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基于碲化铋的热电制冷器瞬态制冷规律研究 被引量：1
1
作者 杨士冠 陈树权 +6 位作者 王剑 何俊松 程林 翟立军 刘虹霞 张艳 孙志刚 《材料导报》 北大核心 2025年第6期31-36,共6页
提出了一种基于相变材料和脉冲电流来提高热电制冷器瞬态制冷温度的方案。制冷器的散热端设计为翅鞘结构,内部填充相变材料,并且底部带有孔洞,相变材料吸热融化后从底部流出,通过程序控制向散热器中添加相变材料使热电制冷器可以持续工... 提出了一种基于相变材料和脉冲电流来提高热电制冷器瞬态制冷温度的方案。制冷器的散热端设计为翅鞘结构,内部填充相变材料,并且底部带有孔洞,相变材料吸热融化后从底部流出,通过程序控制向散热器中添加相变材料使热电制冷器可以持续工作。建立了热电制冷器件的三维传热模型,研究了脉冲电流的波形、脉冲宽度、脉冲比以及有无相变材料对热电制冷性能的影响。结果表明,在无相变材料的条件下,与恒定电流相比,脉冲电流使热电制冷器达到更低的制冷温度,冷端最低温度从-6.30℃显著降低到-14.01℃。有相变材料时,冷端最低温度从-14.01℃进一步降低到-17.74℃,过冷面积增大了48.43%。研究表明,方形脉冲具有最优的制冷温度和过冷面积。当方形脉冲宽度为26 s、脉冲比为2.5时,冷端最低制冷温度可以达到-17.74℃。当脉冲比进一步增大时,由于冷热侧温差增大,热电制冷器的制冷温度进一步降低。当脉冲宽度增大时,过冷面积变大,制冷温度和制冷系数都会降低。 展开更多
关键词 脉冲电流 相变材料 热电制冷器 COMSOL Multiphysics
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异常点云干扰下的车身构件鲁棒性配准方法
2
作者 丁涛 吴浩 朱大虎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1074-1085,共12页
点云配准是大型车身构件位姿参数测量的关键方法,但现有算法在大量异常点云干扰下难以配准至有效位姿,从而导致匹配失真,进而无法保证后续机器人作业质量。针对此问题,提出一种能够有效抑制异常点云干扰的车身构件鲁棒性配准算法——鲁... 点云配准是大型车身构件位姿参数测量的关键方法,但现有算法在大量异常点云干扰下难以配准至有效位姿,从而导致匹配失真,进而无法保证后续机器人作业质量。针对此问题,提出一种能够有效抑制异常点云干扰的车身构件鲁棒性配准算法——鲁棒函数加权方差最小化(RFWVM)算法。建立鲁棒函数加权目标函数,通过施加随迭代次数可变的动态权重来抑制配准过程中异常点云的影响,并由高斯-牛顿法迭代完成刚性转换矩阵的求解。以高铁白车身侧墙、汽车车门框为研究对象的试验结果表明,较经典的最近点迭代(ICP)算法、方差最小化(VMM)算法、加权正负余量方差最小化(WPMAVM)算法和去伪加权方差最小化(DPWVM)算法,所提出的RFWVM算法配准精度更高,能够有效抑制各种异常点云对配准结果的影响,并具有更好的稳定性和鲁棒性,能够有效实现各类车身构件点云的精确配准。 展开更多
关键词 点云配准 异常点云干扰 鲁棒函数 车身构件 机器人视觉测量
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基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析 被引量：1
3
作者 袁荣富 吴敏 +3 位作者 胡泽启 冯玮 王荣诚 徐敬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期414-426,共13页
汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁... 汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁在两点载荷作用下的弯曲行为。利用虚功原理推导出位移场控制方程,采用Navier解析方法得到简支边界条件下梁的弯曲行为,并与相关文献中的实例进行比较。结果表明:n阶剪切变形理论具有良好的精度与可靠性;梁的挠度与转角随脱碳指数k的增大而增大,并于k≈10处达到准稳态;脱碳深度大于5 mm时,脱碳层厚度对梁弯曲时产生应力的影响比梁的高度变化带来的影响更大;两侧脱碳深度不对称时,物理中性面发生迁移;梁的弯曲挠度与转角随梁的厚度、宽度的增大而减小,但梁的厚度变化的影响更大。 展开更多
关键词 汽车前轴 脱碳 梯度夹层梁 n阶剪切变形理论 弯曲分析
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MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的热压烧结制备及性能
4
作者 徐勇 靖正阳 +3 位作者 陈浩 陈博文 涂兵田 王皓 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期3017-3025,共9页
MgAlON与α-Al_(2)O_(3)的光学折射率相近,两种材料构成的复相陶瓷有望在保持较好光学性能的同时获得优化的显微结构及机械和热性能。本研究基于Van-de-Hulst理论对MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的光学透过行为进行预测,发现其理论直线透... MgAlON与α-Al_(2)O_(3)的光学折射率相近,两种材料构成的复相陶瓷有望在保持较好光学性能的同时获得优化的显微结构及机械和热性能。本研究基于Van-de-Hulst理论对MgAlON-Al_(2)O_(3)复相陶瓷的光学透过行为进行预测,发现其理论直线透过率随α-Al_(2)O_(3)含量降低和晶粒尺寸减小而增大,且在波长为2μm处达86%。在热压烧结制备的复相陶瓷中,α-Al_(2)O_(3)通过晶界钉扎效应有效抑制了MgAlON晶粒的长大。随着烧结温度升高,复相陶瓷中的α-Al_(2)O_(3)含量下降,陶瓷的光学透过率上升,机械性能和热导率降低。1 500~1 650℃烧结的1 mm厚样品在波长为4μm处的最大直线透过率大于72.6%。其中,1 600℃烧结样品的最大直线透过率为76.1%,弹性模量为321.69 GPa,硬度为15.93 GPa,四点抗弯强度为268.09 MPa,断裂韧性为2.41 MPa·m^(1/2),热导率为13.98 W·m^(-1)·K^(-1)。 展开更多
关键词 MgAlON-Al_(2)O_(3) 钉扎效应 显微结构 Van-de-Hulst理论 光学性能 机械性能
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MgF_(2)助剂对MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷的制备与光学性能的影响
5
作者 吕朝阳 徐勇 +3 位作者 杨久延 涂广升 涂兵田 王皓 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期531-538,共8页
MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF_(2)为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了... MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF_(2)为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了不同尺寸的MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷样品,并系统分析了MgF_(2)对材料显微结构、光学和机械性能的影响。研究表明:MgF_(2)在~1230℃熔化形成的液相促使陶瓷的致密度与晶粒尺寸增大,后续烧结过程中残留的MgF_(2)氧化为MgO并固溶进入MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)晶格。添加质量分数0.2%MgF_(2)的2.04 mm厚透明陶瓷样品在紫外和可见光区域具有76.5%~83.4%的直线透过率和较高的光学质量。此外,该陶瓷的特征抗弯强度为167.1 MPa,与细晶MgAl2O4透明陶瓷相近,但是前者的Weibull模数(8.81±0.29)更高。本研究为制备光学性能良好的大尺寸MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷提供了新的选择。 展开更多
关键词 透明陶瓷 MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4) MgF_(2) 瞬时液相烧结 光学性能
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HA-Al_(2)O_(3)复相陶瓷浆料的调制及其高精度光固化性能
6
作者 刘秋玉 黎志伟 +3 位作者 王澳 王志浩 王宇蓝 陈斐 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第10期3787-3797,共11页
利用高强度氧化铝(Al_(2)O_(3))作为增强相,可以改善生物活性材料羟基磷灰石(HA)的强度,但传统水热法制备的HA-Al_(2)O_(3)陶瓷无法实现孔隙大小和孔隙率的精确控制,而光固化增材制造技术可以利用高性能光固化浆料实现HA-Al_(2)O_(3)陶... 利用高强度氧化铝(Al_(2)O_(3))作为增强相,可以改善生物活性材料羟基磷灰石(HA)的强度,但传统水热法制备的HA-Al_(2)O_(3)陶瓷无法实现孔隙大小和孔隙率的精确控制,而光固化增材制造技术可以利用高性能光固化浆料实现HA-Al_(2)O_(3)陶瓷的高精度成型。通过加入分散剂、光引发剂及光吸收剂,调节HA-Al_(2)O_(3)浆料状态,缓解HA粉末、Al_(2)O_(3)粉末和光敏树脂之间折射率不匹配而产生的严重散射效应。本研究探索了光引发剂和分散剂的种类和含量对浆料的影响,流变性和固化性能随着两者含量增加先改善后削弱,光引发剂和分散剂最佳用量分别为0.5%和4%(质量分数)。比较了石墨和甲基黄两种光吸收剂对提高打印精度的影响,虽然石墨对浆料的打印精度和流变性均有改善,但是降低了打印质量,因此确定甲基黄的用量为5.0×10^(-5),最终获得了适用于高精度打印的HA-Al_(2)O_(3)光固化浆料。 展开更多
关键词 陶瓷 HA-Al_(2)O_(3) 精度调控 固化深度 流变性 浆料调控
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p型多晶Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金类施主效应与热电性能 被引量：3
7
作者 鲁志强 刘可可 +6 位作者 李强 胡芹 冯利萍 张清杰 吴劲松 苏贤礼 唐新峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1331-1337,I0012,I0013,共9页
晶粒细化是提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金力学性能的有效途径,但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能,制约了Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3... 晶粒细化是提高Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金力学性能的有效途径,但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能,制约了Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金,采用实验结合理论计算系统研究了粉末冶金制备过程中研磨和脱附气氛对烧结样品中类施主效应和电热输运性能的影响规律和机制。Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)基合金破碎研磨过程中粉体表面产生缺陷V_(Te)^(··)和V_(Sb)^(")并物理吸附空气中的O_(2),在烧结过程中与吸附的O_(2)发生缺陷化学反应,产生大量V_(Te)空位和自由电子,导致类施主效应,使空穴浓度大幅降低。在保护气氛下(Ar气氛)研磨避免接触空气或在空气中研磨后放置在保护气氛下脱附O_(2),都可以有效抑制类施主效应,使样品保持较高的载流子浓度和电导率,且性能在473 K下保持稳定。在空气中研磨后直接烧结的样品和放置在空气中粉体烧结的样品表现出明显的类施主效应,样品的载流子浓度从保护气氛处理样品的4.49×10^(19)cm^(−3)下降至3.21×10^(19)cm^(−3),采用保护气氛处理的粉体烧结样品在402 K下获得最高的热电优值ZT为1.03,平均ZTave为0.92。该研究为调控p型多晶Bi_(2)Te_(3)基化合物的类施主效应和优化其热电性能提供了新思路。 展开更多
关键词 Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)合金 类施主效应 载流子浓度 热电性能
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纳米复合海洋防污涂料研究进展 被引量：8
8
作者 贺小燕 白秀琴 +1 位作者 袁成清 任坤 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期37-51,共15页
海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不... 海洋生物污损带来巨大的损失是亟须解决的难题。开发含纳米填料的无机-有机杂化涂料是传统防污手段的绿色替代方案,然而目前缺乏纳米复合涂料在海洋防污领域应用的系统报道。综述无机纳米材料改性聚合物涂料的研究进展,按照防污机制的不同,重点总结低表面能纳米复合防污涂料、超疏水纳米复合防污涂料、释放型纳米复合防污涂料、催化型纳米防污涂料、多因素协同纳米防污涂料的研究现状,对其防污特性进行分析,并指出各类涂层所存在的问题。最后,提出无机纳米材料在聚合物中的稳定分散、多种防污机制协同优化、无机纳米复合涂层的长效防污性能保障是纳米防污涂料在海洋防污领域所面临的难题及未来发展方向,填补了纳米复合涂料在海洋绿色防污领域应用系统报道的空白。 展开更多
关键词 生物污损 纳米复合 海洋防污涂料 防污机制
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