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  • 2021年第3期文章目次
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    • >材料研究
    • CrTiAlCuN多元硬质薄膜的制备及其性能

      2021(3):191-195. CSTR:

      摘要 (171) HTML (0) PDF 2.97 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用离子束辅助磁控溅射技术制备CrTiAlCuN薄膜,利用扫描电镜(能谱仪)、X射线衍射仪、硬度计、划痕仪及磨擦磨损试验仪分析检测膜层的结构及主要力学性能.结果表明:所制备CrTiAlCuN膜层厚度约2.0 μm,膜层细腻致密,呈典型的柱状晶生长;膜层中的主要元素是Cr,其含量占40%左右;膜层呈现出与CrN相近的晶体结构和晶格常数, 晶格中部分Cr原子被Ti和Al替代;膜层的显微硬度达3255Hv,结合力为74N,而Cu的引入使摩擦系数降低至0.366,薄膜具有优良的综合性能.

    • 一种简单溶剂热法合成海胆状硫化铋用于钾离子电池负极材料

      2021(3):196-202,209. CSTR:

      摘要 (161) HTML (0) PDF 4.56 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用简单的溶剂热法合成出一种海胆状的硫化铋材料,用于钾离子电池负极.实验结果表明:该种材料可有效的提高钾电负极材料的循环性能,在电流密度50 mA/g下,容量可以达到279 mA·h/g,经过500圈循环后比容量还能保持84.6%;海胆状的硫化铋由于球体本身都是刺状结构,很大的抑制了钾化/去钾化过程中体积膨胀,其较大的空隙空间和较短的扩散距离也能很好的提高电解液接触面积.海胆状的硫化铋材料为钾离子电池负极提供了一种潜在的负极材料,是一种很有前途的材料.

    • 搅拌摩擦加工方向对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

      2021(3):203-209. CSTR:

      摘要 (943) HTML (0) PDF 1.62 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)对轧制态AZ61镁合金进行单道次加工,利用EBSD和SEM/EDS及室温拉伸、显微硬度测试等表征手段,研究了加工方向对加工区域微观组织演变及其对力学性能的影响规律.结果表明:沿轧制方向(Rolling direction, RD)和横向(Transverse direction, TD)FSP制备的镁合金晶粒尺寸分别为3.5 μm和4.3 μm,基面施密特因子平均值分别为0.42和0.34;沿RD方向制备的镁合金中第二相呈细小弥散分布,而TD方向的第二相颗粒较为粗大;两个方向制备的镁合金抗拉强度相当,沿RD和TD方向制备的镁合金的屈服强度分别为90 MPa和104 MPa、伸长率分别为34.8%和28.6%,而RD方向制备的镁合金硬度高于TD方向.屈服强度与霍尔佩奇关系不符,受织构影响,而硬度分布符合霍尔佩奇关系.

    • 基于响应面优化法激光选区熔化AlMgScZr研究

      2021(3):210-219. CSTR:

      摘要 (1052) HTML (0) PDF 3.88 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:铝合金因其轻质、高强而被广泛应用于国防建设及航空航天等领域中,而激光选区熔化(SLM)技术在复杂结构零件的制造上具有很大的优势.采用SLM技术制备AlMgScZr合金,通过响应面优化的方法对其工艺参数进行了优化,得到了相对密度为99.11%、抗拉强度为333 MPa、屈服强度为282 MPa、延伸率为16 %和显微硬度为119.5 HV0.05的AlMgScZr铝合金试样.同时,研究了热处理对SLMAlMgScZr试样拉伸性能的影响,发现经过350 ℃保温6 h,随后在氩气气氛中冷却的热处理后,试样的抗拉强度升高到561.9 MPa,屈服强度提高至546.8 MPa,延伸率为5.2 %.通过响应面参数优化得到了性能优异的高强度铝合金,为SLM制备AlMgScZr合金的应用提供了理论参考.

    • 电磁搅拌对C19400-SiC复合材料成分控制及性能的影响

      2021(3):220-224. CSTR:

      摘要 (44) HTML (0) PDF 1.29 M (376) 评论 (1) 收藏

      摘要:在制备C19400-SiC复合材料过程中,SiC的成分难以控制,实验引入电磁搅拌的方法.实验结果表明,电磁搅拌技术,促进了合金中SiC的添加,C19400-SiC复合材料的晶粒尺寸减小了40%.此外,采用电磁搅拌后,复合材料硬度略有提高,导电性能得到改善.

    • 烧结温度对掺杂CZTSe靶材性能的影响

      2021(3):225-228. CSTR:

      摘要 (48) HTML (0) PDF 931.07 K (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用真空烧结技术制备了RbF∶CuZnSnSe(Rb-CZTSe)的陶瓷靶材,当RbF掺杂量为0.4%(质量分数)时,研究了不同烧结温度对CZTSe陶瓷靶材微观结构、致密度、电阻率及断面形貌的影响.结果表明,当烧结温度在660℃下所制备的陶瓷靶材表现出最优的各项性能,其电阻率188KΩ·cm和相对密度为94.68%.表明此方法所制备的Rb-CZTSe陶瓷靶材能更好的应用于工业生产.

    • 烟气脱汞过程中Ce掺杂对于不同吸附质在MnO2(110)表面吸附机理的研究

      2021(3):229-235. CSTR:

      摘要 (44) HTML (0) PDF 824.04 K (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,采用Materials Studio软件计算模拟研究了烟气催化脱汞过程中Hg0,Cl和HgCl在Ce掺杂前后MnO2(110)表面的吸附状态.结果表明:在Ce掺杂前后,Hg0和Cl都是优先吸附在MnO2(110)表面的含氧位点,且从掺杂后形成的键长更大,表明掺杂有利于反应体系活性的增加;HgCl吸附时,Ce掺杂前后不管是以Hg端吸附还是以Cl端吸附都是化学吸附,且以Hg端吸附在O位点上较为稳定,以Hg端吸附时HgCl的键能大于新形成的键能,有利于HgCl作为整体进一步与Cl反应生成最终的产物HgCl2.

    • 方柱微结构表面熔渣接触角的数值模拟研究

      2021(3):236-242. CSTR:

      摘要 (39) HTML (0) PDF 3.34 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用VOF模型对在不同本征接触角及不同尺寸方柱结构表面上熔渣的接触角进行了二维数值模拟,并对熔渣在方柱结构上的接触角进行测量.测量结果显示,熔渣在不同的本征接触角及不同方柱结构尺寸的表面上均处于Cassie润湿状态.将模拟结果与含方柱结构尺寸的Cassie润湿状态的接触角方程计算结果进行比较发现:在本征接触角大于90 °的涂层表面,方柱结构的存在增大了熔渣的表观接触角;模拟结果的接触角值与接触角方程计算值较为吻合,误差在10%以下.

    • 纳米改性地聚物材料影响混凝土性能应用研究

      2021(3):243-249. CSTR:

      摘要 (35) HTML (0) PDF 925.03 K (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:地聚物由于自身的热稳定性、耐化学腐蚀性和环境友好的优点,在建筑材料领域中得到了越来越多的应用.通过介绍地聚物材料进行纳米改性的必要性,阐述了纳米材料改善混凝土性能的研究进展,以及纳米改性地聚物材料影响混凝土性能的研究进展.

    • >工艺与装备
    • 新型添加剂改善全无机钙钛矿太阳能电池稳定性

      2021(3):250-255. CSTR:

      摘要 (112) HTML (0) PDF 1.58 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,全无机钙钛矿太阳能电池CsPbI2Br的光电转换效率已经超过了16%,表现出较强的应用前景,然而全无机钙钛矿较差的水氧稳定性问题严重制约其商业化发展.因此,针对上述水氧稳定性问题,提出加入一种9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)添加剂来提高钙钛矿CsPbI2Br的稳定性.结果显示,经过DOPO修饰的器件达到了11.04%的光电转换效率,并且稳定性明显提升,在10天后维持87 %的初始效率,而参比器件仅具有初始效率的80 %.

    • 钒渣加Mg(OH)2焙烧提铬的研究

      2021(3):256-261. CSTR:

      摘要 (40) HTML (0) PDF 1.08 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:从环保角度考虑,目前国家对传统钒渣提钒工艺提出改进建议,新工艺要求对钒渣中钒和铬充分提取,使得浸出渣中铬含量尽可能低.经热力学的计算发现,相同的条件下铬比钒更难提取,而且添加Mg(OH)2的提铬效果要比添加MgO的更好.因此,采用将钒渣粉与碱性Mg(OH)2粉末的混合样进行高温氧化焙烧,焙烧后再用硫酸酸浸的方法提取钒渣中铬.同时,研究了Mg(OH)2含量、焙烧温度、焙烧时间及酸浸pH值对铬提取的影响.实验结果表明:铬的提取率随着碱渣比、焙烧温度、焙烧时间的增加而增加,随酸浸pH值的降低而增大;在焙烧温度为1000 ℃、碱渣比为1.0、焙烧时间为2 h、酸浸pH=0.1的条件下,铬的提取率为63%.

    • >综合评述
    • 细长管内壁涂层技术进展及应用现状

      2021(3):262-275. CSTR:

      摘要 (465) HTML (0) PDF 2.59 M (1792) 评论 (0) 收藏

      摘要:内壁涂层技术是一种可以降低管内容物对管壁损伤的有效方法,能有效的提升细管零件的使用寿命和服役安全性.近年来,在细长管内壁涂层制备技术也受到越来越多的关注,并在制备技术和应用方面均取得了重要的进展.系统介绍了目前国内外应用于内壁涂层制备技术的发展历史及其分类,重点对热浸镀、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积技术在细管内壁涂层制备的成膜机理进行了详细的论述.基于细管内壁涂层技术的发展和应用状况,从理论研究、使用环境、技术工程化应用等方面,总结了现有研究和应用中的成果及存在的问题.重点从涂层材料体系、基体特性、厚度均匀性控制以及界面结合特征几个方面分别对上述技术的潜在应用前景进行了分析和展望.

    • 激光选区熔化制备镍钛合金的研究进展

      2021(3):276-286. CSTR:

      摘要 (243) HTML (0) PDF 2.56 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:镍钛形状记忆合金因其具有良好的力学性能、生物相容性和耐蚀性,被广泛应用于各个领域,尤其是生物医学领域.同时,诸如心血管支架、骨植入物等应用对于成形件的结构及精度都提出了极大的要求.因此,对以SLM为代表的金属3D打印工艺在制备NiTi合金,以及其工艺参数对成形件质量、显微结构、相变温度和力学性能的影响进行了阐述.同时,列举了一些3D打印制备的NiTi合金在生物医学领域的应用实例,并指出了SLM制备NiTi合金存在的问题,最后对其今后的发展趋势进行了展望.

    • 热等静压消除金属增材制造构件孔隙的研究进展

      2021(3):287-296,305. CSTR:

      摘要 (151) HTML (0) PDF 1.74 M (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:为消除激光选区熔化、电子束熔融等金属增材制造技术制备的构件内孔隙缺陷对使用性能的不利影响,满足航空、航天和医疗等行业对金属增材制造件的迫切需求,热等静压作为重要的后处理手段得到了广泛应用.综述对近期科研人员利用热等静压消除金属增材制造孔隙的效果评价和机理的分析进行了阐述,进而为金属增材制造构件实施热等静压处理提出了一些建议.

    • 退役动力锂电池回收工艺研究进展

      2021(3):297-305. CSTR:

      摘要 (148) HTML (0) PDF 815.92 K (735) 评论 (0) 收藏

      摘要:退役动力锂电池因含有大量的钴、镍、锂、锰等有价金属备受重视,将其进行回收再利用有助于缓解当前国内资源紧张与环境污染的压力.较为全面地综述了当前国内外动力锂电池回收技术及新工艺,主要包括干法回收工艺、湿法回收工艺及生物浸出回收工艺,并介绍了各工艺环节的研究现状.同时,随着回收工艺研究的不断深入,切实需要更完备的市场回收机制与之相匹配,故寄希望于新工艺在以后回收工业体系应用的更加广泛与成熟,并对动力电池回收再利用领域未来发展做了展望.

    • 几种金属材料弯曲性能试验方法的对比

      2021(3):306-308. CSTR:

      摘要 (75) HTML (0) PDF 779.12 K (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:弯曲试验是表征金属材料性能的一种重要方法,不同种类金属材料的弯曲试验的标准、试验步骤和结果评定差异很大.在实际检验过程中,试验人员对选用哪种方法存在疑问.对几种金属材料弯曲性能试验方法进行汇总及对比,为试验人员在针对不同试样测试弯曲性能时选择最适用的方法提供一定的指导作用.

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