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超高比能电池高锰富锂层状氧化物正极材料面临的挑战与解决策略
1
作者 宋亮亮 梁颢严 +2 位作者 李顺清 邱报 刘兆平 《物理化学学报》 北大核心 2025年第8期10-31,共22页
得益于过渡金属和晶格氧共同参与氧化还原反应,富锂层状氧化物(LLOs)具有大于250 mAh∙g^(−1)的比容量,因而成为下一代商用锂离子电池的潜在候选正极材料。为进一步提高理论比容量并减少对环境和健康有害的钴、镍元素依赖,开发高锰富锂... 得益于过渡金属和晶格氧共同参与氧化还原反应,富锂层状氧化物(LLOs)具有大于250 mAh∙g^(−1)的比容量,因而成为下一代商用锂离子电池的潜在候选正极材料。为进一步提高理论比容量并减少对环境和健康有害的钴、镍元素依赖,开发高锰富锂层状氧化物(HM-LLOs)成为一种可行的策略。通过引入更多的Li–O–Li构型,可以促进更多晶格氧参与氧化还原反应,从而提升理论比容量。然而,锰含量的增加也带来了如活化困难和不可逆氧释放等挑战,显著限制了HM-LLOs理论比容量的实际利用。基于此,本文首先探讨了HM-LLOs高理论比容量的来源,随后深入分析了高锰特性引发的结构变化及其对实际比容量利用的限制,最后系统总结了从合成到活性材料改性的多种优化策略,并展望了可能提升HMLLOs实际比容量的未来方向。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 富锂层状氧化物 合成优化 改性策略
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金属硫化物改性碳材料在超级电容器中的研究进展
2
作者 申知朋 郑浩宇 +2 位作者 李莹莹 张永刚 王雪飞 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期1-6,共6页
双电层电容器以碳材料为电极材料,具有功率密度高、循环性能好、充放电速度快等优点,但也存在能量密度低的问题。金属硫化物因具有独特的电子结构和丰富的氧化还原反应活性位点,被用于与碳材料复合构建复合电极以改善碳材料的电化学性... 双电层电容器以碳材料为电极材料,具有功率密度高、循环性能好、充放电速度快等优点,但也存在能量密度低的问题。金属硫化物因具有独特的电子结构和丰富的氧化还原反应活性位点,被用于与碳材料复合构建复合电极以改善碳材料的电化学性能。主要介绍了通过水热硫化、高温硫化等方法实现金属硫化物对生物质炭、碳纳米管、石墨烯、碳气凝胶和碳纤维的改性,研究了复合电极的电化学性能,对比了超级电容器器件的储能性能,并展望了金属硫化物改性碳材料面临的挑战与发展趋势。 展开更多
关键词 碳材料 金属硫化物 改性 超级电容器
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聚酰亚胺基碳材料在超级电容器中的研究进展
3
作者 郑浩宇 申知朋 +3 位作者 金璐 衡芳芳 张永刚 王雪飞 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期17-22,共6页
超级电容器是一种具有高功率密度和长循环寿命的能源存储系统,电极材料是超级电容器的核心部分。碳材料是目前已商业化的超级电容器电极材料,低的能量密度使其仍有很大的发展空间。聚酰亚胺具有易碳化、富含杂原子、碳收率高、结构设计... 超级电容器是一种具有高功率密度和长循环寿命的能源存储系统,电极材料是超级电容器的核心部分。碳材料是目前已商业化的超级电容器电极材料,低的能量密度使其仍有很大的发展空间。聚酰亚胺具有易碳化、富含杂原子、碳收率高、结构设计性强等诸多优点,是超级电容器电极材料的潜在前驱体材料。介绍了基于聚酰亚胺碳材料的超级电容器电极的制备方法,以及聚酰亚胺基复合碳材料在超级电容器中的应用进展,最后展望了聚酰亚胺基碳材料在超级电容器电极中的发展方向。 展开更多
关键词 碳材料 聚酰亚胺 杂原子掺杂 超级电容器
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体外膜式人工肺材料研究进展
4
作者 刘梓睿 柳杨 +1 位作者 王嵘 刘富 《功能高分子学报》 北大核心 2025年第3期204-215,共12页
体外膜肺氧合作为体外生命支持的核心技术,其组件膜式人工肺在急性呼吸衰竭及心肺手术中发挥了重要作用。然而,当前膜式人工肺面临气体传递效率差、气体选择性低及血液相容性不足等难题。本文综述了近年来研究人员对膜式人工肺的改进工... 体外膜肺氧合作为体外生命支持的核心技术,其组件膜式人工肺在急性呼吸衰竭及心肺手术中发挥了重要作用。然而,当前膜式人工肺面临气体传递效率差、气体选择性低及血液相容性不足等难题。本文综述了近年来研究人员对膜式人工肺的改进工作,主要介绍了膜式人工肺材料的制备与结构调控以及表面改性,分析了热致相分离技术中绿色稀释剂及二元稀释剂体系的应用以及仿生涂层、多功能结构设计等在提升气体选择性及血液相容性上的优势。另外,指出了膜式人工肺在长时间使用中的血液相容性不足、气体传输与抗渗漏性能平衡等瓶颈问题,提出了通过材料改性与结构优化实现多功能一体化的解决方案。最后,展望了膜式人工肺在小型化、高效化及可持续化发展的方向。本文为膜式人工肺的高性能开发与临床应用提供了系统性参考。 展开更多
关键词 膜式人工肺 血液相容性 高分子材料 热致相分离法 体外膜肺氧合
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基于线性加权求和法的生物皮质骨材料钻削参数优化
5
作者 安永峰 熊次远 +2 位作者 陈庆盈 李俊杰 李明 《工具技术》 北大核心 2025年第5期18-25,共8页
为进一步研究骨科医用手术钻头钻削生物皮质骨材料工艺参数对钻削力和温度的影响,实现对钻削参数的优选。采用正交试验法进行钻削实验,分析钻削材料厚度、进给速度和主轴转速对钻削力与温度的影响,并比较刀具磨损和钻削材料厚度对钻削... 为进一步研究骨科医用手术钻头钻削生物皮质骨材料工艺参数对钻削力和温度的影响,实现对钻削参数的优选。采用正交试验法进行钻削实验,分析钻削材料厚度、进给速度和主轴转速对钻削力与温度的影响,并比较刀具磨损和钻削材料厚度对钻削力的影响。建立钻削力和温度与钻削参数的整体和单独预测模型,并通过实验验证模型的准确性。以钻削材料厚度4 mm为例,以进给速度和主轴转速为优化变量,以最小化钻削时间与钻削力为目标构建多目标优化模型。使用线性加权求和法求解,分别得到五种不同加权系数组合下钻削生物皮质骨材料的优化工艺参数,并通过实验验证两目标权重系数为0.5时的最优解。 展开更多
关键词 生物皮质骨材料 钻削 工艺参数 线性加权求和法
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碳纤维增强热塑性复合材料激光原位成型工艺调控研究进展
6
作者 任毅 虞筱琛 +1 位作者 祝颖丹 陈刚 《塑料工业》 北大核心 2025年第2期6-12,51,共8页
碳纤维增强热塑性复合材料凭借其优异的力学性能在航空航天、轨道交通及国防等领域得到广泛应用。激光原位成型技术是热塑性复合材料主要的先进成型工艺,针对其工艺参数的调控和成型机理的研究具有重要的工程应用意义。本文在总结国内... 碳纤维增强热塑性复合材料凭借其优异的力学性能在航空航天、轨道交通及国防等领域得到广泛应用。激光原位成型技术是热塑性复合材料主要的先进成型工艺,针对其工艺参数的调控和成型机理的研究具有重要的工程应用意义。本文在总结国内外激光原位成型技术研究的基础上,讨论了激光加热温度、压辊压力、成型速度等工艺对热塑性复合材料成型性能和缺陷的影响规律,最后对其发展趋势进行了总结和展望。总体而言,目前国内外针对热塑性复合材料激光原位成型工艺多为试验研究,有待开展多工艺参数耦合协同仿真分析及复杂曲面成型工艺研究,为激光原位成型工程应用发展提供支撑。 展开更多
关键词 碳纤维增强热塑性复合材料 激光原位成型 工艺参数 调控
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硫酸锌催化淀粉衍生硬碳材料的制备及储钠性能研究
7
作者 张柳锐 叶同 +2 位作者 郑浩宇 况永波 何海勇 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期101-106,共6页
针对淀粉基硬碳热处理过程中的发泡问题,采用硫酸锌改性淀粉前驱体,改性后可直接碳化制备用于钠离子电池的高性能硬碳负极材料。一方面利用硫酸锌的催化作用抑制淀粉的发泡,另一方面碳化过程中形成的氧化锌在高温下挥发,极大地促进了碳... 针对淀粉基硬碳热处理过程中的发泡问题,采用硫酸锌改性淀粉前驱体,改性后可直接碳化制备用于钠离子电池的高性能硬碳负极材料。一方面利用硫酸锌的催化作用抑制淀粉的发泡,另一方面碳化过程中形成的氧化锌在高温下挥发,极大地促进了碳层无序度的提升,同时氧化锌挥发后形成的开孔在高温下通过碳原子的重排形成闭孔,无序度的提升和微米级闭孔的形成均有利于硬碳储钠性能的提升。结果表明:通过在前驱体中添加适量的硫酸锌,在1600℃的高温下制备的无序硬碳材料HC-3-1600首效为90%,平台容量提升了28.5mAh/g;总容量从294.0mAh/g提升到了338.2mAh/g。因此,前驱体中硫酸锌的加入,能有效提升材料的无序性,增加储钠闭孔结构。 展开更多
关键词 硬碳 硫酸锌 负极材料 孔结构 钠离子电池
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复合材料结构超级电容器专用固态聚合物电解质的制备研究进展
8
作者 薛成贵 徐海兵 +1 位作者 祝颖丹 颜春 《化工新型材料》 北大核心 2025年第4期7-11,17,共6页
复合材料结构超级电容器(SSC)是一种新型的结构/储能一体化多功能复合材料,有望同时满足新能源汽车等交通工具对高效储能与结构承载的双重需求,具有广泛的应用前景。作为SSC的重要组成部分,固态聚合物电解质(SPE)肩负着载荷传递与离子... 复合材料结构超级电容器(SSC)是一种新型的结构/储能一体化多功能复合材料,有望同时满足新能源汽车等交通工具对高效储能与结构承载的双重需求,具有广泛的应用前景。作为SSC的重要组成部分,固态聚合物电解质(SPE)肩负着载荷传递与离子传导的双重功能,很大程度上决定了SSC的储能与力学性能。高性能SSC要求SPE兼具优良的离子电导率及力学性能。然而,SPE的离子电导性能与力学性能往往相互制约。制备兼具优良离子电导性能与力学性能的SPE是当前开发高性能SSC存在的主要挑战。主要对SPE制备的研究现状进行较为系统的评述,重点介绍了锂盐/有机溶剂电解液型SPE、离子液体电解液型SPE、纳米增强改性型SPE的制备方法,分析了不同制备方法对SPE及SSC性能的影响,并进一步对SPE研制面临的挑战及未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 复合材料结构超级电容器 固态树脂基电解质 锂盐 离子液体 纳米改性
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石墨烯的功能化改性及其在碳纤维复合材料界面改性中的应用研究进展
9
作者 陈琪 刘东 +3 位作者 颜春 祝颖丹 张毅 韩宇 《塑料工业》 北大核心 2025年第6期22-30,共9页
界面相是复合材料中基体相和增强相之间传递应力的重要桥梁,石墨烯作为一种具有优异力学性能的二维材料,可有效提高碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能。但石墨烯的比表面积大、易团聚,通过功能化改性提高其分散性、相容性和物... 界面相是复合材料中基体相和增强相之间传递应力的重要桥梁,石墨烯作为一种具有优异力学性能的二维材料,可有效提高碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能。但石墨烯的比表面积大、易团聚,通过功能化改性提高其分散性、相容性和物理化学活性是实现理想界面改性效果的重要前提。本文对石墨烯的功能化改性及其在CFRP界面增强增韧改性中的应用研究进行了综述,首先详细介绍了石墨烯化学和物理功能化改性方法及研究成果,这些方法有效改善了石墨烯的分散性,然后综述了功能化石墨烯改性CFRP界面性能的最新研究现状,主要包含沉积法、浸渍法以及化学接枝法等研究成果,这些方法可以有效改善CFRP的界面性能并提高其使用寿命,最后指出了石墨烯改性CFRP界面性能研究的不足,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 功能化石墨烯 碳纤维复合材料 界面改性 界面性能 石墨烯改性
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团簇-晶核共组装亚纳米材料的研究进展
10
作者 叶庆华 赵亚丽 +4 位作者 蔡铭心 翟锦秀 曹行健 刘熙俊 何佩雷 《材料导报》 北大核心 2025年第12期14-23,共10页
亚纳米材料是指特征尺寸至少在一个维度上小于1 nm的材料。与传统纳米材料相比,亚纳米材料往往有特殊的性能,因而具有广阔的应用前景。清华大学的王训教授课题组实现了在良/不良溶剂体系中制备亚纳米材料,并提出了团簇-晶核共组装策略... 亚纳米材料是指特征尺寸至少在一个维度上小于1 nm的材料。与传统纳米材料相比,亚纳米材料往往有特殊的性能,因而具有广阔的应用前景。清华大学的王训教授课题组实现了在良/不良溶剂体系中制备亚纳米材料,并提出了团簇-晶核共组装策略来实现亚纳米尺度上材料组分的调控。目前,该策略已发展成为制备各种组分亚纳米材料的普适方法。亚纳米材料因超高的比表面积和接近100%的表面原子暴露率而具有快速的电子/离子传输特性,在储能、催化和光热转化等领域中获得了广泛的应用。本文介绍了团簇-晶核共组装策略的概念和亚纳米材料的形成机理,同时,综述了近年来利用团簇-晶核共组装策略制备的亚纳米材料的研究现状,就其合成方法、结构等进行系统的介绍,讨论了这些亚纳米材料在储能、催化、光热转化、有机凝胶等方面的应用,最后提出了亚纳米材料目前面临的挑战和未来的研究方向,旨在为亚纳米材料的设计和精确合成提供新的视角。 展开更多
关键词 亚纳米 团簇-晶核共组装策略 储能 类高分子性质 光热转化
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富锂层状氧化物正极材料的微观结构调控及其性能研究
11
作者 高静 李瑛 +3 位作者 顾可欣 顾庆文 邱报 刘兆平 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期355-363,共9页
通过调整富锂层状氧化物正极材料的元素组成,实现对其体相结构内的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴分散度的调控。通过结合高功率X射线衍射和球差电镜证明了Li_(1.08)Ni_(0.225)Co_(0.225)Mn_(0.450)O_(2)材料具有高度分散的类Li 2MnO_(3)相晶畴... 通过调整富锂层状氧化物正极材料的元素组成,实现对其体相结构内的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴分散度的调控。通过结合高功率X射线衍射和球差电镜证明了Li_(1.08)Ni_(0.225)Co_(0.225)Mn_(0.450)O_(2)材料具有高度分散的类Li 2MnO_(3)相晶畴,同时原位微分电化学质谱测试证明了具有高度分散的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴的富锂层状氧化物正极材料可以成功抑制晶格氧的释放。电化学测试表明:微观结构的调控虽然可以提高材料的首次库伦效率和平均放电电压,但同时也降低了晶格氧的活性,减少了放电比容量。在循环过程中晶格氧稳定性的提高减轻了结构的退化程度,富锂层状氧化物正极材料表现出更优异的循环稳定性和更缓慢的电压衰减。此外,晶格氧稳定性的提高还改善了材料的热稳定性。 展开更多
关键词 富锂层状氧化物正极材料 微观结构 氧释放 热稳定性
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3D打印柔性SiO_(2)气凝胶复合材料的研究
12
作者 陈浩 储成义 +6 位作者 王雨婷 鲍希希 邱琢皓 程昱川 郭建军 单兴刚 孙爱华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第5期1756-1763,共8页
SiO_(2)气凝胶因特殊网络结构而存在优异的性质,如高比表面积、高孔隙率、低热导率和低密度,是优异的保温绝热材料。但SiO2气凝胶机械性能脆弱,导致传统制造方法难以制备复杂和微小型构件,极大地阻碍了SiO_(2)气凝胶在隔热领域的发展和... SiO_(2)气凝胶因特殊网络结构而存在优异的性质,如高比表面积、高孔隙率、低热导率和低密度,是优异的保温绝热材料。但SiO2气凝胶机械性能脆弱,导致传统制造方法难以制备复杂和微小型构件,极大地阻碍了SiO_(2)气凝胶在隔热领域的发展和应用。本文通过3D打印直写技术制备了柔性SiO_(2)气凝胶复合材料,通过研究不同聚乙烯醇(PVA)溶液和十八酸钠(C_(17)H_(35)COONa)的含量,找到最佳浆料配比,打印的柔性SiO_(2)气凝胶复合材料在100℃下的热导率低至0.026 W/(m·K),同时具有较好的压缩性能、弯曲性能和疏水性。这项研究为SiO_(2)气凝胶的规模化应用提供一种可能。 展开更多
关键词 气凝胶 SiO_(2) 3D打印 柔性 低热导率 疏水
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高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究 被引量：4
13
作者 夏羽青 王锦艳 +7 位作者 胡桢 宋飞 王润国 刘小青 蹇锡高 王玉忠 张立群 薛群基 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基... 高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料–合成–加工改性–制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。 展开更多
关键词 高性能高分子 高性能树脂及工程塑料 有机纤维 特种橡胶及弹性体 生物基树脂及可降解材料
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生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展 被引量：3
14
作者 郑波 颜春 +7 位作者 祝颖丹 刘东 徐海兵 陈刚 陈明达 刘小青 代金月 吕东喜 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期8-12,17,共6页
环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解... 环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。 展开更多
关键词 生物基环氧树脂 碳纤维复合材料 可降解 可回收
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混氢燃气轮机用高温结构材料与热障涂层研究进展 被引量：2
15
作者 梅浩 尚勇 +8 位作者 常可可 于海原 茹毅 赵文月 赵海根 王文文 裴延玲 李树索 宫声凯 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期86-104,共19页
随着全球能源结构的转型和环保要求的提高,混氢燃气轮机作为一种高效、低排放的能源转换设备受到了广泛关注。本文综述国内外混氢燃气轮机的发展现状,分析燃气轮机中氢气燃烧的特性,探讨燃氢对复杂部件的影响及其高温材料的应用,同时分... 随着全球能源结构的转型和环保要求的提高,混氢燃气轮机作为一种高效、低排放的能源转换设备受到了广泛关注。本文综述国内外混氢燃气轮机的发展现状,分析燃气轮机中氢气燃烧的特性,探讨燃氢对复杂部件的影响及其高温材料的应用,同时分析在高温、高压和腐蚀条件下工作的热端部件材料所需满足的性能要求,以及目前材料研发中的主要挑战与潜在解决方案。详细讨论氢燃烧过程中,水蒸气以及氢脆效应对燃气轮机合金和热障涂层的影响。水蒸气会加速合金的氧化和腐蚀,导致合金力学性能下降。此外,氢脆效应也会严重影响合金的韧性和耐久性,增加裂纹扩展和断裂的风险。针对这些问题,未来研究应重点关注多场耦合模拟和加速腐蚀实验的探究,综合考虑温度、压力、不同气氛等多种因素,建立真实环境模拟器,评估合金和涂层性能。同时应注重氢气和水蒸气同时存在时对高温合金和热障涂层产生的复合效应,深入探究氢在合金中的扩散机制、与晶格缺陷的相互作用和引发氢脆的微观过程。构建高温水蒸气环境下氧化模型,明晰水蒸气在高温下的解离吸附机制,保护性氧化膜Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)的羟基化以及非保护性氧化物(如尖晶石)的生长行为。 展开更多
关键词 燃气轮机氢燃料 燃烧特性 高温合金 热障涂层
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纤维增强复合材料-金属混合连接接头疲劳性能研究进展 被引量：3
16
作者 宋建辉 虞筱琛 +3 位作者 祝颖丹 吴化平 张雄军 陈刚 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第9期105-112,共8页
纤维增强复合材料由于其优异的力学性能已被广泛应用于各种轻量化场合。通常情况下,复合材料在实际应用中需要和金属等异质材料进行连接,其中混合连接接头相比胶接、传统机械连接具有更优异的力学性能。疲劳寿命是影响纤维增强复合材料... 纤维增强复合材料由于其优异的力学性能已被广泛应用于各种轻量化场合。通常情况下,复合材料在实际应用中需要和金属等异质材料进行连接,其中混合连接接头相比胶接、传统机械连接具有更优异的力学性能。疲劳寿命是影响纤维增强复合材料-金属混合连接接头服役性能的关键,本文对混合连接接头各部分材料的疲劳性能进行了分析,探讨了混合连接接头疲劳寿命预测方法,分析了影响混合连接接头疲劳性能的重要因素,并对其发展趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 纤维增强复合材料 金属 混合连接 疲劳性能 寿命预测
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碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究 被引量：3
17
作者 陈忠安 包彬颖 +5 位作者 张广义 潮阳 王玉峰 姚喆赫 焦俊科 张文武 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期700-710,共11页
碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在水导激光加工后,切缝表面和横截面存在热损伤,这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题,采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律,研究了沟槽表面... 碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在水导激光加工后,切缝表面和横截面存在热损伤,这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题,采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律,研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明:高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度;激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2 mm厚CFRP切割试验中发现:横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关,0°碳纤维热影响区宽度最大,45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近,90°碳纤维热影响宽度最小;另外,提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展,水射流速度由80 m/s提高至120 m/s,最大热影响宽度缩小35.7%。 展开更多
关键词 水导激光 碳纤维增强聚合物 几何形貌 损伤机理
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宁波材料所在CVD大块单晶金刚石合成技术方面取得进展 被引量：2
18
《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3257-3257,共1页
中国科学院宁波材料技术与工程研究所＂功能碳素材料团队＂以实现金刚石精密工具的国产化和产业化为目标,最近在CVD（Chemical-Vapor-Deposition：化学气相沉积）单晶金刚石合成方面取得了突破性进展。团队从国产微波等离子体CVD设备设... 中国科学院宁波材料技术与工程研究所＂功能碳素材料团队＂以实现金刚石精密工具的国产化和产业化为目标,最近在CVD（Chemical-Vapor-Deposition：化学气相沉积）单晶金刚石合成方面取得了突破性进展。团队从国产微波等离子体CVD设备设计改造着手,开发了高密度、高稳定性的金刚石沉积装置。 展开更多
关键词 单晶金刚石 CVD设备 碳素材料 合成技术 宁波 大块 化学气相沉积 微波等离子体
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热塑性碳纤维/尼龙6复合材料界面优化及零件快速成型工艺研究 被引量：2
19
作者 高聪 祝颖丹 +3 位作者 刘伯芳 李铁虎 王志白 冯刚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期546-556,共11页
碳纤维复合材料具有质轻高强等优势,是绝佳的轻量化材料,但汽车常用的碳纤维复合材料以环氧树脂等热固性树脂为基体,大规模应用会面临不易回收的难题。热塑性碳纤维复合材料具有易回收的优势,但其如何提升碳纤维与热塑性树脂的界面结合... 碳纤维复合材料具有质轻高强等优势,是绝佳的轻量化材料,但汽车常用的碳纤维复合材料以环氧树脂等热固性树脂为基体,大规模应用会面临不易回收的难题。热塑性碳纤维复合材料具有易回收的优势,但其如何提升碳纤维与热塑性树脂的界面结合力及零件成型效率是行业难题。本文以热塑性碳纤维/尼龙6复合材料为研究对象,针对商品化碳纤维/尼龙6界面相容性差的问题,创新设计一种新型的可溶性共聚酰胺上浆剂,将碳纤维/尼龙6的界面强度提升74.2%,显著提升了碳纤维/尼龙6的综合性能。同时,优化预浸料制备和连续模压成型的工艺参数,将碳纤维顶盖横梁的模压生产效率提升至3.4 min/件,满足汽车行业大批量产节拍要求。同时,碳纤维/尼龙6顶盖横梁具有极高的弯曲强度和模量,与钢制件相比轻量率达68.8%。综上,本文为热塑性碳纤维复合材料(易回收)在汽车上的批量化应用提供了创新解决方案。 展开更多
关键词 轻量化 碳纤维 尼龙 界面性能 快速成型
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金刚石在富氧环境下的高效抛光及其材料去除机制研究 被引量：1
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作者 刘帅伟 关春龙 +3 位作者 鲁云祥 易剑 江南 西村一仁 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第12期2094-2103,共10页
金刚石独特的性能使其成为声、光、电、热等领域非常理想的应用材料,但其极低的材料去除率导致其加工时间极长,如何在保证抛光质量的前提下提高抛光效率一直是金刚石加工领域的热门课题。本文对常规环境与富氧环境下用金刚石砂轮抛光多... 金刚石独特的性能使其成为声、光、电、热等领域非常理想的应用材料,但其极低的材料去除率导致其加工时间极长,如何在保证抛光质量的前提下提高抛光效率一直是金刚石加工领域的热门课题。本文对常规环境与富氧环境下用金刚石砂轮抛光多晶金刚石进行了对比实验,发现在富氧环境下材料的抛光去除率达2.29μm/h,是常规环境下抛光去除率0.25μm/h的9倍以上,且表面质量良好。原子力显微镜表征结果表明,在30μm×30μm的测量范围内,富氧环境下抛光后的金刚石表面粗糙度Sa可达2 nm以下,SEM和TEM观测未发现明显的结构损伤。此外,借助XPS分析了金刚石抛光加工过程中的材料去除机制,发现在抛光加工过程中,金刚石在机械作用下表面会发生从sp^(3)到sp^(2)结构的相变,形成的相变层在机械和氧气的作用下被去除。同时发现在富氧环境下,相变层可以更快地被去除,说明氧化在金刚石材料去除过程中扮演着更重要的角色。 展开更多
关键词 金刚石 抛光 富氧环境 材料去除率 去除机制 氧化
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