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硅藻土基复合材料在能源与环境领域的应用进展
被引量:
7
1
作者
姜德彬
袁云松
+3 位作者
吴俊书
杜玉成
王金淑
张育新
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期1483-1489,共7页
相比于传统的纳米颗粒材料,无机有序多孔纳米材料具有大的比表面积、高的吸附容量和许多特殊性能,在吸附、分离、催化等领域得到广泛应用。硅藻土作为一种天然的矿物材料具有多级孔道结构,是一种优良的无机多孔材料。过去对硅藻土的开...
相比于传统的纳米颗粒材料,无机有序多孔纳米材料具有大的比表面积、高的吸附容量和许多特殊性能,在吸附、分离、催化等领域得到广泛应用。硅藻土作为一种天然的矿物材料具有多级孔道结构,是一种优良的无机多孔材料。过去对硅藻土的开发与利用的方式较为粗犷,例如用于建筑材料、过滤填料等低附加值材料。近年来,由于硅藻土具有独特的纳米和微米形态天然多孔三维分层结构、高比表面积,以及良好的热稳定性和高性价比,其研究与利用逐渐成为微纳米技术领域的热点,在微纳米尺度引出一系列理论和技术问题,其研究成果也逐步应用到工业与民生领域。得益于自身天然多孔的三维分层结构,硅藻土具有较高的比表面积,因而有潜力成为储能器件的原材料。然而,硅藻土存在高电阻率等缺点,不利于能量转换和储存等应用。为此,研究者对硅藻土的优化开展了大量的工作。具体地说,一方面将具有电化学性质的材料负载于硅藻土表面,利用硅藻土表面的硅羟基与修饰材料进行价键匹配,使复合材料具有较高的导电特性;同时,借助硅藻土高的比表面积及多孔结构,可大幅提高硅藻土基复合材料的电化学性能。另一方面,将硅藻土完全转化为另一种高导电性材料,以进一步提高复合材料的导电性能。硅藻土基复合材料在储能方面的应用已经引起广泛关注,并显示出巨大的潜力和发展空间。三维多孔材料在环境领域也具有广阔的应用空间。表面修饰可赋予硅藻土三维多孔材料优异的性能。例如,采用硅藻土表面硅羟基与纳米金属氧化物通过氢键进行结合,可显著改变纳米金属氧化物的表面价键排布,从而影响材料的性能。现阶段国内外针对硅藻土基复合材料在环境领域的应用已经开展了大量的研究工作。主要通过表面化学修饰的手段在硅藻土表面可控沉积功能材料实现功能性复合材料的构筑。这种复合材料保持着硅藻土的孔道结构,其较高的比表面积为功能材料提供了大量的活性位点,可显著提升硅藻土复合材料的性能。硅藻土基复合纳米材料是近年来出现的一个新的研究领域,它在超级电容器储能、锂电池、重金属污染物吸附、降解、催化合成等诸多领域得到了研究及应用。根据近年来国内外在硅藻土材料方面的研究现状,本文介绍了使用硅藻基复合材料在能源及环境领域应用的新进展。
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关键词
硅藻土
超级电容
重金属
吸附
催化
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职称材料
硅藻土在新能源领域的应用
被引量:
4
2
作者
张育新
张新宇
+1 位作者
吴明浩
姜德彬
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期331-340,共10页
硅藻是由具有独特纳米和微米形态的单细胞藻类产生的三维(3D)天然生物材料,具有众多优异的结构。硅藻纳米技术是近年来出现的一个新的研究领域,它在生物学、传感器、吸附、纳米输送、新能源等诸多领域中得到了研究及应用。由于它特殊的...
硅藻是由具有独特纳米和微米形态的单细胞藻类产生的三维(3D)天然生物材料,具有众多优异的结构。硅藻纳米技术是近年来出现的一个新的研究领域,它在生物学、传感器、吸附、纳米输送、新能源等诸多领域中得到了研究及应用。由于它特殊的多孔三维分层结构、高的比表面积以及与其他导体或半导体材料结合与转换的能力,在能量存储、低成本天然电极材料、具有强吸附性和优异的热稳定性的储氢材料以及热储能材料中得到了广泛应用。根据近年来国内外研究现状,展示了硅藻基复合材料在超级电容器、电池、太阳能电池等能源设备上应用的情况,以及硅藻基复合材料在储氢、储热等储能设备上的应用,并根据这些基本情况指出未来硅藻基复合材料的发展趋势。
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关键词
硅藻
纳米材料
新能源
锂离子电池
超级电容器
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职称材料
控制挤压比制备的AZ91异构镁合金的组织与力学性能
被引量:
5
3
作者
刘珂
张宝煊
+3 位作者
黄光胜
蒋斌
汤爱涛
潘复生
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第20期191-197,共7页
以商业热轧态AZ91厚板为实验用材料,通过控制挤压比制备了具有异质结构和均匀结构的AZ91棒材,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及万能试验机研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明:相比于原始热轧态(R)...
以商业热轧态AZ91厚板为实验用材料,通过控制挤压比制备了具有异质结构和均匀结构的AZ91棒材,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及万能试验机研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明:相比于原始热轧态(R)和轧制退火态(RA),挤压后的合金(AE7、AE11、AE17和AE26,数字为挤压比)的强度和塑性均大幅提高。其中,AE7为晶粒较为细小的均匀组织,并具有最高的抗拉强度及屈服强度,但塑性最差;而AE26则呈现晶粒较为粗大的均匀组织,并具有最佳的塑性,但强度最低;AE11和AE17则呈现粗、细晶混合的异质结构,其中AE11表现最佳的强韧结合,这不仅归因于细晶强化和晶粒的硬取向,而且异质变形诱导(HDI)强化和硬化在变形过程中也扮演了重要角色。
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关键词
镁合金
微观组织
异质结构
异质变形诱导(HDI)强化
力学性能
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职称材料
微量Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响
被引量:
4
4
作者
谢誉璐
黄光胜
+2 位作者
刘帅帅
张军磊
潘复生
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期12070-12075,共6页
采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金及添加0.2%(质量分数)Ca的AZ31(AZ31-0.2Ca)镁合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.001~1 s^-1范围内进行等温热压缩实验。基于流变应力曲线,结合双曲正弦函数建立的本构方程与动态材料模...
采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金及添加0.2%(质量分数)Ca的AZ31(AZ31-0.2Ca)镁合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.001~1 s^-1范围内进行等温热压缩实验。基于流变应力曲线,结合双曲正弦函数建立的本构方程与动态材料模型(DMM)构建的加工图,系统地分析了Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响。结果表明,与AZ31镁合金相比,AZ31-0.2Ca镁合金在较低温度和较高应变速率下的流变应力水平得到提高,应力指数n值有所减小,但热变形激活能Q值变化不大。此外,添加Ca元素能够扩大AZ31镁合金的可加工区域。AZ31-0.2Ca镁合金的最优加工区域为:温度400~490℃、应变速率0.001~0.01 s^-1和温度420~480℃、应变速率0.2~1 s^-1。
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关键词
镁合金
钙
加工图
热压缩变形
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职称材料
铝粉生产技术及应用前景分析
被引量:
1
5
作者
赵寅星
马社俊
+3 位作者
聂中奎
朱莉莉
彭欣洁
彭建
《世界有色金属》
2022年第14期1-5,共5页
本文简述了国内外铝粉制备和应用的技术发展现状,介绍了捣冲法、球磨法、雾化法等多种铝粉生产制备方法,分析了铝粉在金属颜料、电子浆料、耐火材料、高能燃料、固态储氢材料、轻量化金属结构件等领域的应用前景。
关键词
铝粉
制备方法
雾化法
应用前景
电子浆料
高能燃料
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职称材料
元胞自动机在电热成形微观组织模拟中的应用进展
6
作者
鲁宏
戴魏魏
+2 位作者
权国政
王童
施瑞菊
《内燃机与配件》
2019年第12期89-92,共4页
元胞自动机被广泛应用于流体力学、计算机及材料科学研究领域,描述复杂系统在离散的空间-时间上的演化规律。近年来该方法日趋完善,现已成为模拟微观组织演变的重要方法之一。本文综述了其研究发展过程及基本特征,并对其在材料微观领域...
元胞自动机被广泛应用于流体力学、计算机及材料科学研究领域,描述复杂系统在离散的空间-时间上的演化规律。近年来该方法日趋完善,现已成为模拟微观组织演变的重要方法之一。本文综述了其研究发展过程及基本特征,并对其在材料微观领域的研究内容进行了详细解析概述。主要结论如下:元胞自动机方法在材料热加工过程中的应用主要集中在材料凝固、材料再结晶过程、材料塑性变形时位错动力学等方面。基于有限元软件平台,将元胞自动机模型植入等温压缩及电镦模拟中,模了拟材料在变形过程中动态再结晶和晶粒尺寸演化。
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关键词
元胞自动机
动态再结晶
微观组织演变
电热成形
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职称材料
题名
硅藻土基复合材料在能源与环境领域的应用进展
被引量:
7
1
作者
姜德彬
袁云松
吴俊书
杜玉成
王金淑
张育新
机构
重庆大学材料科学与工程学院机械传动国家重点实验室
重庆大学
城市建设与环境
工程
学院
北京工业
大学
新型功能
材料
教育部
重点
实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期1483-1489,共7页
基金
中央高校基本科研业务费研究生创新创业项目(106112017CDJXSYY0001)
国家自然科学基金面上项目(21576034)~~
文摘
相比于传统的纳米颗粒材料,无机有序多孔纳米材料具有大的比表面积、高的吸附容量和许多特殊性能,在吸附、分离、催化等领域得到广泛应用。硅藻土作为一种天然的矿物材料具有多级孔道结构,是一种优良的无机多孔材料。过去对硅藻土的开发与利用的方式较为粗犷,例如用于建筑材料、过滤填料等低附加值材料。近年来,由于硅藻土具有独特的纳米和微米形态天然多孔三维分层结构、高比表面积,以及良好的热稳定性和高性价比,其研究与利用逐渐成为微纳米技术领域的热点,在微纳米尺度引出一系列理论和技术问题,其研究成果也逐步应用到工业与民生领域。得益于自身天然多孔的三维分层结构,硅藻土具有较高的比表面积,因而有潜力成为储能器件的原材料。然而,硅藻土存在高电阻率等缺点,不利于能量转换和储存等应用。为此,研究者对硅藻土的优化开展了大量的工作。具体地说,一方面将具有电化学性质的材料负载于硅藻土表面,利用硅藻土表面的硅羟基与修饰材料进行价键匹配,使复合材料具有较高的导电特性;同时,借助硅藻土高的比表面积及多孔结构,可大幅提高硅藻土基复合材料的电化学性能。另一方面,将硅藻土完全转化为另一种高导电性材料,以进一步提高复合材料的导电性能。硅藻土基复合材料在储能方面的应用已经引起广泛关注,并显示出巨大的潜力和发展空间。三维多孔材料在环境领域也具有广阔的应用空间。表面修饰可赋予硅藻土三维多孔材料优异的性能。例如,采用硅藻土表面硅羟基与纳米金属氧化物通过氢键进行结合,可显著改变纳米金属氧化物的表面价键排布,从而影响材料的性能。现阶段国内外针对硅藻土基复合材料在环境领域的应用已经开展了大量的研究工作。主要通过表面化学修饰的手段在硅藻土表面可控沉积功能材料实现功能性复合材料的构筑。这种复合材料保持着硅藻土的孔道结构,其较高的比表面积为功能材料提供了大量的活性位点,可显著提升硅藻土复合材料的性能。硅藻土基复合纳米材料是近年来出现的一个新的研究领域,它在超级电容器储能、锂电池、重金属污染物吸附、降解、催化合成等诸多领域得到了研究及应用。根据近年来国内外在硅藻土材料方面的研究现状,本文介绍了使用硅藻基复合材料在能源及环境领域应用的新进展。
关键词
硅藻土
超级电容
重金属
吸附
催化
Keywords
diatomite
energy storage
heavy metal
adsorption
catalysis
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
硅藻土在新能源领域的应用
被引量:
4
2
作者
张育新
张新宇
吴明浩
姜德彬
机构
重庆大学材料科学与工程学院机械传动国家重点实验室
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期331-340,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(21576034)
国家级大学生创新训练项目(201710611052)
文摘
硅藻是由具有独特纳米和微米形态的单细胞藻类产生的三维(3D)天然生物材料,具有众多优异的结构。硅藻纳米技术是近年来出现的一个新的研究领域,它在生物学、传感器、吸附、纳米输送、新能源等诸多领域中得到了研究及应用。由于它特殊的多孔三维分层结构、高的比表面积以及与其他导体或半导体材料结合与转换的能力,在能量存储、低成本天然电极材料、具有强吸附性和优异的热稳定性的储氢材料以及热储能材料中得到了广泛应用。根据近年来国内外研究现状,展示了硅藻基复合材料在超级电容器、电池、太阳能电池等能源设备上应用的情况,以及硅藻基复合材料在储氢、储热等储能设备上的应用,并根据这些基本情况指出未来硅藻基复合材料的发展趋势。
关键词
硅藻
纳米材料
新能源
锂离子电池
超级电容器
Keywords
diatoms
nanomaterial
new energy
lithium ion battery
supercapacitor
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
控制挤压比制备的AZ91异构镁合金的组织与力学性能
被引量:
5
3
作者
刘珂
张宝煊
黄光胜
蒋斌
汤爱涛
潘复生
机构
重庆大学
材料
科学与
工程
学院
重庆大学
国家
镁合金
工程
技术研究中心
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第20期191-197,共7页
基金
国家自然科学基金(52071035,U1764253)。
文摘
以商业热轧态AZ91厚板为实验用材料,通过控制挤压比制备了具有异质结构和均匀结构的AZ91棒材,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及万能试验机研究了其微观组织与拉伸性能。结果表明:相比于原始热轧态(R)和轧制退火态(RA),挤压后的合金(AE7、AE11、AE17和AE26,数字为挤压比)的强度和塑性均大幅提高。其中,AE7为晶粒较为细小的均匀组织,并具有最高的抗拉强度及屈服强度,但塑性最差;而AE26则呈现晶粒较为粗大的均匀组织,并具有最佳的塑性,但强度最低;AE11和AE17则呈现粗、细晶混合的异质结构,其中AE11表现最佳的强韧结合,这不仅归因于细晶强化和晶粒的硬取向,而且异质变形诱导(HDI)强化和硬化在变形过程中也扮演了重要角色。
关键词
镁合金
微观组织
异质结构
异质变形诱导(HDI)强化
力学性能
Keywords
magnesium alloy
microstructure
heterostructure
heterogeneous deformation induced(HDI)strengthening
mechanical property
分类号
TG379 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
微量Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响
被引量:
4
4
作者
谢誉璐
黄光胜
刘帅帅
张军磊
潘复生
机构
重庆大学
材料
科学与
工程
学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期12070-12075,共6页
基金
国家重点研发计划(2017YFB1300700)
国家自然科学基金(51671041)。
文摘
采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金及添加0.2%(质量分数)Ca的AZ31(AZ31-0.2Ca)镁合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.001~1 s^-1范围内进行等温热压缩实验。基于流变应力曲线,结合双曲正弦函数建立的本构方程与动态材料模型(DMM)构建的加工图,系统地分析了Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响。结果表明,与AZ31镁合金相比,AZ31-0.2Ca镁合金在较低温度和较高应变速率下的流变应力水平得到提高,应力指数n值有所减小,但热变形激活能Q值变化不大。此外,添加Ca元素能够扩大AZ31镁合金的可加工区域。AZ31-0.2Ca镁合金的最优加工区域为:温度400~490℃、应变速率0.001~0.01 s^-1和温度420~480℃、应变速率0.2~1 s^-1。
关键词
镁合金
钙
加工图
热压缩变形
Keywords
magnesium alloy
calcium
processing map
hot compression deformation
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
铝粉生产技术及应用前景分析
被引量:
1
5
作者
赵寅星
马社俊
聂中奎
朱莉莉
彭欣洁
彭建
机构
河南省高技术创业服务中心
河南省远洋粉体科技股份有限公司
重庆大学材料科学与工程学院机械传动国家重点实验室
出处
《世界有色金属》
2022年第14期1-5,共5页
文摘
本文简述了国内外铝粉制备和应用的技术发展现状,介绍了捣冲法、球磨法、雾化法等多种铝粉生产制备方法,分析了铝粉在金属颜料、电子浆料、耐火材料、高能燃料、固态储氢材料、轻量化金属结构件等领域的应用前景。
关键词
铝粉
制备方法
雾化法
应用前景
电子浆料
高能燃料
Keywords
aluminum powder
preparation method
atomization method
application prospect
electronic pastes
highenergy fuels.
分类号
TG146.21 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
元胞自动机在电热成形微观组织模拟中的应用进展
6
作者
鲁宏
戴魏魏
权国政
王童
施瑞菊
机构
中远海运集团南京国际船舶设备配件有限公司
重庆大学材料科学与工程学院机械传动国家重点实验室
出处
《内燃机与配件》
2019年第12期89-92,共4页
基金
重庆市基础研究与前沿探索项目(cstc2018jcyjAX0459)
重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2016jcyjA0335)
华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室开放基金课题(P2018-020)
文摘
元胞自动机被广泛应用于流体力学、计算机及材料科学研究领域,描述复杂系统在离散的空间-时间上的演化规律。近年来该方法日趋完善,现已成为模拟微观组织演变的重要方法之一。本文综述了其研究发展过程及基本特征,并对其在材料微观领域的研究内容进行了详细解析概述。主要结论如下:元胞自动机方法在材料热加工过程中的应用主要集中在材料凝固、材料再结晶过程、材料塑性变形时位错动力学等方面。基于有限元软件平台,将元胞自动机模型植入等温压缩及电镦模拟中,模了拟材料在变形过程中动态再结晶和晶粒尺寸演化。
关键词
元胞自动机
动态再结晶
微观组织演变
电热成形
分类号
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
硅藻土基复合材料在能源与环境领域的应用进展
姜德彬
袁云松
吴俊书
杜玉成
王金淑
张育新
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
2
硅藻土在新能源领域的应用
张育新
张新宇
吴明浩
姜德彬
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
3
控制挤压比制备的AZ91异构镁合金的组织与力学性能
刘珂
张宝煊
黄光胜
蒋斌
汤爱涛
潘复生
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
4
微量Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响
谢誉璐
黄光胜
刘帅帅
张军磊
潘复生
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
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职称材料
5
铝粉生产技术及应用前景分析
赵寅星
马社俊
聂中奎
朱莉莉
彭欣洁
彭建
《世界有色金属》
2022
1
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职称材料
6
元胞自动机在电热成形微观组织模拟中的应用进展
鲁宏
戴魏魏
权国政
王童
施瑞菊
《内燃机与配件》
2019
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职称材料
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