纳米Al_(2)O_(3)增强铝基复合材料制备技术及力学性能研究进展 被引量：1

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作者 荣智峥 魏午 +4 位作者 赵宇 毕舰镭 高阳 黄晖 聂祚仁 《材料工程》 北大核心 2025年第5期130-144,共15页

纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料作为轻质高性能结构材料,可实现轻量化节能减排,在航空航天、汽车工业、船舶制造、国防及5G电子通讯等领域具有广阔的应用前景。本文主要介绍高能球磨粉末冶金法、超声辅助铸造法、搅拌摩擦法、增材制造法、... 纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料作为轻质高性能结构材料,可实现轻量化节能减排,在航空航天、汽车工业、船舶制造、国防及5G电子通讯等领域具有广阔的应用前景。本文主要介绍高能球磨粉末冶金法、超声辅助铸造法、搅拌摩擦法、增材制造法、原位反应法等国内外纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料制备技术。总结分析纳米Al_(2)O_(3)增强体、增强体与铝基体的界面微结构、增强体的尺寸和含量、铝基体的晶粒尺寸、增强体的分散性和微观构型设计对纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料力学性能的影响。概述了纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料中主要的强化机制。最后,展望了纳米Al_(2)O_(3)/Al复合材料未来在高增强体体积分数的大尺寸制备技术、非均质构型优化以及高强耐热结构功能一体化等方面的发展方向。 展开更多

关键词 纳米AL2O3 铝基复合材料 制备方法 力学性能 强化机制

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水力发电生命周期评价及碳足迹区域化分析 被引量：7

2

作者 刘宇 任品桥 +3 位作者 郑焱 高峰 孙博学 龚先政 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期282-289,共8页

基于生命周期评价方法,对我国典型水电站水力发电生命周期碳足迹及其他环境影响进行了评估,并分析讨论了不同区域水力发电碳足迹的差异性及原因。结果显示,三峡水电站单位水电碳足迹(以CO_(2)当量计)为12.7 g/(kW·h),主要来源于运... 基于生命周期评价方法,对我国典型水电站水力发电生命周期碳足迹及其他环境影响进行了评估,并分析讨论了不同区域水力发电碳足迹的差异性及原因。结果显示,三峡水电站单位水电碳足迹(以CO_(2)当量计)为12.7 g/(kW·h),主要来源于运行阶段,造成其他环境影响的主要阶段为土建工程阶段,其次为机电设备制造阶段;我国不同省级行政区单位水电碳足迹差距较大,与全国平均值相差±20%以上的省级行政区有24个;各省级行政区运行阶段碳足迹占比为47.94%~96.82%,占比超过80%的省级行政区有19个。研究结果可以为我国及省级发电清单编制与电网结构调整提供数据支撑。 展开更多

关键词 生命周期评价 碳足迹 水力发电 环境影响 温室气体排放 区域化分析

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镍闪速炉熔炼共生产品生命周期评价碳排放分配问题

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作者 崔素萍 张端 +3 位作者 孙博学 孟令钦 杨兆宁 聂祚仁 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1170-1178,共9页

金属镍生产是典型的多元素共生冶炼过程,清单分配问题是制约其生命周期评价准确性的重要技术因素。以共生反应最为密集的硫化镍矿闪速炉熔炼流程为研究对象,采取边界扩展、物理关联、质量分配等多种清单分配方法,在Ni、Cu、S这3种元素... 金属镍生产是典型的多元素共生冶炼过程,清单分配问题是制约其生命周期评价准确性的重要技术因素。以共生反应最为密集的硫化镍矿闪速炉熔炼流程为研究对象,采取边界扩展、物理关联、质量分配等多种清单分配方法,在Ni、Cu、S这3种元素之间进行CO_(2)排放分配。边界扩展分配计算结果显示,非金属共生元素与金属产物之间的分配结果为29.86%,金属共生元素之间的分配结果为70.14%。对比分析结果显示,边界扩展方法对于中间态产物的适用性较差;物理关联分配结果准确,但需要大量流程工艺参数支撑;质量分配易于计算,但其准确性取决于共生产品之间的物理化学属性差异。 展开更多

关键词 镍 生命周期评价 碳排放 清单分配 冶金 金属共生

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“双碳”目标视角下“四位一体”本科教育模式创新 被引量：45

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作者 王如志 崔素萍 聂祚仁 《中国大学教学》 CSSCI 北大核心 2022年第4期14-18,共5页

在“双碳”目标视角下,本科教育模式与培养理念应做出调整以适应国家绿色发展战略对人才需求的变化。本文系统分析了“双碳”目标国家战略大背景下的传统本科教育模式的弊端及其根源,在此基础上提出了“双碳”目标视角下基于培养方案、... 在“双碳”目标视角下,本科教育模式与培养理念应做出调整以适应国家绿色发展战略对人才需求的变化。本文系统分析了“双碳”目标国家战略大背景下的传统本科教育模式的弊端及其根源,在此基础上提出了“双碳”目标视角下基于培养方案、课程建设、实践环节及产教融合“四位一体”的本科教育模式创新,并以北京工业大学的材料专业教学改革为例,论证了基于“双碳”目标的“四位一体”创新途径与方法,及其对支撑绿色产业发展高素质本科人才培养的作用与效果。 展开更多

关键词 “双碳”目标 教育模式 创新 培养方案 课程

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典型合金循环利用研究进展及挑战 被引量：8

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作者 王曼 席晓丽 +1 位作者 王亚楠 唐康尧 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期5270-5280,共11页

作为关键基础材料,高性能合金在高端装备制造、新能源等战略性新兴产业中发挥着至关重要的作用。随着我国战略性新兴产业的发展壮大,对合金材料的需求将大幅增加。合金材料的制备需要消耗大量金属矿产资源,特别是涉及多种稀缺金属。与... 作为关键基础材料,高性能合金在高端装备制造、新能源等战略性新兴产业中发挥着至关重要的作用。随着我国战略性新兴产业的发展壮大,对合金材料的需求将大幅增加。合金材料的制备需要消耗大量金属矿产资源,特别是涉及多种稀缺金属。与此同时,废旧合金的社会累积量逐年增加,影响生态环境。因此,如何协调资源、发展和环境之间的关系成为国际研究热点,发展循环经济被认为是实现可持续发展的重要出路。硬质合金、轻质合金和高温合金在国民经济和国防领域具有广泛且重要的应用,本文以碳化钨硬质合金、轻质铝合金和高温镍基合金三类典型合金为研究对象,系统分析了其资源储备、废料特点和回收再利用现状,并对典型合金循环利用未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 资源循环 稀缺金属 硬质合金 铝合金 镍基合金

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基于第一性原理计算的纳米氧化钨研究进展 被引量：2

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作者 赵林艳 刘阳思 +2 位作者 席晓丽 马立文 聂祚仁 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1125-1136,共12页

纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本... 纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本理论,介绍了该领域常用的MS(Materials studio)、VASP(Vienna ab initio simulation package)等模拟计算软件,并分类阐述了第一性原理计算对氧化钨的微观电子结构、物质相互作用、分子热动力学等方面的研究成果。最后提出了第一性原理计算在纳米氧化钨这类半导体材料研究中存在的问题及未来发展趋势。 展开更多

关键词 纳米氧化钨 第一性原理 模拟计算 电子结构 综述

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Cantor合金力学性能及其组织稳定性研究进展 被引量：2

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作者 庞宝林 王曼 席晓丽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期179-183,共5页

Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金。这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格... Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金。这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的"鸡尾酒"效应。基于这四大效应,Cantor合金具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及延展性,尤其是在低温下表现出良好的断裂韧性和抗拉强度,有望替代传统合金成为未来最具发展潜力的合金。本文简单介绍了Cantor合金独特的四大效应及其常用的制备方法,对比了不同制备方法的优缺点,详细介绍了最常用的制备Cantor合金的方法——真空电弧熔炼+铜模铸造法;系统总结了Cantor合金在低温和中高温环境下的力学性能。Cantor合金的力学性能随温度的降低而逐渐提高,这是由于低温会降低合金的层错能,有助于变形孪晶的形成,变形机制由位错滑移转变为纳米孪晶。中高温度下Cantor合金的力学性能较差,且室温下该合金屈服强度不足300 MPa。同时,针对Cantor合金在中高温环境下力学性能较差的问题,介绍了目前改善该合金力学性能的常用方法,包括严重塑性变形加工和弥散颗粒的引入,其原理均为通过细化晶粒来提高合金的力学性能。另外,总结了Cantor合金组织稳定性的最新研究进展,当温度低于1073 K时,Cantor合金内部有析出相出现;当温度高于1073 K时,其仍然保持单相FCC晶体结构。最后,在此基础上对Cantor合金的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 Cantor合金 晶体结构 力学性能 组织稳定性

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从含钼多元素体系中协同萃取钼的研究现状 被引量：3

8

作者 蔡圆圆 马立文 席晓丽 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2021年第3期179-185,共7页

从钼的多元素体系中协同萃取钼有更好效果。综述了协同萃取法在不同含钼多元素体系中萃取钼的研究状况,主要涉及钼-钨、钼-铁/铝/镍等体系及钼-钒体系,阐述了协萃机制及酸碱耦合作用和疏水效应对协同萃取的影响,以及离子液体萃取技术的... 从钼的多元素体系中协同萃取钼有更好效果。综述了协同萃取法在不同含钼多元素体系中萃取钼的研究状况,主要涉及钼-钨、钼-铁/铝/镍等体系及钼-钒体系,阐述了协萃机制及酸碱耦合作用和疏水效应对协同萃取的影响,以及离子液体萃取技术的应用状况,展望了协萃体系的发展前景。 展开更多

关键词 协同萃取 钼 分离 机制

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用于环境光催化的固载型ZnO纳米结构的研究进展 被引量：5

9

作者 刘阳思 席晓丽 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期375-383,共9页

光催化技术是解决当今环境污染问题的最有效途径之一。氧化锌(ZnO)作为一种重要的n型宽禁带半导体,不仅具有优异的光电性质,而且包含丰富的纳米结构,在光催化领域受到广泛关注。通常用作光催化剂的ZnO纳米材料是以粉体形式呈现,使用后... 光催化技术是解决当今环境污染问题的最有效途径之一。氧化锌(ZnO)作为一种重要的n型宽禁带半导体,不仅具有优异的光电性质,而且包含丰富的纳米结构,在光催化领域受到广泛关注。通常用作光催化剂的ZnO纳米材料是以粉体形式呈现,使用后需经过离心和过滤等回收工序,还容易造成二次污染。将ZnO纳米结构固定在可以移动的基底上,形成固载型的光催化剂,可以避免上述麻烦。从基本"结构单元"的维度的角度出发,综述了用于环境光催化的固载型ZnO纳米结构,包括零维、一维、二维和三维结构。零维结构主要是固定后的纳米颗粒,一维和二维结构分别以纳米棒和纳米片阵列为主,三维结构由低维度形态组合而成,大多形成复杂的分级结构。最后对固载型ZnO纳米结构在环境光催化的实际应用中所面临问题和挑战进行了展望。 展开更多

关键词 氧化锌 固载化 纳米结构 环境 光催化

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电沉积法制备含钼合金的研究进展 被引量：1

10

作者 田娅 马立文 席晓丽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期181-187,共7页

+-含钼合金具有较高的硬度、优异的耐磨耐腐蚀性能和催化析氢性能,作为涂层和电极材料在金属防护、电解水制氢等领域得到了广泛的应用。电沉积法具有沉积速度快、沉积镀层致密及产物种类多等优点,是制备含钼合金的重要技术之一。早期电... +-含钼合金具有较高的硬度、优异的耐磨耐腐蚀性能和催化析氢性能,作为涂层和电极材料在金属防护、电解水制氢等领域得到了广泛的应用。电沉积法具有沉积速度快、沉积镀层致密及产物种类多等优点,是制备含钼合金的重要技术之一。早期电沉积法用于制备二元含钼合金,对其电沉积工艺及机理的研究较为深入,但通过调整工艺参数的方法对二元含钼合金性能的提高仍旧有限。为了改善二元含钼合金的性能,添加合金元素制备多元含钼合金以及添加粒子制备粒子掺杂含钼合金成为近年的研究热点和趋势。多元含钼合金中添加的元素主要包括C、Fe、P、W、Cr等,能有效改善其不同方面的性能。改善催化析氢性能的元素有C、Zn、Sn、S、Fe、P等,其机理在于它们与铁族元素和钼元素能产生协同作用;提高显微硬度和耐磨耐腐蚀性能的元素有W、Cr、P等,其机理在于它们能改变合金结构,造成晶格畸变。粒子掺杂含钼合金中添加的粒子主要有ZrO_(2)、TiO_(2)、SiC、TiN等,能显著改善合金的显微硬度和耐磨耐腐蚀性能,这是因为纳米颗粒能在合金基质中弥散分布,起到细化晶粒及阻碍位错运动的作用。近两年,磁场、超声波辅助电沉积的工艺被大量应用到粒子掺杂含钼合金的制备中,实现了合金性能与电流效率的双提升。本文总结了近年来电沉积法制备含钼合金的研究进展,分别对二元含钼合金(如Ni-Mo和Co-Mo合金)、三元含钼合金(如Ni-Mo-Zn和CoMo-P合金)以及粒子掺杂合金(如Ni-Mo-ZrO_(2)和Co-Mo-TiO_(2)合金)的电沉积制备工艺、原理及合金性能等进行介绍,总结归纳了合金元素以及粒子掺杂改善含钼合金的异同点,分析了目前电沉积法制备含钼合金存在的问题及发展前景,以期为制备出性能更优异、应用更广泛的含钼合金提供参考。 展开更多

关键词 电沉积 二元含钼合金 多元含钼合金 粒子掺杂 稀土

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碲属线性巨磁阻材料研究进展

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作者 曹明星 马立文 +1 位作者 席晓丽 王志宏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期13131-13138,共8页

近年来,具有巨磁阻性质的材料,因其电阻随施加的磁场而显著变化,是现代电子设备中的关键材料。巨磁电阻碲化物由于具有无法预见的大的非饱和磁阻、超高迁移率以及反常霍尔效应等特性,可以用于强磁场探测、信息记录领域以及磁阻器件等(... 近年来,具有巨磁阻性质的材料,因其电阻随施加的磁场而显著变化,是现代电子设备中的关键材料。巨磁电阻碲化物由于具有无法预见的大的非饱和磁阻、超高迁移率以及反常霍尔效应等特性,可以用于强磁场探测、信息记录领域以及磁阻器件等(例如计算机的硬盘驱动器),有着重要的科学意义和广阔的应用前景。具有准二维特征、非平庸拓扑能带结构的金属碲属化合物,以及一维碲属银化物作为非饱和线性巨磁阻重要材料体系,表现出了优异的性质,被研究者重视。然而,目前该类材料仍存在一些问题,主要体现在:(1)合成方面。目前还未实现大规模生产高质量的大面积薄层、块体材料,这限制了其开发和应用。(2)性能与结构方面。巨磁阻、热电性能、压致超导、低能光吸收等优良特性已有研究,而通过掺杂等方法调节载流子浓度以提高巨磁阻性能还未被分析透彻。近年来,研究者主要从亟待解决的制备和性能问题展开研究,取得了重大进展。通过采用自上而下的技术已经证明以低成本制备层状材料是可能的,而自下而上的制备技术目前应用较广,例如化学气相沉积、助熔剂法等一系列方法,可以制备具有少量缺陷的高质量材料。磁电阻性能方面,碲属线性巨磁阻材料具有的各向异性磁电阻强烈依赖于角度和温度,当磁场、电场与晶轴取向不同时,磁电阻数值方面有很大区别,该类材料在低温0.53 K、高磁场60 T条件下,具有高至1300000%的磁电阻。相结构方面,过渡金属碲属化合物在2H相或者T、T′和Td畸变中是较稳定的,并可以诱导可逆相变。低能电子结构方面,费米面附近的电子-空穴口袋的尺寸和数量实现完美补偿,可成为巨磁阻效应特征出现的原因。本文以二维MoTe 2、WTe 2和一维Ag 2Te材料为代表,综述了近年来碲属线性巨磁阻材料的化学制备方法,以及性能与结构之间的密切关系,对比并提出了不同维度的线性磁阻材料制备方法的优缺点,并利用晶体各向异性等材料设计与合成策略来实现化学制备。探讨了该类材料晶体的磁电阻性能和结构的关系,总结了其在光电应用方面的重要意义,并展望了可通过掺杂、改性以有望改善性能的方式来激发该类材料在电子器件方面潜在的应用前景。 展开更多

关键词 外尔半金属 二碲化钨 相变 二维材料 线性巨磁阻

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