工大学机电工程学院

误差模型是保障机器人运行精度的重要前提，本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数，使用偏微分理论建立实际误差模型，并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差... 详细信息

误差模型是保障机器人运行精度的重要前提，本文提出了一种基于参数辨识的并联机器人误差模型验证方法。搭建参数辨识模型以获取机器人实际结构参数，使用偏微分理论建立实际误差模型，并对模型中的误差参数进行定量分析。随后将各误差参数对末端执行器位姿的影响映射到关节输入量上，从而驱动机器人执行误差模型验证实验。以3-PUU并联机器人为对象进行误差分析并开展实验验证，对比激光跟踪仪采集的末端执行器位置数据与误差模型分析结果，结果表明两者之间的最大偏差为0.50 mm，平均偏差在0.25 mm以内，验证了所建误差模型的合理性与正确性。

关键词：并联机器人参数辨识误差分析误差模型验证

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齿面干涉测量系统的成像畸变分析与光路优化

中国机械工程 2022年第10期33卷 1219-1225页

作者：王兆辉杨鹏程徐晋梁蒲佳朱新栋西安工程大学机电工程学院西安710048 西安交通大学制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对由物体光路误差导致的齿面像形状畸变现象,利用精确光线追迹算法分析了可能导致齿面像形状畸变的三种因素,明确了齿面像形状畸变的主要误差来源,建立了齿面像形状畸变的判断模型,确立了齿面像形状畸变和齿轮轴线倾斜之间的映射关系... 详细信息

针对由物体光路误差导致的齿面像形状畸变现象,利用精确光线追迹算法分析了可能导致齿面像形状畸变的三种因素,明确了齿面像形状畸变的主要误差来源,建立了齿面像形状畸变的判断模型,确立了齿面像形状畸变和齿轮轴线倾斜之间的映射关系,提出了基于齿面像形状畸变特征的物体光路优化方法。最后进行了实验验证,结果表明误差控制在2%左右,证明了所提方法的合理性与正确性。

关键词：激光干涉干涉条纹齿面像形状畸变

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管壳式太阳能相变储热器传热特性的数值研究

太阳能学报 2023年第3期44卷 525-532页

作者：韩涛马彦花方嘉宾闫皓冰魏进家董思远西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 云南农业大学机电工程学院昆明650201

通过焓-孔隙法建立数值模型,研究石蜡RT50在管壳式太阳能储热器的传热特性,并分析储热器安装形式、不同管径和管外肋片结构对相变储热过程的影响规律。结果表明,立式储热器在管径较大时(相变材料区域厚度较薄时)熔化速度比卧式储热器快... 详细信息

通过焓-孔隙法建立数值模型,研究石蜡RT50在管壳式太阳能储热器的传热特性,并分析储热器安装形式、不同管径和管外肋片结构对相变储热过程的影响规律。结果表明,立式储热器在管径较大时(相变材料区域厚度较薄时)熔化速度比卧式储热器快;而在管径较小时(相变材料区域较厚时)熔化速度比卧式储热器慢。卧式储热器相变材料熔化过程的初始时间段和末尾时间段热传导占主导地位,而中间时间段自然对流换热占主导地位,且熔化速度主要由自然对流换热决定。此外,管外侧安装肋片能够显著提高传热系数,缩短熔化时间。相较于无肋片管道,卧式储热器采用环肋管道可缩短熔化时长31.6%;采用直肋管道可缩短熔化时长42.1%。直肋比环肋具有更好的传热效果,主要原因为直肋能够强化熔化过程中的自然对流。

关键词：太阳能相变材料熔化肋片自然对流热能储存

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类金刚石膜在水环境下的摩擦学行为

中国机械工程 2019年第18期30卷 2206-2210页

作者：郭飞飞金守峰秦立果董光能西安工程大学机电工程学院西安710048 西安交通大学机械工程学院西安710049

测试了CoCrMo合金表面沉积类金刚石薄膜与CoCrMo在水溶液润滑下的摩擦磨损行为。结果表明:摩擦副在不同浓度牛血清白蛋白溶液润滑下的平均摩擦因数均在0.10左右,CoCrMo合金销磨损量最小值为1.69×10^-5mm^3;相同条件下,生理盐水溶液润... 详细信息

测试了CoCrMo合金表面沉积类金刚石薄膜与CoCrMo在水溶液润滑下的摩擦磨损行为。结果表明:摩擦副在不同浓度牛血清白蛋白溶液润滑下的平均摩擦因数均在0.10左右,CoCrMo合金销磨损量最小值为1.69×10^-5mm^3;相同条件下,生理盐水溶液润滑的磨损量为1.38×10^-5mm^3,且销表面有转移膜生成;牛血清白蛋白溶液润滑时,界面蛋白吸附层屏蔽了转移膜的形成。根据结果可知,转移膜的形成经历了磨屑附着、连续转移、局部脱落的过程。

关键词： CoCrMo合金类金刚石膜摩擦磨损润滑