关键词： 储能   化学反应   化学链   载体  

摘要： 铜钙联合循环热化学储能工艺是一种新型的氢能存储途径,能够有效解决电力过剩的消纳问题。然而,铜钙复合材料的碳酸化性能随着循环次数增加而显著衰退,限制了其实际应用。为了解决这一问题,本工作采用了载体改性法来提升铜钙复合材料的性能。首先,采用Pechini法制备了负载不同载体的铜钙复合材料,并在三床管式炉反应器中评估其反应性能。实验结果表明,负载载体的铜钙复合材料在10次循环中表现出优异的氧化性能,氧化率始终保持在90%以上。与CeO_(2)和MgO相比,添加Y_(2)O_(3)显著提高了铜钙复合材料的碳酸化转化率。5Y-Cu-Ca(Y_(2)O_(3)/CaO/CuO摩尔比为5∶47.5∶47.5)的初始碳酸化转化率为74.6%,经过10次循环后降至54.1%。为进一步提升Y_(2)O_(3)负载铜钙复合材料的碳酸化性能,采用双元载体负载策略,将ZrO_(2)作为第二载体与Y_(2)O_(3)共同负载在铜钙复合材料上。最佳性能的Y_(2)O_(3)/ZrO_(2)负载铜钙复合材料(Y_(2)O_(3)与ZrO_(2)摩尔比为2∶1)的初始碳酸化转化率为81.6%,在10次循环后碳酸化转化率仅降至70.5%。综上所述,本工作制备的铜钙复合材料对铜钙联合循环热化学储能工艺的实际应用具有重要意义。

关键词： 石墨烯   钛基复合材料   增强体   摩擦因数   磨损量  

摘要： 钛合金密度低、比强度和比刚度高、耐高温、耐腐蚀,但其硬度低、导热性差、黏性高、耐磨性差,这成为制约钛合金应用的重要因素。采用粉末冶金法制备石墨烯增强钛基复合材料,研究石墨烯对显微组织、硬度、拉伸性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:钛基复合材料晶粒尺寸较基体细小,并随着石墨烯含量的增加而减小。与基体相比,钛基复合材料的硬度、强度和摩擦磨损性能均得到显著提高。随着石墨烯含量的增加,硬度和强度升高,塑性下降,摩擦因数和磨损量都有所降低。当烧结温度为1273 K,石墨烯质量分数为0.5%时,钛基复合材料的硬度、拉伸和摩擦磨损综合性能最优,磨损量最小,较纯钛降低40%。

关键词： 非对称   循环载荷   铝基复合材料   疲劳寿命预测   Chaboche模型   Walker公式  

摘要： 铝基复合材料由不同力学性能和疲劳行为的多种材料组成。在非对称循环载荷下,各组分间的相互作用和影响使其疲劳寿命预测变得复杂。为解决这一问题,研究一种非对称循环载荷下铝基复合材料疲劳寿命预测方法。用Na_(3)Al F_(6)和Ti O_(2)粉末强化铝合金基体,制备出复合材料样品。设计非对称循环载荷加载条件。用Walker裂纹扩展式结合Chaboche模型进行铝基复合材料疲劳寿命预测,Chaboche模型能较好地描述材料在循环加载下的非线性行为;通过引入应力比参数,Walker公式可更准确地预测裂纹在不同应力水平下的扩展行为。将两者结合能更全面地考虑材料在疲劳过程中的各种因素,从而提高疲劳寿命预测的准确性。结果表明:随着应力幅值的增加,试件裂缝长度随之上升,同时随着循环圈数的增加,试件应力随之上升,这使得铝基复合材料疲劳寿命下降,且该方法的预测结果与实测值更接近,说明预测结果可靠。

关键词： 激光定向能量沉积   陶瓷强化   微观组织   摩擦磨损  

摘要： 为提升航空发动机钛合金叶片叶尖耐磨性,采用激光定向能量沉积技术制备了微米TiN/Ti6Al4V、纳米TiN/Ti6Al4V和微米/纳米TiN/Ti6Al4V三种复合材料。微米TiN部分熔化,分布在Ti6Al4V基体中实现颗粒弥散强化,纳米TiN完全溶解,固溶在Ti6Al4V基体组织中,实现固溶强化。随着熔池温度和N元素含量变化,纳米TiN/Ti6Al4V和微米/纳米TiN/Ti6Al4V组织中生成初生和共晶TixN相,呈现树枝状、花瓣状和晶须状微观结构,促进晶粒细化。微米、微米/纳米和纳米TiN/Ti6Al4V复合材料的显微硬度分别为510 HV_(0.2)、565 HV_(0.2)和604 HV_(0.2),磨损量分别为7.8、6.9、5.3 mg。与Ti6Al4V相比,显微硬度分别提升了19.4%、32.1%和41.5%,磨损量分别降低了13.3%、23.3%和41.1%,纳米TiN/Ti6Al4V表现出最高的显微硬度和最佳的耐磨性。

关键词： 电脉冲   脉冲响应   双线圈   复合材料   除冰  

摘要： 由于电脉冲除冰技术具有效率高、能耗小、不会二次结冰等优点,越来越受到研究人员重视。目前电脉冲除冰系统应用研究仅局限于导电金属材料,其使用的单线圈驱动方式效率低,耗能高。为此首先探索了双线圈驱动方式,实现了低导电复合材料的电脉冲应用,证明了双脉冲线圈大幅提高了线圈的脉冲效率,除冰效果更佳;其次,探究了复合材料与多种金属材料的脉冲动力响应,发现不同材料的峰值加速度和位移量均与电压呈二次曲线关系,相比于弹性模量,脉冲响应对于材料密度变化更为敏感;最后,对比了单/双线圈电脉冲除冰系统应用于金属材料与复合材料的除冰能耗,发现双脉冲线圈除冰效果更佳,同时由于受表面粗糙度影响,复合材料除冰所需能耗更高,证明了电脉冲除冰技术应用于复合材料的可行性。

关键词： 高级氧化   NiFe_(2)O_(4)   过一硫酸盐   甲基橙   复合材料  

摘要： 通过溶胶-凝胶法制备了NiFe_(2)O_(4)/硅藻土复合型催化剂(NFD),以甲基橙(MO)为目标污染物,研究NFD活化过硫酸盐(PMS)降解MO的机制,探究了NFD解决NiFe_(2)O_(4)金属团聚与金属溶出问题。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS表征了NFD的结构与性能。探究了不同催化体系、NFD质量浓度、PMS质量浓度、pH、阴离子种类对NFD+PMS体系的影响。结果表明,硅藻土表面负载的颗粒为NiFe_(2)O_(4)且均匀分散,减少了NiFe_(2)O_(4)团聚问题,且反应体系中Fe^(2+)/Fe^(3+)、Ni^(2+)/Ni^(3+)价态的循环转化参与了PMS的活化;NFD+PMS体系在NFD质量浓度为0.10 g/L、PMS质量浓度为0.25 g/L、MO质量浓度为30 mg/L、pH为7、反应温度为30℃、反应时间为60 min的条件下,对MO的降解率为98.76%;NFD+PMS体系的pH适用范围为5~9,受无机阴离子影响小,且体系会产生·OH、SO_(4)^(-)·、^(1)O_(2)、·O_(2)^(-)4种活性物质;反应后金属溶出大幅减少。

关键词： 氧化镁粉末   连续轧制   电加热器   连续管   复合材料  

摘要： 井下大功率电加热器是电加热技术的核心装备,国内尚未有制造技术成熟的生产单位。结合已有的管棒材轧制理论以及刚性电缆生产工艺,提出一种井下大功率电加热器连续轧制工艺,将金属板带卷管、粉末灌装以及连续轧制集合为一条生产线。通过试验以及有限元法,针对外护套减径变形、填充氧化镁粉末轧实密度、等效屈服强度以及界面结合强度等关键影响因素展开研究。最终制备得到良好的电加热器,其氧化镁粉末最大轧制密度约为2.80 g·cm^(-3),等效屈服强度约为120 MPa,连续管与电加热器可实现有效结合,机械结合力可达3.4 MPa。

关键词： 高流动尼龙6   多元复合填料   导热性能   韧性   刚性  

摘要： 通过分步填充、熔融加工的方法制备了高流动尼龙6(PA6)导热复合材料。结果表明:多元复合填料在PA6导热复合材料中表现出良好的分散性。与PA6基材相比,PA6导热复合材料的导热系数提升了260%,弯曲模量提升了330%,缺口冲击强度提升了150%,表现出良好的刚韧平衡性。多元复合填料具有异相成核作用,可将PA6复合材料的结晶温度提升15℃以上。

关键词： 超疏水   芳纶纳米纤维   聚多巴胺   二氧化硅   涂层   力学性能  

摘要： 超疏水材料由于其超高的防水性在工业防腐等领域展现出巨大的应用前景,然而在实际使用过程中,涂层表面的微纳结构和低表面能物质会被不断损耗从而影响超疏水性能。本文主要以聚多巴胺(PDA)包裹的芳纶纳米纤维(ANFs)作为一种微纳米构筑单元,在其上通过溶胶凝胶法原位生长纳米SiO_(2),并通过对其进行低表面能改性构建“葡萄”形超疏水结构,最后通过“粘接剂-超疏水粒子”喷涂得到超疏水涂层。当正硅酸乙酯(TEOS)添加量为2.1wt%时,超疏水涂层的接触角(WCA)为158°±1.5°。所制得的涂层具有良好的力学性能,在分别经过200 g砝码在25μm砂纸下的240次磨损和400 g砂冲实验的条件下,仍能保持良好的超疏水性能。Nyquist测试表明样片阻抗弧明显变大,Tafel测试表明腐蚀电位正移,喷涂超疏水涂层后能够有效提升防腐性能。

关键词： 二次开发   复合材料   层合板   Python   Abaqus   参数化建模   阻尼  

摘要： 为解决Abaqus重复性建模和参数优化问题,提高仿真分析效率,对三层复合材料层合板的参数化建模程序进行研究。采用Python语言和Abaqus内置的二次接口编写相关脚本,完成层合板多参数的参数化建模程序、Abaqus交互界面、用于评估阻尼性能的阻尼损耗因子计算程序的开发。对层合板优化问题进行实例分析,说明程序可以对同类板模型进行快速建模,得到不同参数下结构的阻尼损耗因子,最终获得离散最优阻尼性能参数。