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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：8
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。 展开更多
关键词 硅藻土 超级电容 重金属 吸附 催化
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ZK61镁合金的磨损性能 被引量：2
2
作者 胡耀波 杨生伟 +2 位作者 蒙万秋 姚青山 潘复生 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期10157-10161,10167,共6页
在MD W-02高速往复摩擦磨损试验机上,通过设置不同参数的滑动干摩擦实验,研究了载荷、滑动速度和时间对时效态ZK61镁合金磨损性能的影响,并绘制了磨损机制转变图.采用扫描电子显微镜（SEM）对磨损试样表面形貌进行了分析,结果表明,当滑... 在MD W-02高速往复摩擦磨损试验机上,通过设置不同参数的滑动干摩擦实验,研究了载荷、滑动速度和时间对时效态ZK61镁合金磨损性能的影响,并绘制了磨损机制转变图.采用扫描电子显微镜（SEM）对磨损试样表面形貌进行了分析,结果表明,当滑动速度（0．12 m/s）一定时,ZK61镁合金的磨损量随着载荷和时间的增加而增加,载荷愈大,磨损愈严重,在120 N、60 min时发生轻微磨损向严重磨损的转变.当滑动时间（20 min）一定时,ZK61镁合金的磨损形式随着滑动速度和载荷的增大而发生变化.当滑动速度（0．12 m/s）较小时,在不同载荷（50~150 N）下均表现为轻微磨损；当滑动速度为0．24 m/s,载荷超过100 N后磨损进入严重磨损阶段；当滑动速度（0．36 m/s）较大时,均表现为严重磨损. 展开更多
关键词 ZK6 1 镁合金 摩擦磨损 磨损量 磨损机制
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硅藻土在新能源领域的应用 被引量：4
3
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。 展开更多
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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快速凝固态Sn2．5Ag0．7Cu钎料钎焊接头的显微组织
4
作者 赵国际 张柯柯 +1 位作者 韩丽娟 张鑫 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期44-46,50,共4页
采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金,在相同钎焊工艺条件下,用扫描电镜及能谱仪、拉伸试验机研究了普通和快速凝固态钎料对紫铜板钎焊接头的组织、断口形貌、界面化合物和接头性能。结果表明:与普通钎料相比,快速凝固态钎... 采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金,在相同钎焊工艺条件下,用扫描电镜及能谱仪、拉伸试验机研究了普通和快速凝固态钎料对紫铜板钎焊接头的组织、断口形貌、界面化合物和接头性能。结果表明:与普通钎料相比,快速凝固态钎料钎焊接头组织细化,初生β-Sn相尺寸减小而数量增多、共晶组织明显减少,并且初生相与共晶组织界线变得模糊;剪切断裂时形成的韧窝更多,钎焊接头的韧性得到提高。 展开更多
关键词 快速凝固 Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金 钎焊 组织
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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
5
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。 展开更多
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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微量Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响 被引量：4
6
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。 展开更多
关键词 镁合金 钙 加工图 热压缩变形
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石墨烯增强镁合金钨极氩弧焊接接头性能 被引量：1
7
作者 谢雄 沈骏 +2 位作者 胡右典 张涛 谢福幸 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期717-725,共9页
通过活性钨极氩弧焊接将石墨烯纳米片溶入AZ31镁合金中,制得石墨烯/AZ31镁合金复合焊接接头。研究石墨烯加入量对复合焊接接头组织和性能的影响。结果表明:石墨烯纳米片在Marangoni逆流的运载和电磁力的搅拌作用下,均匀分布在AZ31镁合... 通过活性钨极氩弧焊接将石墨烯纳米片溶入AZ31镁合金中,制得石墨烯/AZ31镁合金复合焊接接头。研究石墨烯加入量对复合焊接接头组织和性能的影响。结果表明:石墨烯纳米片在Marangoni逆流的运载和电磁力的搅拌作用下,均匀分布在AZ31镁合金基体中。均匀分散的石墨烯纳米片有效地细化镁合金的晶粒组织,并显著提高其接头的力学性能。所有试样中,4~#石墨烯/AZ31镁合金复合接头的晶粒尺寸最小(约19.8μm),力学性能最优,其极限拉伸强度和显微硬度为198 MPa和68.9 HV,约为未添加石墨烯纳米片AZ31镁合金接头的190.4%和130%,同时,接头的韧性也达到最佳。因此,石墨烯纳米片的添加量在1.41%左右时,能获得性能最好的石墨烯/AZ31镁合金复合接头。 展开更多
关键词 石墨烯纳米片 AZ31镁合金 活性钨极氩弧焊接 微观组织 力学性能
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基于多场耦合有限元法的大规格电镦成形工艺优化 被引量：4
8
作者 蒋立鹤 王方旋 +1 位作者 权国政 黄云峰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期14-21,共8页
为了分析电镦成形过程中缺陷的形成过程,基于MSC.Marc平台建立了多场耦合的有限元分析模型。通过数值模拟和生产实践得出产生波浪缺陷的主要原因有两方面:一是在预热阶段大电流的作用下,随温度升高,趋肤效应明显,形成椭圆柱体,这种现象... 为了分析电镦成形过程中缺陷的形成过程,基于MSC.Marc平台建立了多场耦合的有限元分析模型。通过数值模拟和生产实践得出产生波浪缺陷的主要原因有两方面:一是在预热阶段大电流的作用下,随温度升高,趋肤效应明显,形成椭圆柱体,这种现象在后面的电镦成形过程中逐步放大,从而形成波浪缺陷;二是电镦过程中峰值电流大、温度较高,且峰值电流在靠中、后阶段,硬化不明显,导致波浪缺陷。随后,通过无级电流变化的模式调节不同阶段的电流,成功避免了电镦过程中的波浪缺陷。最后,通过在MSC.Marc软件中开发电流子程序,建立了电流多节点闭环控制的数值模拟优化方法,并在实践生产中得到验证。 展开更多
关键词 多场耦合 电镦粗 缺陷 数值模拟
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