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基于搅拌摩擦加工技术的镁基复合材料研究进展

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机械工程学报 2024年第8期60卷 48-64页

作者：蹇文轩丛孟启雷卫宁江苏理工学院江苏省先进材料设计与增材制造重点实验室常州213001 江苏理工学院机械工程学院常州213001 江苏理工学院材料工程学院常州213001

镁与镁合金具有密度较小、比强度高和易加工等优点,随着科技水平的不断进步,航空航天等领域对镁合金的性能要求越来越高,镁基复合材料的发展与研究日益受到高度重视。而搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)由于具有低成本... 详细信息

镁与镁合金具有密度较小、比强度高和易加工等优点,随着科技水平的不断进步,航空航天等领域对镁合金的性能要求越来越高,镁基复合材料的发展与研究日益受到高度重视。而搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)由于具有低成本、高效率与绿色节能等独特优势,在航空航天与汽车等领域有着广阔的应用前景,已成为复合材料制造领域热门研究之一。近年来国内外研究人员尝试通过搅拌摩擦加工技术对不同类型的增强体与镁合金进行加工从而制备出了许多性能优异的复合材料。目前,主要增强体分为颗粒、纤维、石墨烯等,针对镁基复合材料搅拌摩擦加工的国内外研究进展展开综述,对适用于镁基复合材料的搅拌摩擦加工技术及其基础问题研究、加工工艺对复合材料组织与性能的影响等方面的重要研究成果进行举例和分析,进一步提出了镁基复合材料搅拌摩擦加工技术研究的发展方向,以期为搅拌摩擦技术在镁基材料加工领域的研究和应用发展起到指导作用。

关键词：镁基复合材料搅拌摩擦加工增强体复合增强

高强韧钢淬火-配分工艺中碳配分计算模型的研究进展

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材料导报 2024年第8期38卷 229-237页

作者：刘杨王刚王岭齐鹏远杨健王博全郑伟营口理工学院材料科学与工程学院辽宁营口115014

淬火-配分(QP)钢作为第三代先进高强钢,为汽车轻量化、能源使用效率提升及更早地实现“碳达峰、碳中和”的目标提供了重要保障。在淬火-配分(QP)工艺中,淬火过程形成初始组织(残余奥氏体+马氏体),配分过程则是保留和稳定残余奥氏体的关... 详细信息

淬火-配分(QP)钢作为第三代先进高强钢,为汽车轻量化、能源使用效率提升及更早地实现“碳达峰、碳中和”的目标提供了重要保障。在淬火-配分(QP)工艺中,淬火过程形成初始组织(残余奥氏体+马氏体),配分过程则是保留和稳定残余奥氏体的关键环节。QP钢配分时除了会发生碳配分,还常常伴有置换原子短程扩散、奥氏体/马氏体界面迁移、奥氏体/马氏体间相变、奥氏体/贝氏体间相变及碳化物析出等现象,使得对配分过程组织演化和碳浓度分布的研究变得十分困难。国内外学者以相关实验为基础,针对具体配分过程提出了许多计算模型,以达到对最终组织相组成的准确预测,并揭示配分过程中多现象同时发生的潜在机制。本文从以下两方面对QP钢碳配分过程的计算模型进行了综述:(1)基于热力学和动力学建立的计算模型,主要包括理想化的CCE模型、考虑界面移动性的QP-PE模型和QP-LE模型、考虑碳化物析出的CCEθ模型和QPT-LE模型、考虑贝氏体相变的耦合模型以及考虑多现象同时发生的耦合模型;(2)利用相场手段进行的相关计算模拟。最后,对今后碳配分过程的模拟计算研究前景做出展望。

关键词：先进钢淬火-配分碳配分强韧性计算模型

ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体的制备及光催化活性

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无机材料学报 2024年第8期39卷 937-944页

作者：马彬彬钟婉菱韩涧陈椋煜孙婧婧雷彩霞厦门理工学院材料科学与工程学院福建省功能材料及应用重点实验室厦门361024 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

TiO_(2)的微观形貌、颗粒尺寸及比表面积是影响其光催化活性的重要因素,介观晶体是一类由无机纳米粒子沿着相同的结晶轴方向有序排列的超结构材料,在光催化领域具有重要的研究价值。本工作分别以六氟钛酸铵和硼酸为钛源和氟离子捕获剂,... 详细信息

TiO_(2)的微观形貌、颗粒尺寸及比表面积是影响其光催化活性的重要因素,介观晶体是一类由无机纳米粒子沿着相同的结晶轴方向有序排列的超结构材料,在光催化领域具有重要的研究价值。本工作分别以六氟钛酸铵和硼酸为钛源和氟离子捕获剂,以无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,采用简单绿色的方法制备了NH4TiOF3介观晶体前驱体,然后用硼酸溶液酸洗,使NH4TiOF3介观晶体通过拓扑转变形成TiO_(2)介观晶体。最后采用沸石咪唑骨架材料ZIF-8纳米粒子对TiO_(2)介观晶体进行修饰,制备了ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体材料,并研究了其光催化降解亚甲基蓝的活性。实验结果表明,ZIF-8纳米粒子能够均匀生长在TiO_(2)介观晶体表面,形成比较致密的包覆层。ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体光催化剂具有较高的比表面积和较窄的禁带宽度,其光生电子和空穴的分离效率得到一定程度的提高。其中,样品M-TiZIF-2(加入4 mmol硝酸锌的复合介观晶体)展现出最高的光催化活性,其一级反应速率是TiO_(2)介观晶体的42倍,是ZIF-8单元材料的16倍。总之,在ZIF-8纳米粒子和TiO_(2)介观晶体的协同作用下,ZIF-8/TiO_(2)复合介观晶体材料显示出更优异的光催化性能。

关键词： TiO_(2)介观晶体 ZIF-8纳米粒子光催化复合介观晶体

基于单元级损伤指标的纤维增强复合材料层合板损伤识别方法

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1539-1553页

作者：石庆贺杨颖孙伟王昊胡可军江苏理工学院材料工程学院常州213001 中国航空研究院北京100000

本文针对复合材料层合板结构提出了一种能够综合反映其承载能力缺失的单元级损伤指标-层合单元损伤指标,该指标既可以反映层合板面内外方向刚度的损伤情况,又具有参数数量较少、较易识别的优点。为保证所提损伤指标的合理性,本文利用数... 详细信息

本文针对复合材料层合板结构提出了一种能够综合反映其承载能力缺失的单元级损伤指标-层合单元损伤指标,该指标既可以反映层合板面内外方向刚度的损伤情况,又具有参数数量较少、较易识别的优点。为保证所提损伤指标的合理性,本文利用数学和力学算子对单元级损伤指标与材料级损伤指标进行了等效,并比较了不同损伤指标在表征损伤程度之间的差异性。并提出了基于单元级损伤参数的复合材料结构损伤识别流程,即首先利用单元应变能差值指标对损伤单元进行筛选,然后利用优化方法对候选单元的损伤程度进行辨识。本文所提方法通过数值算例和一个试验进行了验证,分析了单元级损伤参数各个元素之间的相关性,并验证了基于单元级损伤参数的复合材料层合板结构损伤识别流程。本文的研究成果补充了现有复合材料结构健康监测理论。

关键词：复合材料损伤识别单元级损伤参数层合板结构优化损伤定位

棒状V_(3)O_(7)•H_(2)O电极材料的制备及印刷超级电容器

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精细化工 2024年第5期41卷 1084-1091,1160页

作者：涂倩王婧璐郑茵茵林宝莹张强刘善培陈良哲荆楚理工学院电子信息工程学院湖北荆门448000

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电... 详细信息

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电化学性能。结果表明,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g(电流密度为0.3 A/g),经过5000次循环后电容保持率为85.9%,优于涂抹电极的比电容(246.0 F/g)和电容保持率(68.0%),这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。组装的纽扣超级电容器也表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g(0.5 A/g电流密度)和91.2%(5000次充放电循环),且当能量密度为22.0 W·h/kg时,功率密度最高可达4125.0 W/kg。

关键词：七氧化三钒纳米棒丝网印刷纽扣超级电容器有机电化学

新型双钙钛矿Ca_(2)GdSbO_(6):Sm^(3+)橙红色荧光粉的制备及其发光性能

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材料研究学报 2024年第4期38卷 288-296页

作者：李婧许英朝范浩爽陆逸李莉张贤玉厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361024 厦门理工学院、福建省光电技术与器件重点实验室厦门361024

用高温固相法合成一种新型系列橙红色荧光粉Ca_(2)Gd_(1-x)SbO_(6):xSm^(3+)(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06),使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱和荧光衰减寿命等手段表征其物相结... 详细信息

用高温固相法合成一种新型系列橙红色荧光粉Ca_(2)Gd_(1-x)SbO_(6):xSm^(3+)(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06),使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱和荧光衰减寿命等手段表征其物相结构、晶体结构、化学纯度和光学性质,研究了材料的发光性能。结果表明,这种荧光粉基于Sm^(3+)在597 nm处的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/2)跃迁,引入Sm^(3+)作为发光中心在407 nm激发下可发出波长为597 nm的橙红光。随着Sm^(3+)离子浓度的提高Ca_(2)GdSbO_(6):Sm^(3+)荧光粉的发光强度先提高后降低。根据Dexter理论,其浓度猝灭是电偶极-电偶极相互作用主导的,Sm^(3+)离子的最佳掺杂浓度为x=0.03。最佳掺杂样品的色纯度约为99.3%,色坐标为(0.6146,0.3826)。在453K这种Ca_(2)GdSbO_(6):Sm^(3+)荧光粉的发射强度只衰减5.56%,表明其具有较高的热稳定性。

关键词：无机非金属材料 Ca_(2)GdSbO_(6):Sm^(3+) 高温固相法橙红色荧光粉白光LED 高热稳定性

基于地缘环境视角的地缘破碎带历史演进解析——以南高加索地区为例

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地理学报 2024年第6期79卷 1592-1611页

作者：巴士奇陈瑛姚宇阳李淦叶帅陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 江苏理工学院文化与旅游学院常州213001

地缘破碎带是全球冲突和大国竞争的主要区域,具备外部挤压性、内部分裂性、过程动态性等基本特征,是域内外双重尺度作用下共同形成的地理区域。地缘破碎带的基本特征与发展模式契合于地缘环境研究的核心理念,在地缘环境视角下,地缘破碎... 详细信息

地缘破碎带是全球冲突和大国竞争的主要区域,具备外部挤压性、内部分裂性、过程动态性等基本特征,是域内外双重尺度作用下共同形成的地理区域。地缘破碎带的基本特征与发展模式契合于地缘环境研究的核心理念,在地缘环境视角下,地缘破碎带是一个以域内外多元行为体互动实践为核心的不断发展演化的地理区域。通过互动实践,破碎带产生的决策信息集成为制约相关行为体发生行动的物质性与理念性因素,在此约束下,这些决策行动在时序上的排列关联构成了破碎带历史演进的核心内容。选取亚欧交界处的南高加索地区为研究区域,自1991年南高加索三国独立以来,该地区历经复杂的内部冲突与外部博弈,是地缘破碎带分析的典型案例。本文构建出地缘环境视角下地缘破碎带历史演进的分析框架,从本底要素、关联要素、结构要素3类视角解析1991年南高加索地区三国独立后至2020年底的历史演进过程及阶段性特征,并从跨领域互动、跨尺度耦合和多元行为体博弈3方面分析推动演进的内在路径,以地缘政治学理论视角多维化呈现地缘破碎带的历史演进过程,尝试将地理学研究的区域性、综合性、尺度性等基本思维模式融入历史学与国际关系学研究中。

关键词：地缘破碎带地缘环境多元行为体历史演进南高加索地区

质子交换膜燃料电池极板及其表面改性研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 902-932页

作者：王瑜邵文婷武上焜杨巍陈建西安工业大学材料与化工学院陕西西安710021

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的部件中,双极板(bipolar plates,BPs)是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40%、80%、50%。传统的PEMFCs因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成... 详细信息

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的部件中,双极板(bipolar plates,BPs)是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40%、80%、50%。传统的PEMFCs因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成其体积和质量较大,这增加了汽车的重量,缩小了汽车底盘的可用空间,影响了质子交换膜燃料电池汽车的性能。因此开发体积小、成本低、制备工艺简单的双极板对推进质子交换膜燃料电池的商业化应用具有重要意义。金属双极板因其成本低、力学性能好、导电性、导热性、体积相对易控等特点,在PEMFCs领域备受关注。但金属双极板在PEMFCs环境中易生成钝化膜,导致其接触电阻增加。因此,如何在提高金属双极板耐蚀性的同时,保持良好的导电性,是当前对PEMFCs研究的重点。本文综述了石墨、复合材料和金属双极板制备工艺及表面改性方法。讨论了双极板及其表面碳化物涂层、金属涂层和氮化物涂层的优缺点,并比较了这些涂层在PEMFCs环境下的耐腐蚀性和界面接触电阻性能。

关键词：质子交换膜燃料电池双极板表面改性涂层导电性耐蚀性

生物可降解聚酯/生物陶瓷3D打印骨组织工程支架研究进展

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1672-1693页

作者：刘嗣聪刘宏治殷亚然浙江理工大学材料科学与工程学院杭州310018 浙大宁波理工学院材料科学与工程学院宁波315100

移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性,为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境,加速骨缺损... 详细信息

移植骨植入物是目前治疗骨缺损的公认有效手段之一。生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料结合了生物可降解聚酯的良好力学性能、可降解性能和生物陶瓷的成骨活性,为骨植入物材料提供了新的选择。骨组织工程通过模拟骨骼微环境,加速骨缺损修复。将生物可降解聚酯/生物陶瓷复合材料制备成骨组织工程支架,能进一步加快骨修复进程。3D打印技术的引入能使生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架的制备过程精确、可重复且具备高自由度,展现出了良好的发展前景。本文阐述了骨组织工程支架应具备的各项性能,总结了近年来国内外学者对生物可降解聚酯/生物陶瓷骨组织工程支架上述性能的改善策略,并展望未来该研究领域的发展方向。

关键词：生物可降解聚酯生物陶瓷 3D打印骨组织工程支架骨修复