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静电纺丝制备Janus微纳米纤维研究进展

复合材料学报 2024年第5期41卷 2321-2332页

作者：刘思彤金丹孙东明王静王原王艳慧李懿轩中钢集团鞍山热能研究院有限公司鞍山114000

为进一步深入研究静电纺丝技术及Janus微纳米纤维的可控制备,使具有非均质结构特点的Janus纤维材料在多功能复合材料领域得到更广泛的应用。近年来,随着静电纺丝技术的不断发展,Janus纤维的纺制工艺逐渐从纺丝装置拓展、纺丝参数优化以... 详细信息

为进一步深入研究静电纺丝技术及Janus微纳米纤维的可控制备,使具有非均质结构特点的Janus纤维材料在多功能复合材料领域得到更广泛的应用。近年来,随着静电纺丝技术的不断发展,Janus纤维的纺制工艺逐渐从纺丝装置拓展、纺丝参数优化以提高纤维并行率,逐渐向纤维形貌多样化、结构多级化及组成多相化的导向性设计方向发展,以推动Janus纤维在多功能复合材料领域的快速发展。本文综述了基于静电纺丝技术所制备的并轴及同轴结构的Janus微纳米纤维,比较说明了不同结构Janus微纳米纤维的制备方法、形成机制及结构调控等方面的研究进展及成果,并进一步表明了静电纺丝技术在实现Janus纤维微纳米尺度导向性结构控制方面具有广泛的应用潜力。

关键词：静电纺丝 Janus纤维纤维结构机制纺丝装置

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膜法分离一/二价阳离子的研究进展

化工进展 2024年第3期43卷 1363-1373页

作者：赵国珂张杨刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜... 详细信息

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜、纳滤膜、支撑液膜和离子印迹膜的研究进展,重点梳理了相关膜材料的离子选择性优化思路和机理,对比分析了上述膜过程的特点和适用场景。基于此,作者认为,离子筛分精细化是膜分离技术的重要发展方向。在分子尺度明晰分离层的形成和演化机理,对于提高界面聚合反应可控度,实现在亚纳米尺度膜结构的精细调控至关重要。通过在膜基体内可控构建目标离子的特异性识别位点和传质通道,有望实现高选择性离子筛分。此外,具有本征规则孔道结构的新型分离膜材料,如MOFs、COFs、二维层状结构膜等,在精细筛分方面具有良好的发展潜力。

关键词：阳离子交换膜纳滤膜液膜离子印迹膜一/二价阳离子分离

超声冲击对增材制造组织改善及强化机理影响的研究进展

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金属学报 2024年第3期60卷 273-286页

作者：孙徕博黄陆军黄瑞生徐锴武鹏博龙伟民姜风春方乃文中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室郑州450001 哈尔滨工程大学烟台研究院烟台264000

增材制造作为一种快速发展的先进技术已在制造业领域得到广泛应用,但在金属制件增材制造过程中存在的晶粒粗大、组织方向性明显等问题制约了该技术的发展。超声冲击处理作为一种强化手段,因其能够有效改善增材制造金属制件应力状态、细... 详细信息

增材制造作为一种快速发展的先进技术已在制造业领域得到广泛应用,但在金属制件增材制造过程中存在的晶粒粗大、组织方向性明显等问题制约了该技术的发展。超声冲击处理作为一种强化手段,因其能够有效改善增材制造金属制件应力状态、细化组织并提高其综合性能等特点而得到认可。本文从超声冲击在金属增材制造过程中对组织的作用机制和强化机理出发,总结了基于表面塑性变形实现增材制造强化的理论观点及局限性,阐述了超声冲击和增材制造复合作用下的组织细化机理和柱状晶向等轴晶转变机制,最后提出了超声冲击辅助金属增材制造强化理论建立过程中仍需进行深入研究的问题及建议。

关键词：超声冲击处理增材制造强化机制组织转变机理

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铝电解阳极覆盖料研究进展

材料导报 2024年第S01期38卷 344-347页

作者：李昌林侯光辉王怀江方斌王俊青王俊伟罗丽芬张勇猛马军义中铝郑州有色金属研究院有限公司郑州450041

铝电解阳极覆盖料性能及覆盖制度对铝电解槽稳定运行具有重要影响。本文从阳极覆盖料的保温性能研究、阳极覆盖料对电解槽物料平衡研究和阳极覆盖料防(阳极)氧化性能研究等方面介绍国内外阳极覆盖料研究进展,以期为国内铝电解节能、能... 详细信息

铝电解阳极覆盖料性能及覆盖制度对铝电解槽稳定运行具有重要影响。本文从阳极覆盖料的保温性能研究、阳极覆盖料对电解槽物料平衡研究和阳极覆盖料防(阳极)氧化性能研究等方面介绍国内外阳极覆盖料研究进展,以期为国内铝电解节能、能耗双控目标实现和效益提升提供借鉴。同时指出,复杂电解质体系下,服役过程中覆盖料与与电解槽内物料的相互作用及理论研究较少。因此在上述方面开展系统研究,为我国复杂电解质体系、低电压条件下铝电解生产节能降耗提供理论支撑。

关键词：铝电解阳极覆盖料保温物料平衡防氧化

预变形对双峰分离非基面织构AZ31镁合金板材室温力学行为及微观组织演变的影响

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金属学报 2024年第7期60卷 881-889页

作者：汪丽佳胡励苗天虎周涛何曲波刘相果重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆材料研究院有限公司重庆400707 重庆中镭科技有限公司重庆400800

为揭示双峰分离非基面织构AZ31镁合金板材预变形后的室温变形行为及微观组织演化规律,对该板材施加压下量5%的深冷轧制预变形,结合室温单轴拉伸和微观组织表征实验,研究预变形对制备板材力学行为及微观组织演变的影响。结果表明,沿轧制... 详细信息

为揭示双峰分离非基面织构AZ31镁合金板材预变形后的室温变形行为及微观组织演化规律,对该板材施加压下量5%的深冷轧制预变形,结合室温单轴拉伸和微观组织表征实验,研究预变形对制备板材力学行为及微观组织演变的影响。结果表明,沿轧制方向(RD)试样的初始屈服强度和断裂延伸率较未预变形试样分别提升212.5%和降低56.9%。沿板材横向(TD)试样的初始屈服强度和断裂延伸率较未预变形试样分别降低6.7%和提升37.9%。不同方向试样初始屈服强度的差异主要是由于TD试样中TD织构组分所对应的晶粒比RD试样中双峰分离非基面织构组分所对应的晶粒更容易激活基面滑移。断裂延伸率的差异主要是由于在RD试样中,{1012}拉伸孪晶的扩张受到抑制,会较早出现{1011}压缩孪晶,而在TD试样中,{1012}拉伸孪晶可以有效扩张,且后期出现一定数量的{1011}-{1012}双孪晶来承载/协调塑性应变。

关键词： AZ31镁合金双峰分离非基面织构预变形微观组织演化塑性变形机制

深井超深井大尺寸井眼钻具疲劳失效分析与防控

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天然气工业 2024年第6期44卷 74-86页

作者：马勇张佳伟范宇黄洪春邹灵战卓鲁斌邢星李洪刘斌中国石油西南油气田公司中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油青海油田公司钻采工艺研究院

地球深部蕴藏着丰富的油气资源,随着深井超深井钻井数量的递增,钻具失效(断钻具、钻具刺漏)事故呈现逐年递增趋势。为进一步明确深井超深井大尺寸井眼钻具失效原因、减少钻具失效事故,梳理了近年来中国石油西部三大油田钻具失效情况及特... 详细信息

地球深部蕴藏着丰富的油气资源,随着深井超深井钻井数量的递增,钻具失效(断钻具、钻具刺漏)事故呈现逐年递增趋势。为进一步明确深井超深井大尺寸井眼钻具失效原因、减少钻具失效事故,梳理了近年来中国石油西部三大油田钻具失效情况及特征,并以西部油田某口典型超深井?444.50 mm井眼连续5次断钻具事故为对象开展原因分析。首先基于弹性动力学密哈顿原理(Hamilton’s principle)和纽马克方法(Newmark-β)建立了钻具动力学模型,结合雨流法和Miner疲劳损伤累积理论实现对钻具运动、受力及疲劳寿命的定量评价,并验证了模型的准确性,最后提出了大尺寸井眼预防断钻具配套工艺措施。研究结果表明:(1)深井超深井中钻具失效主要发生在上部大尺寸井段,失效位置多集中在下部钻具接头或本体尺寸较小的薄弱位置;(2)因钻具横向振动诱发高频弯曲应力是导致钻具疲劳失效的主要因素,持续剧烈的横向振动在数小时内会导致钻具疲劳失效;(3)提高下部钻具组合刚度、使用“高钻压+低转速”参数钻进有助于降低钻具横振强度;(4)因钻具组合刚度偏小、钻井参数不合理导致下部钻具剧烈横向振动,叠加“中性点”在钻具接头及本体尺寸较小等薄弱位置反复交替,是典型案例井连续断钻具的直接原因。结论认为,建立的模型可以定量评估钻具疲劳失效情况,提出的预防措施可为深井超深井大尺寸井眼预防钻具失效提供技术参考。

关键词：深井超深井大尺寸井眼钻柱动力学横向振动高频弯曲应力疲劳失效防控措施

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磷酸氧钒钠纳米片的可控制备研究

化学学报 2024年第3期82卷 274-280页

作者：张东彬袁欣然辛亚男刘天豪韩慧果杜光超滕艾均鞍钢集团北京研究院有限公司北京102211 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司成都610300 攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000

基于磷酸氧钒钠的制备条件苛刻、颗粒粒径大和电导率差等问题,提出了一种制备纳米片状磷酸氧钒钠的新方法.通过特定条件下的表面能调控技术,实现纳米片状磷酸氧钒钠的可控制备.通过对不同生长时间的产物进行监测分析,研究了纳米片的形... 详细信息

基于磷酸氧钒钠的制备条件苛刻、颗粒粒径大和电导率差等问题,提出了一种制备纳米片状磷酸氧钒钠的新方法.通过特定条件下的表面能调控技术,实现纳米片状磷酸氧钒钠的可控制备.通过对不同生长时间的产物进行监测分析,研究了纳米片的形成过程.结合密度泛函理论(DFT)模拟计算,分析了片状磷酸氧钒钠的成片机理.调控不同硫酸根的添加量,研究了不同硫酸根条件下磷酸氧钒钠的微观形貌变化规律,验证了片状磷酸氧钒钠的成片机制.研究SO_(4)^(2-)离子在不同晶面的吸附改变了不同晶面的表面能大小,改变了磷酸氧钒钠晶核优势生长取向,实现了定向生长与自组装,最终获得了独特的纳米片状磷酸氧钒钠.由于独特的纳米片状微观形貌,所制备的片状磷酸氧钒钠具有更高的比表面积和压实密度.其比表面积为16.2m^(2)/g,优于纳米颗粒状磷酸氧钒钠的4.3m^(2)/g,压实密度达到1.86 g/cm^(3),高于颗粒状磷酸氧钒钠的1.77 g/cm^(3).此外,纳米片状磷酸氧钒钠还表现出优异的储钠性能.在0.1 C电流密度条件下,纳米片状磷酸氧钒钠的放电比容量达到93.76m Ah/g,大于相同放电电流密度下,纳米颗粒状磷酸氧钒钠的82.85 mAh/g.同时,10 C电流密度条件下,循环100次后,仍能保持105%的初始容量(相同情况下,纳米颗粒状磷酸氧钒钠仅有92%),表现出良好的循环稳定性.

关键词：纳米片磷酸氧钒钠可控制备表面能取向生长

YB/T 4174.3—2022《硅钙合金分析方法第3部分：氧化钙含量的测定电位滴定法》标准应用解析

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冶金分析 2024年第1期44卷 93-98页

作者：谭胜楠刘洁任玲玲杨晓倩葛晶晶郭圣洁河北河钢材料技术研究院有限公司

本文全面解析了YB/T 4174.3—2022《硅钙合金分析方法第3部分：氧化钙含量的测定电位滴定法》在实际检测中的应用，详细讨论了标准中“范围、试剂和材料、仪器、取样和制样、试样的分析、结果计算和表示、精密度”等章节中对应的条款... 详细信息

本文全面解析了YB/T 4174.3—2022《硅钙合金分析方法第3部分：氧化钙含量的测定电位滴定法》在实际检测中的应用，详细讨论了标准中“范围、试剂和材料、仪器、取样和制样、试样的分析、结果计算和表示、精密度”等章节中对应的条款。同时对检测环节中需要注意的事项、测试结果可接受性的检验方法、实验室内测量的重复性、实验室间测量的再现性进行了补充说明，为检测人员在使用标准时提供参考。

关键词：硅钙合金氧化钙电位滴定法标准应用解析 YB/T 4174.3—2022

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铜箔衬底对化学气相沉积法制备石墨烯的影响

材料导报 2024年第13期38卷 173-177页

作者：王云鹏刘宇宁王同波张嘉凝莫永达娄花芬中国铜业工程技术研究院北京102209 昆明冶金研究院有限公司北京分公司北京102209 中铝科学技术研究院有限公司北京102209

化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下... 详细信息

化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下两类铜箔对生长石墨烯的影响。研究表明,电解铜箔的表面粗糙度在预处理与退火后均大于压延铜箔。压延铜箔由于经历变形,退火处理后晶粒尺寸为37μm,Cu(111)面比例约40%,电解铜箔退火后晶粒尺寸约为24μm,Cu(111)面比例约为28%,压延铜箔优于电解铜箔。CVD制备石墨烯后发现压延铜箔上生长的石墨烯岛的面积大于电解铜箔,石墨烯缺陷要少于电解铜箔,即相同制备条件与相同厚度下压延铜箔上制备的石墨烯质量优于电解铜箔上制备的石墨烯。

关键词：电解铜箔压延铜箔化学气相沉积法石墨烯