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碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测
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作者 王楠 何存富 +2 位作者 刘秀成 梁雪斌 李鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期897-907,共11页
碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视... 碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果,建立数学统计模型对缺陷面积进行重构,通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上,研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律,揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明,建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 碳纤维增强型复合材料 分层缺陷 涡流 C扫描成像 缺陷面积 深度
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基于生命周期的工业副产石膏制备胶凝材料碳足迹评价 被引量:5
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作者 李莹 段鹏选 +1 位作者 倪文 张大江 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第6期1921-1930,共10页
在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下,我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料,包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止,国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命... 在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下,我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料,包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止,国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命周期评价方法,针对工业副产石膏制备石膏胶凝材料建立碳足迹核算模型,并以磷石膏制备α型高强石膏为例进行验证。结果表明,α型高强石膏产品原料获取、生产、运输三个阶段的碳足迹分别为3.95、288.04、14.31 kg CO_(2) eq/t,总量为306.3 kg CO_(2) eq/t,其中生产阶段碳排放量最大,是降低能耗、减少碳排放、节约成本的重要环节。本文建立的碳足迹核算模型适用于建筑石膏、α型高强石膏、无水石膏、混合相石膏等产品碳足迹核算。 展开更多
关键词 工业副产石膏 石膏胶凝材料 α型高强石膏 生命周期评价 碳足迹
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同步辐射时间分辨X射线成像与衍射技术在金属增材制造过程中的应用研究 被引量:1
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作者 刘冰岩 姚春霞 +8 位作者 张东升 李宇霄 王雪 侯鹏浩 孙大睿 赵振昊 刘伟 陶冶 张兵兵 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第11期1795-1816,共22页
增材制造技术以其快速、可定制化以及复杂结构一体化等优势,在金属构件的制备中展现了巨大潜力,广泛应用于航空航天、汽车制造、个性化医疗等领域。然而,金属增材制造本质上是一个高速、不可逆且内部结构演变复杂的瞬态动力学过程,对其... 增材制造技术以其快速、可定制化以及复杂结构一体化等优势,在金属构件的制备中展现了巨大潜力,广泛应用于航空航天、汽车制造、个性化医疗等领域。然而,金属增材制造本质上是一个高速、不可逆且内部结构演变复杂的瞬态动力学过程,对其机理的深入理解一直是研究难点。近年来,同步辐射时间分辨的X射线成像与衍射技术的应用,为增材制造过程提供了原位、高速且高精度的动态监测手段,成为国内外研究的热点。这些技术为增材制造工艺优化、缺陷控制、宏观与微观结构演化机理的揭示,以及仿真模型的验证与优化提供了关键支撑。本文系统综述了基于同步辐射时间分辨X射线成像与衍射技术的三种关键材料体系在增材制造过程中的应用研究,分别以轻量化结构用的钛/铝合金、通用工程应用的钢,以及在极端服役环境中的镍基高温合金为例,凸显了这两种技术在微观结构演变和相变织构分析中的显著优势。同时,本文展望了第四代同步辐射光源在增材制造领域的应用前景,特别是在高时空分辨率表征、多尺度动态过程研究以及智能化工艺优化等方面的巨大潜力,有望为增材制造机理研究和技术发展提供进一步的强有力支撑。 展开更多
关键词 金属增材制造 同步辐射 高速X射线成像 时间分辨X射线衍射
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先进航空材料焊接过程热裂纹研究进展 被引量:16
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作者 李红 闫维嘉 +4 位作者 张禹 杜文博 栗卓新 MARIUSZ Bober SENKARA Jacek 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期50-61,共12页
高焊接热裂纹敏感性是制约新一代合金材料在航空航天领域推广应用的技术瓶颈。本文分别从焊接热裂纹的产生机理和各类合金裂纹敏感性实验的角度梳理该方向的研究进展。焊接热裂纹主要包括凝固裂纹(在焊缝内部产生)和液化裂纹(在焊缝与... 高焊接热裂纹敏感性是制约新一代合金材料在航空航天领域推广应用的技术瓶颈。本文分别从焊接热裂纹的产生机理和各类合金裂纹敏感性实验的角度梳理该方向的研究进展。焊接热裂纹主要包括凝固裂纹(在焊缝内部产生)和液化裂纹(在焊缝与部分熔化区交界处产生)。影响焊接热裂纹产生的因素包括材料成分、焊接热循环以及接头热应力。在梳理焊接热裂纹机理研究的基础上,分别总结了铝合金、镁合金、先进高强钢以及镍基合金焊接热裂纹的实验研究进展。建立考虑复杂多组元以及结晶形态对裂纹敏感性影响的量化判据,是该领域未来的重要发展方向。针对母材和焊材进行成分优化、添加形核剂或实施辅助工艺措施,是工程应用领域抑制热裂纹缺陷的有效方法。开展焊接热裂纹产生机理及其抑制方法研究,有助于突破新一代合金材料加工技术瓶颈,推进其在航空航天领域的应用。 展开更多
关键词 热裂纹 铝合金 镁合金 高强钢 镍基高温合金
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我国岩矿棉制造发展状况与生产减碳途径 被引量:12
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作者 孙诗兵 田英良 +2 位作者 韩继先 金晓冬 刘辉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期306-311,共6页
岩棉和矿渣棉并存、冲天炉熔制和电熔炉熔制并存、冷态渣和热态渣制棉并存、国内外生产线并存、岩矿棉产品种类齐全是我国岩矿棉工业的5个特点.冲天炉制备岩矿棉的单位产品可比综合能耗和可比熔融焦耗已基本实现《岩棉、矿渣棉及其制品... 岩棉和矿渣棉并存、冲天炉熔制和电熔炉熔制并存、冷态渣和热态渣制棉并存、国内外生产线并存、岩矿棉产品种类齐全是我国岩矿棉工业的5个特点.冲天炉制备岩矿棉的单位产品可比综合能耗和可比熔融焦耗已基本实现《岩棉、矿渣棉及其制品单位产品能源消耗限额》(GB30183—2013)先进值目标,正在向单炉5 t级更大规模和更高节能发展.其中,焦炭炉熔制转变为电熔炉熔制是未来发展趋势.利用热熔渣制造岩矿棉制品可实现熔制的节能减碳和原料减碳的双重效应,产业发展方兴未艾. 展开更多
关键词 岩棉 矿棉 减碳 节能 电熔炉 热熔渣
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吸水性微胶囊界面修饰提高水泥基材料抗渗性研究 被引量:5
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作者 张璐 毛倩瑾 +4 位作者 伍文文 李润丰 韩磊 王子明 崔素萍 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第8期2663-2671,共9页
在自修复水泥基材料中,微胶囊与水泥基体间的界面结合决定着微胶囊被裂缝触发的概率,从而影响自修复效果。本文针对吸水性微胶囊的界面结合问题,利用硅烷偶联剂KH550修饰环氧/海藻酸钙微胶囊表面,以改善其与水泥基体间的界面结合情况。... 在自修复水泥基材料中,微胶囊与水泥基体间的界面结合决定着微胶囊被裂缝触发的概率,从而影响自修复效果。本文针对吸水性微胶囊的界面结合问题,利用硅烷偶联剂KH550修饰环氧/海藻酸钙微胶囊表面,以改善其与水泥基体间的界面结合情况。采用X射线光电子能谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等表征硅烷偶联剂在微胶囊表面的键合状况,利用压汞法分析水泥基材料的孔结构,并测试水泥基材料的抗渗性与自修复效果。结果表明,硅烷偶联剂能够与微胶囊外壁的海藻酸钙发生化学键合,微胶囊与水泥基体间的界面结合得到有效改善,水泥基体中有害孔数量减少,无害孔和少害孔数量增加,水泥基材料的抗渗性和自修复效果获得提升。 展开更多
关键词 水泥基材料 自修复 吸水性微胶囊 硅烷偶联剂 界面修饰 环氧/海藻酸钙微胶囊
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厚胶层复合材料黏接结构中超声反射/透射特性的有限元仿真 被引量:3
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作者 何存富 李永坤 +1 位作者 吕炎 宋国荣 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1721-1728,共8页
针对厚胶层复合材料黏接结构,采用有限元法对其中发生黏接界面弱化、胶层内聚弱化时的超声反射/透射系数进行了仿真计算。在仿真模型中,利用弹性薄层物理场边界模拟了常规理论推导中的弹簧模型边界条件,通过改变胶层材料的弹性常数实现... 针对厚胶层复合材料黏接结构,采用有限元法对其中发生黏接界面弱化、胶层内聚弱化时的超声反射/透射系数进行了仿真计算。在仿真模型中,利用弹性薄层物理场边界模拟了常规理论推导中的弹簧模型边界条件,通过改变胶层材料的弹性常数实现了对胶层内聚状态变化的模拟。仿真计算结果表明:随着黏接界面弱化程度的加剧,超声反射/透射系数频谱曲线将向低频方向偏移,而超声反射/透射系数角谱曲线将向大角度方向偏移;随着黏接结构中胶层内聚弱化程度的加剧,对应超声反射/透射系数频谱、角谱曲线的偏移趋势与发生黏接界面弱化时的情况一致。研究成果解决了利用有限元法对厚胶层复合材料黏接结构中黏接界面、结构胶内聚层进行模拟处理的问题,且仿真结果和理论计算结果吻合良好。 展开更多
关键词 黏接结构 复合材料 厚胶层 超声反射/透射 有限元
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LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结的电子性质与原子结合的研究
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作者 张飞鹏 柏舒安 +1 位作者 张艳峰 路清梅 《原子与分子物理学报》 北大核心 2026年第3期164-172,共9页
在平面波超软赝势密度泛函计算之上研究了LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结的几何结构、电子状态和原子结合性质.结果表明,LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结有0.292 eV的间接带隙,导带中有0.25 eV的直接能隙,靠近费米能的能带为较轻能带,能级数... 在平面波超软赝势密度泛函计算之上研究了LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结的几何结构、电子状态和原子结合性质.结果表明,LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结有0.292 eV的间接带隙,导带中有0.25 eV的直接能隙,靠近费米能的能带为较轻能带,能级数量较少,价带和导带中含有较重的能带.费米能以下2.8 eV区域,系统状态密度主要由p电子负责,费米能以上2.8 eV区域,系统状态密度主要由d电子负责.p电子完成长波能量吸收,d电子完成短波能量吸收,p电子主要负责导带的带内跃迁.这些行为分别主要由g-C_(3)N_(4)层的p电子,LaPO_(4)层的La的d电子,LaPO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结体中的p电子负责完成.异质结中C和N原子结合较强,La和O原子结合及P和O原子结合较弱. 展开更多
关键词 光电子学 光催化材料 异质结 g-C_(3)N_(4) 电子性质
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CNTs/Mg-9Al复合材料微观组织、力学及导热性能 被引量:2
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作者 李淑波 侯江涛 +3 位作者 孟繁婧 刘轲 王朝辉 杜文博 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期26-35,共10页
研究了CNTs的加入对Mg-9Al镁基复合材料时效行为的影响,探讨了时效处理过程中微观组织、力学性能及导热性能的演变规律。结果表明:添加的CNTs增大了基体合金中铝元素的固溶度,并在时效过程中限制晶界的迁移,在二者共同作用下,促进基体... 研究了CNTs的加入对Mg-9Al镁基复合材料时效行为的影响,探讨了时效处理过程中微观组织、力学性能及导热性能的演变规律。结果表明:添加的CNTs增大了基体合金中铝元素的固溶度,并在时效过程中限制晶界的迁移,在二者共同作用下,促进基体中连续β-Mg_(17)Al_(12)相的析出,且随着CNTs含量的增加,连续析出的比例增大;与基体呈共格关系的杆状连续析出相能够有效地阻碍位错运动,提高复合材料的力学性能,其中峰时效态0.4CNTs/Mg-9Al复合材料的屈服强度、抗拉强度、热扩散系数和热导率分别为275 MPa,369 MPa,34.5 mm^(2)/s和68.4 W/(m·K),相较于时效前Mg-9Al合金分别提升了17%,23%,43%和45%。 展开更多
关键词 碳纳米管 镁基复合材料 时效处理 力学性能 热导率
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二维光电器件材料掺杂方法及影响 被引量:2
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作者 刘丹敏 施展 +1 位作者 张国庆 张永哲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期430-442,共13页
二维半导体材料如石墨烯、黑磷、过渡族金属硫化物,因其尺寸小、易集成、光电性能优良等优点,是现阶段微型化光电器件的良好沟道材料.但材料存在不利于实际应用的一些缺点,如石墨烯的“零带隙”、黑磷的易降解、过渡族金属硫化物本征迁... 二维半导体材料如石墨烯、黑磷、过渡族金属硫化物,因其尺寸小、易集成、光电性能优良等优点,是现阶段微型化光电器件的良好沟道材料.但材料存在不利于实际应用的一些缺点,如石墨烯的“零带隙”、黑磷的易降解、过渡族金属硫化物本征迁移率低.加之在器件制作过程中需要调节势垒高度,因此通过掺杂来对二维半导体材料进行调节极为必要.掺杂是通过引入杂质原子,达到调节半导体材料的载流子类型和浓度、带隙、稳定性等目的.对二维光电器件材料的主要掺杂方法、掺杂对材料微观结构和性能产生的影响进行了综述,根据掺杂原子的占位情况分为位于原材料晶格中和表面两大类进行讨论.在两大类中,介绍了多种掺杂方法,包括气相输运法、离子注入法、表面沉积法和化学旋涂法,并讨论了每种方法的优点和局限性. 展开更多
关键词 二维材料 掺杂 半导体材料 光电性能 光电器件 纳米材料
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增材制造技术环境影响及其生命周期评价的研究进展 被引量:2
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作者 栗卓新 祝静 李红 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期11173-11178,共6页
为了满足不同工业领域的需求,目前已有多种利用材料沉积方法进行增材制造(AM)的技术。其中,电弧增材制造(Wire and arc additive manufacturing,WAAM)是一种发展迅速的增材制造技术,具有低能耗、低碳和低成本的优势,适合大型复杂金属零... 为了满足不同工业领域的需求,目前已有多种利用材料沉积方法进行增材制造(AM)的技术。其中,电弧增材制造(Wire and arc additive manufacturing,WAAM)是一种发展迅速的增材制造技术,具有低能耗、低碳和低成本的优势,适合大型复杂金属零部件成型。虽然增材制造技术在材料、工艺、机械装置和系统集成方面发展快速,但对环境的影响仍未引起重视。由于不同的制造工艺所需的材料和能源差异较大,一般来讲,增材制造技术相对于传统工艺的总体优势不明显。因此,除了对增材制造技术本身以及工艺性能等方面进行研究外,还需要分析不同工艺方法对环境的影响。生命周期评价(LCA)是一种对产品、工艺或活动从原材料获取到最终处理全过程的重要环境管理评价工具,被越来越多地运用到不同材料制造工艺的分析与研究中。但LCA在增材制造领域中的应用和研究还较少,目前研究主要集中在粉末增材制造工艺的能源消耗和成本方面,在能源对环境影响以及生命周期数据清单方面还很少,尚未见到对电弧增材制造技术的环境影响及评价的报道。因此,有必要对这一领域进行更深入的研究。本文介绍了生命周期评价的定义和技术框架,并基于生命周期评价方法,从确定目标和范围、清单分析、环境评价和结果解释四个方面,评述了电弧增材制造部件在整个生命周期中所有物质和能量对环境影响的研究现状。同时将增材制造技术与不同的工艺方法进行了对比,分析了不同增材制造技术对环境影响的特点和进展。 展开更多
关键词 增材制造技术 生命周期评价 环境影响 电弧增材制造技术
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典型有机-无机复合材料废弃物处置技术的研究进展 被引量:1
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作者 潘德安 和盛鑫 +3 位作者 杨飞华 李彬 顾一帆 吴玉锋 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期508-519,527,共13页
本文综述了玻璃钢、风力发电复合材料、废弃印刷线路板三大典型有机-无机复合材料特性,其中废弃印刷线路板极具代表性,是回收价值最高、处置最难、污染最重的部分,其处置技术备受关注。以废弃印刷线路为例分别综述了机械分离法、火法和... 本文综述了玻璃钢、风力发电复合材料、废弃印刷线路板三大典型有机-无机复合材料特性,其中废弃印刷线路板极具代表性,是回收价值最高、处置最难、污染最重的部分,其处置技术备受关注。以废弃印刷线路为例分别综述了机械分离法、火法和湿法冶金、热解法、超临界流体法以及微生物法等六种处置方法,认为热解法和火法冶炼是未来此类材料回收技术的主要发展方向,在废线路板与低值废玻璃钢和废风机叶片协同规模生产状况下,能有效减容、有价物质回收及降低治理成本、提高回收工艺经济性。 展开更多
关键词 有机-无机复合材料 玻璃钢 风力叶片 印刷线路板 处置技术
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应变工程对钙钛矿材料光电性质和稳定性的调制 被引量:2
13
作者 王超 严铮洸 肖家文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期8-16,共9页
卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳... 卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳定性的进一步提高是研究人员重点关注的问题。各种改善钙钛矿材料的光电性质和稳定性的策略也被不断提出,如薄膜结晶控制、界面改性/缺陷钝化、组件工程、添加剂工程等。近年来,应变工程被发现可有效改善钙钛矿材料的光电性质和器件性能,为钙钛矿材料器件性能的优化提供了新的研究视角。本文从应力应变的基本概念入手,介绍了如何测量和评估钙钛矿材料的残余应力和应变、残余应力和应变如何影响钙钛矿材料的器件性能,以及总结了对钙钛矿材料施加应力和应变的策略,最后本文对应变工程改善钙钛矿材料的器件性能这一新的研究视角做出展望。 展开更多
关键词 卤化物钙钛矿 应力-应变 稳定性 光电性质
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混合材料双稳态壳结构力学性能分析及优化设计 被引量:1
14
作者 叶红玲 王秀华 +1 位作者 王伟伟 王振祺 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1113-1121,共9页
为了提高双稳态结构的承载能力,设计了一种由金属材料与复合材料组成的混合双稳态壳结构.利用数值仿真方法研究了其稳态转变过程中的力学性能,探讨了中间金属层厚度、铺层角度、初始横截面半径以及轴向长度对混合材料双稳态壳结构承载... 为了提高双稳态结构的承载能力,设计了一种由金属材料与复合材料组成的混合双稳态壳结构.利用数值仿真方法研究了其稳态转变过程中的力学性能,探讨了中间金属层厚度、铺层角度、初始横截面半径以及轴向长度对混合材料双稳态壳结构承载能力与第二稳态构型的影响规律.通过主次影响分析方法比较各几何参数对力学响应的重要程度.基于响应面方法,建立了以混合材料双稳态壳结构几何参数为设计变量、以许用应力为约束、以转变载荷最大为目标的优化模型,并采用序列二次规划算法进行了求解,获得最优的设计参数.研究结果对于提高双稳态结构力学性能具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 混合材料双稳态壳结构 数值仿真 力学性能 参数影响 响应面方法 优化设计
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我国电动机再制造技术与再制造企业商业模式
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作者 刘伟 刘秉谦 王乙舒 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1250-1262,共13页
电动机作为一种在生产生活中广泛应用的装备,每年在消耗大量能源的同时也产生了大量寿命到期的废弃产品。再制造作为一种将寿命到期的废旧产品利用再制造技术加工成新产品的工程活动,拥有低能耗、低成本、低污染的特点,为废旧电动机的... 电动机作为一种在生产生活中广泛应用的装备,每年在消耗大量能源的同时也产生了大量寿命到期的废弃产品。再制造作为一种将寿命到期的废旧产品利用再制造技术加工成新产品的工程活动,拥有低能耗、低成本、低污染的特点,为废旧电动机的处理带来了新的途径。面对再制造产业带来的新的价值获取方式和新的市场环境,再制造企业通过改变商业模式从而达到利润的最大化,如何对商业模式进行改变也就成了最大的课题。首先,从不同种类电动机的结构入手,分析不同零件的构成材料与回收方式,找到最适合再制造的零件;然后,对目前电动机再制造的设计、检测、拆卸等环节进行综述,并总结目前针对电动机定子、转子、铁芯、绕组和机械部件的再制造方法;最后,对目前再制造企业的商业模式和市场环境进行梳理,分析目前再制造企业所面临的问题,并针对所存在的问题进行展望,以期为我国电动机再制造研究和电动机再制造企业的发展提供参考。 展开更多
关键词 电动机 再制造 再制造技术 商业模式 高效电动机 商业画布模型
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锂离子电池正极材料合成及改性 被引量:7
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作者 王策 王国庆 +2 位作者 王二锐 吴天昊 尉海军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4998-5011,共14页
电动汽车续航里程的提升主要依赖于锂离子电池的能量密度,其中发展高容量的正极材料成为关键。富锂锰基层状氧化物(LLOs)和高镍三元层状氧化物(NCM,Ni≥80%)等高容量正极材料成为了研究热点,其前体的开发对正极材料电化学性能的发挥有... 电动汽车续航里程的提升主要依赖于锂离子电池的能量密度,其中发展高容量的正极材料成为关键。富锂锰基层状氧化物(LLOs)和高镍三元层状氧化物(NCM,Ni≥80%)等高容量正极材料成为了研究热点,其前体的开发对正极材料电化学性能的发挥有重要的影响。本文从工业化的角度对共沉淀法制备LLOs和NCM正极材料前体的反应过程和影响因素进行了介绍,分析了球形团聚体、单晶和浓度梯度等正极材料的结构和性能,并详细阐述了正极材料中晶面取向调控、掺杂及表界面处理等改性策略的原理及优缺点。文章指出,综合来看单晶材料表现出较好的循环稳定性和热稳定性,但倍率性能有待进一步提升。浓度梯度正极材料不仅保持了高容量特性,还兼顾良好的结构稳定性和热稳定性,有望突破高容量正极材料进一步发展的技术瓶颈。最后,基于本文作者课题组在高容量正极材料方面的研究,对正极材料的未来发展趋势给出了一些建议。 展开更多
关键词 共沉淀 前体 高容量正极材料 锂离子电池
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垃圾焚烧炉关键服役材料发展现状及研究趋势 被引量:6
17
作者 刘功起 吴玉锋 +2 位作者 杨天伟 李彬 王朝辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第17期17125-17135,共11页
城市垃圾的处置已成为全球各国及各地政府面临的最严峻的城市问题之一,垃圾焚烧作为重要的处理手段,不仅可以达到减容减重的目的,而且还可以实现能量的梯级利用,实现垃圾资源效益的最大化。垃圾焚烧炉作为一种垃圾焚烧过程中的关键设备... 城市垃圾的处置已成为全球各国及各地政府面临的最严峻的城市问题之一,垃圾焚烧作为重要的处理手段,不仅可以达到减容减重的目的,而且还可以实现能量的梯级利用,实现垃圾资源效益的最大化。垃圾焚烧炉作为一种垃圾焚烧过程中的关键设备,使用过程中垃圾物化特性、焚烧温度、烟气成分等因素均会对垃圾焚烧炉关键服役材料的寿命造成一定的影响。因此,研究开发耐高温、耐腐蚀、长寿命的关键服役材料是保证垃圾焚烧炉正常有序运转以及安全生产的关键。典型的垃圾焚烧炉关键服役材料有耐火材料、金属管壁面涂层材料、烟气处理材料等。近年来,随着垃圾焚烧炉向大型化、自动化方向发展,现有的普通耐火材料很难满足垃圾焚烧炉用耐火性能的要求,因此垃圾焚烧炉对耐火材料的选择提出了更高的特殊要求。当前焚烧炉用耐火材料的研究主要围绕垃圾焚烧炉不同部分及不同焚烧气氛条件下耐火材料的特殊要求,进行含铬耐火材料抗蚀性能的研究以及以碳化硅为代表的无铬化耐火材料的研发。垃圾焚烧过程产生大量富含酸性腐蚀性气体及卤盐的飞灰颗粒,极易对焚烧炉金属管壁造成严重侵蚀,因此学者和企业积极开发抗腐蚀性涂层防护材料。当前的研究主要集中在堆焊涂层防护材料、热喷涂防护材料以及激光熔覆防护材料的研发。垃圾焚烧烟气的无害化处置,也是垃圾焚烧技术开发以及关键服役材料研究的重点问题,当前的研究主要集中在烟气脱N、脱S催化剂材料的开发、烟气处理用除尘过滤材料的研制,尤其是耐高温耐腐蚀新型纤维材料的长寿化设计。本文根据典型垃圾焚烧炉类型及其特点,综述了垃圾焚烧炉关键服役所需的耐火材料、金属管壁面涂层材料、烟气处理材料等垃圾焚烧炉关键服役材料的研究进展,提出了目前研究和应用中面临的问题,并展望了未来的发展趋势,以期为我国垃圾焚烧炉关键服役材料进一步应用和推广提供有益的参考。 展开更多
关键词 垃圾焚烧炉 耐火材料 腐蚀防护 烟气处理
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报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料高温氢还原−湿法冶金联用回收有价金属 被引量:24
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作者 郭苗苗 席晓丽 +5 位作者 张云河 余顺文 龙小林 蒋振康 聂祚仁 许开华 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1415-1426,共12页
通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH... 通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH、LiOH∙H2O和少量的Li2CO3;镍钴锰由之前的Co^2+、Ni^3+和Mn^4+分别还原成了Co0、Ni0和MnO,其在还原水洗后物料的表面相分别为Ni(OH)2和Co(OH)2及MnO;还原后的LiOH、LiOH∙H2O和少量的Li2CO3经过水浸、酸洗、沉淀后,可得纯度为99.5%的Li2CO3,实现了锂与镍、钴、锰的分离;还原后的镍、钴和MnO经过硫酸酸浸后,镍、钴和锰浸出率分别为96.88%、97.23%和99.78%。浸出后溶液经氧化沉淀及萃取分离,锰沉淀分离率为98.46%,萃取分离后氯化钴和氯化镍溶液杂质含量低于10 mg/L。 展开更多
关键词 镍钴锰酸锂 三元正极材料 报废 氢气还原 回收 机理
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典型材料磁各向异性的磁巴克豪森噪声评估方法 被引量:5
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作者 王丽婷 何存富 刘秀成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期173-180,共8页
研究利用磁巴克豪森噪声对典型材料的磁各向异性进行评估,确定其易磁化轴和各向异性程度。首先,利用构建的实验系统测试了4种材料中不同方向磁巴克豪森噪声信号及其特征参量极图,研究了磁各向异性的描述模型及表示方法,基于三阶傅里叶... 研究利用磁巴克豪森噪声对典型材料的磁各向异性进行评估,确定其易磁化轴和各向异性程度。首先,利用构建的实验系统测试了4种材料中不同方向磁巴克豪森噪声信号及其特征参量极图,研究了磁各向异性的描述模型及表示方法,基于三阶傅里叶级数展开式的模型在磁各向异性描述上具有普适性。其次,分析了测试条件对结果的影响,表明采用具有大跨距磁路的传感器更能准确测得材料的难、易磁化轴和各向异性程度。最后,利用不同磁化阶段提取的特征参数MP和RMS极图,良好地表征了4种材料的磁各向异性:硅钢的易磁化轴平行轧制方向,存在明显织构的有取向硅钢表现出最强的磁各向异性;管线钢中加工致磁各向异性较弱,主导机制是平均磁晶各向异性。 展开更多
关键词 磁各向异性 磁巴克豪森噪声 磁化轴 评估模型
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基于自适应轮廓骨架分区的电弧增材制造成形路径优化方法 被引量:3
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作者 赵淘 闫朝阳 +2 位作者 蒋凡 肖珺 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期34-40,63,I0004,I0005,共10页
传统轮廓偏置路径规划方法具有较高几何还原度,适合电弧增材制造中等尺寸的复杂零件,但轮廓连续偏置过程中的退化现象易形成欠填充区域,进而导致缺陷,形成待优化区.针对上述问题,提出了基于布尔运算的待优化区域精确识别方法.将原始多... 传统轮廓偏置路径规划方法具有较高几何还原度,适合电弧增材制造中等尺寸的复杂零件,但轮廓连续偏置过程中的退化现象易形成欠填充区域,进而导致缺陷,形成待优化区.针对上述问题,提出了基于布尔运算的待优化区域精确识别方法.将原始多边形与经过正反两次等距偏置的回溯多边形进行布尔差运算,可获得需要优化的缺陷区域,将待优化区域过滤与合并,重新构建为骨架填充区.结合最小矩形框确定每个骨架填充区的最优填充方向并生成往复直线路径,最后将轮廓偏置路径重新分类分区连接为连续成形路径,并按照骨架填充区成形路径优先打印原则输出为机器代码.后续成形试验采用机器人电弧增材制造系统打印了螺旋桨零件,结果表明,零件成形尺寸达到预期,且表面不存在传统轮廓偏置法中的成形缺陷,证明文中方法具有较高的可行性与适用性.创新点:(1)提出了一种骨架填充方法来准确识别和过滤传统轮廓偏置法中的待优化区域.(2)基于布尔运算的待优化区域精确识别方法,既保留了传统方法的优点,又减少了起熄弧次数. 展开更多
关键词 电弧增材制造 轮廓偏置 布尔运算 缺陷识别 混合路径规划
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