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基于冷冻铸造法制备直通孔La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_(3)磁制冷材料
1
作者 缪雪飞 陈瑞彬 +3 位作者 张恕豪 张云峰 王晨旭 徐锋 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期96-103,共8页
磁制冷材料因其本征脆性,难以通过传统机械加工手段获得多孔结构。该文采用冷冻铸造法,制备出具有直通孔结构的La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_(3)(LCMO)磁制冷材料,利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪以及综合物性测量系统等,研究了... 磁制冷材料因其本征脆性,难以通过传统机械加工手段获得多孔结构。该文采用冷冻铸造法,制备出具有直通孔结构的La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_(3)(LCMO)磁制冷材料,利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪以及综合物性测量系统等,研究了该直通孔材料中LCMO固相含量对显微形貌、晶体结构、化学成分及磁性能的影响规律。研究表明,冷冻铸造所得样品孔隙率可调、成分均匀、未引入杂相;在外加磁场变化为0~1 T时,等温熵变可达2.5 J·kg^(-1)·K^(-1),与目前广泛使用的制冷工质Gd的等温熵变相当。该研究为磁制冷材料的复杂成型提供新的思路,有望推动其在绿色高效制冷领域的实用化进程。 展开更多
关键词 冷冻铸造 磁制冷 等温熵变 固相含量
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定向冷冻铸造制备三维石墨烯基复合材料的研究进展 被引量：1
2
作者 俞泽民 姚顺 +3 位作者 张家豪 沈松 王浩泽 郎士轩 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期70-74,共5页
针对三维石墨烯及其复合材料广泛的应用前景,总结了以定向冷冻铸造法制备三维石墨烯基复合材料的研究进展,重点介绍了基于定向冷冻法的三维石墨烯基材料在吸附介质、隔热/导热、传感和储能等领域的应用概况,展望了定向冷冻铸造技术在石... 针对三维石墨烯及其复合材料广泛的应用前景,总结了以定向冷冻铸造法制备三维石墨烯基复合材料的研究进展,重点介绍了基于定向冷冻法的三维石墨烯基材料在吸附介质、隔热/导热、传感和储能等领域的应用概况,展望了定向冷冻铸造技术在石墨烯及其复合材料领域的发展方向。 展开更多
关键词 定向冷冻铸造 三维石墨烯 复合材料 微观结构
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冷冻铸造技术制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料研究进展 被引量：7
3
作者 张勋 刘书海 肖华平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第13期99-112,共14页
贝壳珍珠层是一种天然的层状结构复合材料,类似"砖和泥"的软硬相交替的层状分级组装结构赋予其优良的力学性能。通过对贝壳的珍珠层进行仿生研究,人们已利用不同技术如冷冻铸造技术等,制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,... 贝壳珍珠层是一种天然的层状结构复合材料,类似"砖和泥"的软硬相交替的层状分级组装结构赋予其优良的力学性能。通过对贝壳的珍珠层进行仿生研究,人们已利用不同技术如冷冻铸造技术等,制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,并且这些材料在航空航天、军事、民用及机械工程等领域表现出广阔的应用前景。首先介绍了贝壳珍珠层的结构性能,并对其断裂机制进行了阐述;然后综合介绍了冷冻铸造技术的发展历程、作用机理、控制因素、装置设计和总体工艺流程。在此基础上,对制备仿贝壳层状结构陶瓷复合材料的表观密度、多孔陶瓷的孔隙率进行介绍,综述了多孔陶瓷的性能、陶瓷/金属层状结构复合材料以及陶瓷/聚合物层状结构复合材料的特点和应用,最后分析和总结了在研究仿贝壳层状结构陶瓷复合材料过程中出现的问题,并对该复合材料的未来发展趋势做了一定的预测。 展开更多
关键词 冷冻铸造技术 层状结构 仿生陶瓷 复合材料 贝壳珍珠层
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定向冷冻铸造工艺制备的层状SiC多孔陶瓷微观结构分析 被引量：2
4
作者 刘长志 刘洪军 +1 位作者 李晓雪 李亚敏 《热加工工艺》 北大核心 2019年第12期71-74,79,共5页
采用定向冷冻铸造工艺制备层状SiC多孔陶瓷材料,分析了孔隙微观结构,探讨了孔隙的形成机制。研究结果表明:距冷源平面的距离决定孔的隙形貌和分布;试样纵截面可分为致密区、过渡区和层片区;在冰晶生长方向,孔隙形貌由柱状向层状转变,过... 采用定向冷冻铸造工艺制备层状SiC多孔陶瓷材料,分析了孔隙微观结构,探讨了孔隙的形成机制。研究结果表明:距冷源平面的距离决定孔的隙形貌和分布;试样纵截面可分为致密区、过渡区和层片区;在冰晶生长方向,孔隙形貌由柱状向层状转变,过渡区孔隙呈板条状,孔径(层片厚度)增大。 展开更多
关键词 定向冷冻铸造 层状结构 SIC多孔陶瓷 孔隙形貌
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基于冷冻铸造法制备二氧化钛多孔陶瓷 被引量：2
5
作者 程子强 陈彦辛禹 +2 位作者 赵泳淞 邵昊然 周大雨 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第6期1168-1175,共8页
以冷冻铸造法制备TiO_(2)多孔陶瓷为背景,研究了冷冻速率、浆液浓度以及冷冻方式对TiO_(2)多孔陶瓷微观结构和力学性质各向异性的调控规律。结果表明:随着浆液浓度的增大(10vol.%~25vol.%),多孔陶瓷的孔隙率以及平均层间距均减小;冷冻... 以冷冻铸造法制备TiO_(2)多孔陶瓷为背景,研究了冷冻速率、浆液浓度以及冷冻方式对TiO_(2)多孔陶瓷微观结构和力学性质各向异性的调控规律。结果表明:随着浆液浓度的增大(10vol.%~25vol.%),多孔陶瓷的孔隙率以及平均层间距均减小;冷冻速率主要通过影响冰晶的生长方式改变多孔陶瓷的平均层间距;双向冷冻铸造法制备TiO_(2)多孔陶瓷的过程中,随着楔角增大,多孔陶瓷的横截面组织取向性增强。随着浆液浓度和冷冻速率的增大,TiO_(2)多孔陶瓷沿不同方向的维氏硬度和抗压强度整体上均呈增大趋势,但不同方向的增幅不一;随着楔角增大(0°~20°),多孔陶瓷抗压强度的各向异性更加突出,表现在x方向的抗压强度从12.15MPa增至64.91MPa。制备的TiO_(2)多孔陶瓷在生物骨组织材料以及陶瓷过滤器等领域有着较大的应用潜力。 展开更多
关键词 二氧化钛 冷冻铸造法 微观结构 力学性能 各向异性
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冷冻铸造法制备仿生梯度层状结构SiC多孔陶瓷 被引量：4
6
作者 阿拉腾沙嘎 陈星 陈冠宏 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2022年第1期90-99,共10页
采用单向恒温冷冻铸造法制备出仿生梯度层状结构SiC多孔陶瓷。研究了水基SiC陶瓷浆料的初始固相含量和冷冻温度对SiC多孔陶瓷的微观结构(包括孔隙率、片层厚度和结构波长)及抗压强度的影响。随着离冷端距离的增加,层状多孔SiC骨架的片... 采用单向恒温冷冻铸造法制备出仿生梯度层状结构SiC多孔陶瓷。研究了水基SiC陶瓷浆料的初始固相含量和冷冻温度对SiC多孔陶瓷的微观结构(包括孔隙率、片层厚度和结构波长)及抗压强度的影响。随着离冷端距离的增加,层状多孔SiC骨架的片层厚度和结构波长均沿着冷冻方向增大。随着浆料初始固相含量的提高(20vol.%~40vol.%),坯体孔隙率减少,抗压强度提高,其片层厚度和结构波长均增加,范围分别为10μm~100μm和15μm~140μm。随着冷冻温度的降低,坯体的结构波长和片层厚度均降低,抗压强度却提高。单向恒温冷冻铸造工艺具有操作简单、孔径分布和气孔率可调的优点,可实现大尺寸、复杂形状材料的制备,为梯度层状多孔材料的制备提供了新思路。 展开更多
关键词 冷冻铸造法 梯度层状结构 SIC多孔陶瓷 微观组织 力学性能
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磁场作用下冷冻铸造法制备仿生材料研究进展 被引量：1
7
作者 阿拉腾沙嘎 陈冠宏 陈星 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第7期2348-2359,共12页
随着科技的迅速发展,对材料的性能提出了更高的要求,迫切需要开发新型轻质高性能结构材料,即低密度、高刚度、高强度和高韧性等特点集于一身。生物材料经过数亿年的进化,形成了与环境和功能需求相适应的精细复杂结构,如贝壳珍珠层的“砖... 随着科技的迅速发展,对材料的性能提出了更高的要求,迫切需要开发新型轻质高性能结构材料,即低密度、高刚度、高强度和高韧性等特点集于一身。生物材料经过数亿年的进化,形成了与环境和功能需求相适应的精细复杂结构,如贝壳珍珠层的“砖-泥”结构和螃蟹角质层的螺旋结构,它们均表现出非凡的机械性能和独特的功能特性,这启发了人们对于高性能材料的设计和构筑。目前发展的冷冻铸造法(即冰模板法)是制备仿生材料的一种有效方法,通常在温度梯度作用下定向凝固水基陶瓷浆料,经冷冻干燥后可获得具有精细结构的多孔陶瓷材料,随后对该多孔陶瓷填充软相-树脂后可获得仿珍珠贝结构陶瓷-树脂复合材料。为了进一步控制材料微观结构,研究人员对冷冻铸造过程施加磁场作用,最终发现材料的结构和性能均发生了明显变化。本文介绍了冷冻铸造法在控制材料微观结构以及制备仿生材料方面取得的一些进展,综述了施加磁场作用对冷冻铸造的影响,总结了施加磁场辅助的冰模板材料微观结构和机械性能变化规律。 展开更多
关键词 多孔陶瓷 仿生材料 冷冻铸造 磁场作用 微观结构 力学性能
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仿贝壳ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料的组织与力学性能
8
作者 班生涛 成桃 +3 位作者 李杰宇 朱劲松 肖华强 林波 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期852-865,共14页
采用冷冻铸造和压力浸渗工艺制备了仿贝壳ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料,研究了复合材料的微观组织、力学性能和断裂机理。结果表明:随着ZrB_(2)体积分数的增加,ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料的准静态抗压强度与抗弯强度增大,但裂纹萌生韧性(K... 采用冷冻铸造和压力浸渗工艺制备了仿贝壳ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料,研究了复合材料的微观组织、力学性能和断裂机理。结果表明:随着ZrB_(2)体积分数的增加,ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料的准静态抗压强度与抗弯强度增大,但裂纹萌生韧性(K_(IC))和裂纹扩展韧性(K_(JC))降低。30%ZrB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压强度和抗弯强度分别为524 MPa和499 MPa,均高于20%ZrB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压强度和抗弯强度(分别为494 MPa、417 MPa),但其K_(IC)和K_(JC)(分别为11.0 MPa·m^(1/2)、16.1 MPa·m^(1/2))均低于20%ZrB_(2)/Al-Cu复合材料的K_(IC)和K_(JC)(分别为12.9 MPa·m^(1/2)、23.9 MPa·m^(1/2));在应变率为500 s^(-1)的动态压缩下,30%ZrB_(2)/AlCu复合材料的最大抗压强度为432 MPa,高于20%ZrB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压强度408 MPa。所得ZrB_(2)/AlCu层状复合材料的强度和韧性均高于大多数仿贝壳陶瓷/Al复合材料的,这主要是由于ZrB_(2)与Al界面结合良好以及裂纹的偏转和钝化、金属层的撕裂和金属-陶瓷层协同塑性变形等增韧机制。 展开更多
关键词 冷冻铸造 压力浸渗 仿贝壳ZrB_(2)/Al-Cu层状复合材料 断裂行为 动态加载
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添加明胶优化仿贝壳TiB2/Al-Cu复合材料的组织和力学性能 被引量：1
9
作者 陈亚丽 林波 +2 位作者 聂蒙 胡可 肖华强 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期416-430,共15页
采用冷冻铸造及压力浸渗制备了TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料。研究了明胶含量对复合材料组织和力学性能的影响。同时,分析了其组织、断裂和磨损机理。结果表明,随着明胶添加量的增加,TiB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压、抗弯强度和韧性均有所... 采用冷冻铸造及压力浸渗制备了TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料。研究了明胶含量对复合材料组织和力学性能的影响。同时,分析了其组织、断裂和磨损机理。结果表明,随着明胶添加量的增加,TiB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压、抗弯强度和韧性均有所提高。当明胶含量为1.0 wt%时,复合材料具有最佳的力学性能,其抗压强度、抗弯强度、裂纹萌生韧性(KIC)和裂纹扩展韧性(KJC)分别为(625±13)MPa,(626±4)MPa,(22.23±0.2)MPa·m^(1/2)和(54.43±2.4)MPa·m^(1/2)。此外,明胶的加入提高了TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料的耐磨性能。力学性能和耐磨性能提高均归因于添加明胶后,陶瓷片层开始弯曲且桥接增多,TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料微观结构得到优化。当复合材料受到外部载荷时,增加了形成多裂纹可能性,同时弯曲的陶瓷片层和陶瓷桥接有效地阻碍了金属片层间的剪切流动并抑制了金属的塑性变形,最终提高了复合材料的性能。 展开更多
关键词 仿贝壳技术 TiB2/Al-Cu复合材料 冷冻铸造 挤压铸造 明胶添加
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