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新型三元聚合物给体材料的合成及在有机太阳能电池中的应用

材料导报杂志|任静琨; 刘伟鹏; 李战峰; 孙钦军; 王华; 史方; 郝玉英 太原理工大学物理与光电工程学院; 新型传感器与智能控制教育部(山西省)重点实验室; 太原030024; 太原理工大学; 新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室; 太原030024
【摘 要】

以吡咯并[3,4-c]吡咯二酮(DPP)为A单元,苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)和萘为D单元,合成了一种新型2D/A型三元共轭聚合物太阳能电池给体材料(PDPP-BDT-NT),通过核磁共振氢谱(^1H NMR)对其结构进行了表征,通过热重分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、循环伏安法对其热学性质、光物理性能及能级结构进行了研究。PDPP-BDT-NT具有较好的热稳定性,热分解的温度为401℃,有较宽的吸收光谱,可覆盖300~900nm,最高占据轨道(HOMO)能级为-5.35eV。以聚合物PDPP-BDT-NT为给体材料,PC40BM为受体材料,制备了一系列有机聚合物太阳能电池,在大气质量(AM)为1.5G,功率为100mW·cm^-2模拟的太阳光照射下,有机聚合物太阳能电池的光电转化效率(PCE)可达2.09%。甲醇处理后,有机聚合物太阳能电池的PCE可达2.34%。

【关键词】
  • 有机太阳能电池
  • 聚合物给体材料
  • 苯并二噻吩

材料导报 文档目录

材料导报杂志材料综述

基于纳米压痕技术的本构关系反演分析进展

摘要:介绍了应力应变反演分析的几种分析方法,包括Dao-Suresh法、极限分析法以及Zhao-Chen法。针对各种方法的力学理论进行论述,并给出每种方法的优缺点和适用范围。介绍了本构关系反演分析中的唯一性问题,尤其侧重于介绍Liu和Chen的研究工作。对本构关系反演分析的不足进行了阐述,并对发展趋势做出了展望。
1-5

镥基闪烁晶体的研究进展

摘要:由于高能物理实验、核医学成像、安全检查和地质探矿等领域的迫切需要,具有高密度、快衰减、高光输出和低成本等优良特性的闪烁晶体成为关注的焦点,特别是Ce^3+激活的镥(Lu)基化合物,其开发、研究和应用方兴未艾。简要综述了硅酸镥、氧化镥和铝酸镥等闪烁晶体的生长技术、闪烁性能和应用,并展望了镥基闪烁晶体的发展趋势。
12-19

石墨烯基复合材料的三维组装与应用研究进展

摘要:三维石墨烯结构体不仅继承了二维石墨烯片完美的碳晶体结构,还展现出超低的密度、极高的孔隙率和较大的比表面积等特点,具有导电、导热、吸附等优异性能,是近年来石墨烯功能材料中的一颗新星。目前,石墨烯与聚合物、无机纳米材料组装成三维结构复合材料的研究已经取得了实质性进展,研究者通过丰富的化学和物理路径实现了石墨烯与功能组分的三维有序组装,并赋予该材料奇特的结构特点和性能优势。这些特性使材料在能量储存、环境保护、传感器等研究领域表现出不错的应用前景。根据当前研究热点,综述了石墨烯基复合材料的三维组装与应用的研究进展,包括三维石墨烯/聚合物复合材料与三维石墨烯/无机纳米复合材料两种体系。重点总结了两种体系的三维组装方法,并分析了复合材料中石墨烯与功能组分的结构特点,简要概括了当前三维石墨烯基复合材料在环境保护、超级电容器等不同领域的应用进展,并对三维石墨烯基复合材料的三维结构设计与多样化应用进行了展望。
41-52

水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展

摘要:水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效方法之一。简要阐述了水轮机过流部件气蚀和泥沙磨损的机理及其影响因素,为涂层选材及制备工艺研究提供理论依据,同时综述了近年来水轮机耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的特点、存在的问题及改进方法,并展望了其未来的发展趋势。
75-83

新型矿浆材料脱硫现状及研究进展

摘要:以锰矿浆、磷矿浆、钒矿浆、镁渣浆、铜渣浆及赤泥为主要分析对象,综述了目前已有的矿浆脱硫技术。其中,锰矿浆、磷矿浆、钒矿浆脱硫技术已有相关中试实验或工业化应用研究;镁渣浆、铜渣浆及赤泥脱硫方法采用工业废弃物作为脱硫剂,既能解决工业废弃物的处理难题,又能实现以废治废,清洁生产。阐述及探索了矿浆中所含的碱性金属氧化物及过渡金属离子液相的催化氧化作用,并对未来矿浆(大宗工业固废如锰渣等)作脱硫剂的机理、可行性、工业化应用等研究提出展望。
106-111
材料导报杂志太阳能电池材料

新型三元聚合物给体材料的合成及在有机太阳能电池中的应用

摘要:以吡咯并[3,4-c]吡咯二酮(DPP)为A单元,苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)和萘为D单元,合成了一种新型2D/A型三元共轭聚合物太阳能电池给体材料(PDPP-BDT-NT),通过核磁共振氢谱(^1H NMR)对其结构进行了表征,通过热重分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、循环伏安法对其热学性质、光物理性能及能级结构进行了研究。PDPP-BDT-NT具有较好的热稳定性,热分解的温度为401℃,有较宽的吸收光谱,可覆盖300~900nm,最高占据轨道(HOMO)能级为-5.35eV。以聚合物PDPP-BDT-NT为给体材料,PC40BM为受体材料,制备了一系列有机聚合物太阳能电池,在大气质量(AM)为1.5G,功率为100mW·cm^-2模拟的太阳光照射下,有机聚合物太阳能电池的光电转化效率(PCE)可达2.09%。甲醇处理后,有机聚合物太阳能电池的PCE可达2.34%。
133-137

空间太阳电池玻璃盖板表面超薄ITO防静电层的设计及制备工艺

摘要:ITO/MgF2复合薄膜既具有较好的表面导电性能又具有较高的透过率,可应用于空间太阳电池玻璃盖板表面。文章主要对ITO/MgF2复合薄膜中表层的超薄ITO薄膜进行了研究。利用TFcalc软件模拟了ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光学性能的影响,根据模拟结果采用电子束蒸发法在衬底上依次沉积MgF2薄膜和氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了ITO薄膜工艺参数(沉积速率、沉积温度和工作气压)和ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光电性能及微观结构的影响。当ITO薄膜沉积速率为0.05m/s、沉积温度为400℃、工作气压为2.3×10^-2Pa、厚度为10nm时,表层ITO薄膜基本连续,其方块电阻(1.94kΩ/□)已符合设计需求,ITO/MgF2复合薄膜在可见光区间(400~800nm)的平均透过率达到89.00%。
158-162
材料导报杂志材料研究

煤基三维石墨烯基电极在不同电解液中的电化学性能

摘要:三维石墨烯材料具有独特的多孔网络连通结构,大的比表面积,良好的光、电、热、力学等性质,被认为是理想的电极材料。以廉价煤炭为原料,通过催化热处理、化学氧化及水热还原等技术制得三维煤基石墨烯宏观体;采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱等检测手段对样品形貌及结构进行表征;并进一步通过恒电流充放电(GCD)、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)等技术研究了三维石墨烯材料在碱性(6mol/L KOH)、酸性(1mol/L H2SO4)及中性(1mol/L Na2SO4)3种水系电解液中的电化学性能。结果表明,三维煤基石墨烯材料在酸性和碱性电解液中具有较高的比电容;其中,在6mol/L KOH水系电解液中的比电容高达288.9F/g,并具有较好的稳定性,充放电循环1 000次后材料的电容保持率为91.6%。
1-5

N掺杂Cu2O薄膜的低温沉积及快速热退火研究

摘要:采用氧化亚铜(Cu2O)陶瓷靶,利用射频磁控溅射沉积法在氮气和氩气的混合气氛下制备了N掺杂Cu2O(Cu2O∶N)薄膜,并在N2气氛下对薄膜进行了快速热退火处理,研究了N2流量和退火温度对Cu2O∶N薄膜的生长行为、物相结构、表面形貌及光电性能的影响。结果显示,在衬底温度300℃、N2流量12sccm条件下生长的薄膜为纯相Cu2O薄膜;在N2气氛下对预沉积薄膜进行快速热退火处理不影响薄膜的物相结构,薄膜的结晶质量随退火温度(〈450℃)的升高而显著改善;快速热退火处理能改善薄膜的结晶质量和缺陷,降低光生载流子的散射,增强载流子的传输,预沉积Cu2O∶N薄膜经400℃退火处理后展示出较好的电性能,薄膜的霍尔迁移率(μ)为27.8cm~2·V~(-1)·s~(-1)、电阻率(ρ)为2.47×10~3Ω·cm。研究表明低温溅射沉积和快速热退火处理能有效改善Cu2O∶N薄膜的光电性能。
21-25

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

摘要:以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。
41-45

ZCuSn10合金半固态流变挤压件显微组织的演变

摘要:采用常规铸造和转棒诱导形核法制备ZCuSn10合金,研究制浆工艺对ZCuSn10合金半固态挤压件显微组织的影响,并结合最佳工艺制备法兰件,分析法兰件内部组织的演变规律。结果表明,不同制浆工艺对ZCuSn10合金挤压件显微组织的影响不同,挤压件内部组织基本与浆料组织保持一致。利用转棒转速为500r/min制备的浆料挤压法兰件,可获得固液协同流动性良好的显微组织,试样压头处散热较快,微观组织以固相为主;试样中部及试样前段均为固液两相共存的颗粒状或近球状半固态显微组织。
60-64

含Ce2O3氧化物对改善双相不锈钢亚稳态点蚀的机理研究

摘要:利用扫描电镜、原子力显微镜、恒电位脉冲等研究了2205双相不锈钢在中性含Cl-环境下氧化物引起点蚀萌生的机理。实验发现MgO-Al2O3系夹杂物中MgO偏聚处以及MgO-Al2O3-CaO系夹杂物中CaO富集处会引起夹杂物处基体同周围基体接触电势差增加。此外,CaO富集处易使夹杂物表面出现显微缝隙并使基体裸露,产生亚稳态蚀坑。经Ce处理后发现夹杂物成分变为含Ce2O3·11Al2O3或Ce2O3·Al2O3为主的复合夹杂,夹杂物与基体接触电势差减小并且在含Ce2O3复合夹杂物处未发现点蚀萌生现象,最后阐述了非金属氧化物引起点蚀的机理以及Ce与氧化物反应的机制。
81-88

析出相对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金室温压缩行为的影响

摘要:采用金相观察、硬度测试、扫描电镜观察、透射电镜观察及室温压缩等手段,研究了时效析出相对Mg-5.5Gd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr合金挤压棒材室温压缩性能的影响。结果表明:该合金具有优异的抗压性能,经225℃/12h时效处理后,合金的抗压强度可达490 MPa,屈服强度可达325 MPa,总压缩应变为8.9%,优异的抗压强度主要归因于合金中与基体呈半共格关系的析出相β′;随着时效程度的进一步增加,合金进入过时效状态,在300℃下时效8h后,合金中析出尺寸达微米级的平衡相β,并在晶界处形成宽度约2 μm的无沉淀析出带,使合金的强化效果减弱;断口分析表明,不同时效状态合金均以解理断裂为主,并在解理面之间以少量韧窝进行连接。
103-106

Si-O-C界面对C/Si-C-N复合材料性能的影响

摘要:采用CVI工艺制备基体、PIP方法制备界面,成功制备出了具有Si-O-C界面层的碳纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料(C/Si-O-C/Si-C-N),研究了Si-O-C界面层对C/Si-C-N复合材料力学性能、抗氧化性能和热膨胀性能的影响。结果表明,C/Si-C-N陶瓷基复合材料在采用Si-O-C界面层后,相对于采用热解碳界面的同类复合材料,其抗氧化性能明显提高,强度则基本相当,在实验温度区间内,平均热膨胀系数略有升高。
121-124
材料导报杂志计算模拟

焰熔法生长钛酸锶单晶体生长室内温度分布的数值模拟

摘要:通过研究焰熔法生长钛酸锶单晶体过程中生长室内的温度分布特征,分析了H2和O2流量、喷嘴孔径对温度分布的影响。结果表明,采用焰熔法生长SrTiO3晶体时,晶体熔帽表面温度和压力由中心逐渐向外降低;随着H2流量的增加,中心轴向的最高温度的位置基本不变,晶体熔帽温度和晶体四周的最高温度逐渐升高,只是升高幅度有所减小;晶体熔帽温度、压力及晶体周围烟气温度随O2流量增大而升高,而轴向最高温度则降低;增加喷嘴的中心孔径将使轴向最高温度、晶体熔帽温度和径向温度梯度降低,而喷嘴的H2孔径对生长室内轴向和径向温度分布的影响不是很明显。
138-143
材料导报杂志材料综述

电线电缆带电燃烧研究进展

摘要:分析了当前国内外在电线电缆带电燃烧方面的研究进展,主要关注了在役电缆温升特性、带电电缆故障着火机理和电流变量与燃烧特性的相互影响,分别对应了带电电线电缆起火本质原因、引燃特性及火焰蔓延特性。在电缆温升特性方面,分析了以热路模型或者数值计算模型为基础所建立的各类电缆线芯温度预测模型,并介绍了基于电缆温度预测模型所建立的各类线缆温度监测系统。在带电电缆故障着火机理方面,分析了由于绝缘层表面导电路径、高温导致空气电离及绝缘材料热解而形成的电弧故障引发火灾,以及由于短路、过载和接触不良等导致电缆线芯过热引发火灾的机理,并揭示了不同故障之间的相互诱发关系,分析了多种故障综合作用引发火灾的机理。在带电电缆燃烧特性方面,分析了电场与燃烧的相互影响关系与机理,并揭示了外部引燃条件下,通电电流变量对电缆燃烧特性及蔓延速度的影响规律,分析表明在制定电缆安全的相关标准和规范时,需考虑电缆火灾中持续通电电流的影响。
1-9

磁性水凝胶作为药物载体的应用研究进展

摘要:磁性水凝胶是一类同时具有磁性材料、高分子材料及水凝胶的性质特点的无机/有机复合材料。因具有优良的磁学性能及生物相容性,其作为新一代的药物载体可以实现磁响应、磁靶向及磁热疗等功能,在药物控制释放领域具有广阔的应用前景。对磁性水凝胶的制备方法及其在药物载体领域的研究情况进行了综述,详细介绍了磁性水凝胶作为药物载体的两种药物释放机理(ON/OFF模型及热敏释放原理),及其在磁靶向药物控释、磁热疗和磁共振成像方面的应用研究现状。
30-35

等离子喷涂用Y_2O_3稳定ZrO_2空心球形粉末制备技术及涂层性能的研究现状

摘要:原始粉末是影响等离子喷涂热障涂层组织结构和性能的主要因素之一。Y_2O_3稳定ZrO_2(Yttria stabilized zirconia,YSZ)空心球形粉末综合了熔融破碎粉末的预合金化效果好和团聚烧结粉末的流动性好的优点。采用该粉末制备的YSZ热障涂层的隔热性能、抗热震性能以及抗烧结性能等均显著提高,是目前综合性能最为优异的热障涂层之一。结合国内外研究情况,文章主要介绍了喷雾干燥法、等离子球化法以及模板法制备等离子喷涂用YSZ空心球形粉末的原理和优缺点;同时,对等离子喷涂过程中YSZ空心球形粉末熔滴的飞行特性、铺展凝固行为以及YSZ空心球形粉末制备涂层组织结构及性能的研究进行了概述;最后,指出了目前研究中存在的问题并对其未来的研究方向进行了展望。
60-67

AgCuZnSn钎料制备方法及合金化的研究进展

摘要:AgCuZnSn钎料作为绿色环保型硬钎料,一直是国内外钎焊学术界和产业界关注的热点。主要对近20年国内外有关AgCuZnSn钎料的研究报道进行评述,首先对AgCuZnSn钎料体系进行概述,其次从制备方法角度对现有AgCuZnSn钎料的研究进行了归纳分析,然后详细综述了AgCuZnSn钎料合金化的研究进展,分析元素In、Ga、Ni、P、Mn、La及合金Ni-P、Ga-In、Ga-In-Ce的调控作用,最后提出AgCuZnSn钎料研究和应用过程中存在的不足,并对其未来发展的方向进行了展望,为新型AgCuZnSn钎料的进一步研究提供理论指导和参考信息。
87-94

偏高岭土改性混凝土的耐久性研究进展

摘要:偏高岭土(MK)是高岭土在500~800℃下煅烧脱羟基生成的一种无定型相活性材料。将MK按一定比例替代混凝土中的水泥可以改善混凝土的力学和耐久性能,并且由于水泥用量减少,这对于降低水泥生产过程中二氧化碳排放量以及节约能源有很大帮助,能够产生良好的经济和环境效益。重点综述了偏高岭土改性混凝土(MKC)在干燥收缩、吸水性和水渗透性、氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀以及碳化5个方面的耐久性研究进展,最后对MKC耐久性研究的不足进行了探讨。
115-119
材料导报杂志铁电及铁磁材料

力电多场鼓包法测定PZT铁电薄膜的横向压电系数

摘要:为表征Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT)薄膜的横向压电性能,以纯力场鼓包测试模型和铁电薄膜材料压电方程为基础,推导了PZT铁电薄膜的力电耦合鼓包本构模型。采用溶胶-凝胶法制备了PZT铁电薄膜,并通过化学腐蚀法获得PZT薄膜鼓包样品。在外加电压为0~14V的条件下进行鼓包测试。结果表明,在纯力场作用下,PZT薄膜的弹性模量和残余应力分别为91.9GPa和36.2MPa;随着电压从2V变化到14V,PZT薄膜的横向压电系数d31从-28.9pm/V变化到-45.8pm/V。本工作所发展的力电耦合鼓包测试技术及力电耦合鼓包本构模型为评价铁电薄膜材料的横向压电性能提供了一种有效的分析方法。
139-144
材料导报杂志研究快报

用LiAlH4一步还原白炭黑制取多孔硅的研究

摘要:多孔硅因其独特高效的光电效应而日益成为国内外研究的热点。在温度为450℃和500℃的条件下,采用LiAlH4热还原白炭黑(微米或纳米级二氧化硅)一步制得多孔硅,并利用XRD、红外光谱、扫描电镜、固体发射光谱等对实验产物进行了表征和分析。所提出的方法既绿色环保,又经济实惠,具有潜在的应用和推广价值。
1-3
材料导报杂志材料研究

横磁处理对1K107纳米晶铁芯磁性能的影响及高频损耗分析

摘要:对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶铁芯分别进行普通热处理与横磁处理,并检测铁芯经两种热处理后的各项磁性能。获得了各频率下损耗与幅值磁密的关系。结果表明,横磁处理降低损耗效果较明显,该方法在高频电力电子变压器铁芯领域具有潜在应用前景。损耗分离结果表明,横磁处理后,磁滞损耗、涡流损耗、剩余损耗在总损耗中所占比例分别为不变、升高、降低。横磁处理后,磁畴结构改变,以磁矩旋转磁化为主要磁化方式,降低畴壁共振造成的异常损耗是除降低磁滞损耗外,降低总损耗的另一原因。
22-25

含半不稳定边臂配体的钛配合物催化丙交酯聚合

摘要:聚乳酸类材料作为可生物降解性材料具有广阔的应用前景。设计、合成了6种含半不稳定边臂的希夫碱配体L1—L6,并与钛酸四异丙酯络合合成相应的6种配合物C1—C6,配合物的结构和化学组成经元素分析、红外测试确定。将其作为催化剂催化丙交酯开环聚合,以催化剂C1为考察对象,系统研究了催化剂用量、温度、时间对聚合反应的影响,发现当单体与催化剂配比为2 000,温度为160℃,反应24h时,聚合产率最高,达90.35%,聚合物分子量达8.41×10^4。在上述优化条件下,比较了催化剂C1—C6的活性,结果表明催化剂活性按以下顺序递减:C6〉C4〉C3〉C1〉C2〉C5,同时,催化剂中心金属钛原子周围位阻相对稍小,配体中含配位能力较弱的半不稳定O边臂均有利于提高催化剂的活性。
40-45

钛表面等离子体电解氧化制备的Ca-P-Si生物活性陶瓷膜的电化学性能

摘要:采用等离子体电解氧化法在钛表面制备Ca-P-Si生物活性陶瓷氧化膜。将纯钛及等离子体电解氧化后纯钛两种样品分别浸在37℃的Hank模拟体液中,用电化学实验分析其电化学性能。动电位极化曲线和交流阻抗结果表明,经过等离子体电解氧化处理后纯钛的自腐蚀电位升高了0.7V,经过28d的浸泡,微弧氧化处理后钛的阻抗值仍接近未处理时的1.5倍。微孤氧化陶瓷膜提高钛基体耐腐蚀性能归因于外层的羟基磷灰石层及微弧氧化的致密内层形成隔离层将基体与溶液隔离,起到了抗腐蚀作用。
61-66

层间配置对成层式铝蜂窝吸能特性的影响

摘要:为了考察层间配置对成层式铝蜂窝吸能特性的影响,设计了由4种类型铝蜂窝组成的多种成层式铝蜂窝结构,主要包括单层、双层、三层、四层的组合形式,分别对其进行准静力单轴压缩试验。结果表明:峰值力和平均平台力与面密度成正比,但随着蜂窝高度的增加,二者略微下降;等质量等尺寸的条件下,成层式蜂窝优于单层蜂窝;对比双层铝蜂窝结构发现,不等高成层结构更具缓冲吸能优势;对于同种蜂窝,随着叠层数的增加,MP值逐渐下降;根据压溃行为分析可知,当成层式铝蜂窝结构的层数大于等于4时,不能充分发挥其缓冲吸能作用。考虑到降低峰值力同时提高吸能水平,将上下层设置较硬型铝蜂窝、中间层设置较软型铝蜂窝的成层式结构可优先选择。
82-87

高能喷丸处理对7A52铝合金表面微观组织结构及性能的影响

摘要:随着金属表面自纳米化技术的不断发展,金属材料的表面性能得到了明显提升。通过SEM、EBSD、TEM和HRTEM等分析测试手段,对高能喷丸处理后的7A52铝合金表面纳米化机理进行了分析。结果表明,随喷丸时间的延长铝合金表面硬度显著增大,当喷丸时间为50min时,表面硬度约为270HV,与基体相比提高了近1.5倍。此时铝合金外表面均匀分布着平均晶粒尺寸约为14.16nm的等轴晶,距表面约60μm处分布着以小角度晶界为主的微米级亚晶。7A52铝合金表面纳米级晶粒的形成机理主要是:晶粒变形使晶内逐渐形成高浓度位错,位错的缠绕、塞积对基体晶粒进行了初步分割细化,在往复载荷的作用下最终在表面形成了等轴的随机取向分布的纳米级晶粒。
96-99

温度对铁基预合金粉腐蚀泡沫化人造金刚石微粉的影响

摘要:采用铁基预合金粉对粒径为40~50μm的人造金刚石微粉进行腐蚀泡沫化处理。研究了不同温度对金刚石微粉表面形貌、颗粒直径、比表面积和孔容积的影响,并对腐蚀图案的各向异性和泡沫化机理进行分析。结果表明:当金刚石和预合金粉质量比为1∶2时,800℃处理的金刚石表面出现明显的腐蚀坑。随着处理温度升高,金刚石泡沫化程度先增大后减小,当处理温度为1 000℃时,金刚石泡沫化效果最好;此时,金刚石的比表面积和孔容积最大,分别为7.322m2/g和0.012mL/g。在腐蚀泡沫化过程中,金刚石发生了石墨化。
113-116

超疏水仿生水泥混凝土路面防覆冰技术及效能评价

摘要:通过微纳米路表构建与超疏水材料涂覆技术相结合,制备了超疏水仿生水泥混凝土路面模型试件;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结其制备工艺;采用自行设计的"冰-路"附着强度测试装置进行防覆冰性能测试,同时开展接触角测量试验、路面表面能计算及耐久性试验,综合评价超疏水仿生水泥混凝土路面的疏水、防冰效能。结果表明:超疏水水泥混凝土试件表面冰的残留率为29.9%,是普通试件的1/3左右,间接反映了超疏水路面具有较好的疏冰性能;与普通试件的接触角0°相比,超疏水水泥混凝土试件的接触角为153.5°,达到超疏水状态;表面能计算表明超疏水材料的作用降低了路面表面能,仅为普通水泥路面的3.4%,进一步验证了超疏水水泥混凝土路面可显著降低"冰-路"附着强度;通过模拟轮胎与路面的摩擦作用,接触角依然在90°以上,表明超疏水路面耐久性良好。
132-137
材料导报杂志计算模拟

电加工8418钢的能量分配与表面粗糙度模型

摘要:针对电火花加工8418钢构建一种采用不同电极材料加工时的表面粗度模型。采用实验与有限元仿真分析相结合的手段,首先通过实验分别得到紫铜电极、CuW70电极加工8418钢的表面粗糙度Ra,然后采用ANSYS软件仿真分析单脉冲放电加工8418钢的电蚀凹坑半径与深度,结合表面粗糙度模型计算出仿真Ra,通过对比实验得到的表面粗糙度Ra,分析得出紫铜电极、CuW70电极加工8418钢时工件上的能量分配系数η分别为33%和24%。最后对能量分配系数和表面粗度模型进行了实验验证,通过误差分析,不同电极加工的表面粗糙度最大误差为9.59%,证明了能量分配系数和表面粗度模型是准确的。通过对比实验和分析结果,得出不同电极材料对能量分配系数的影响,同时随着脉冲放电能量的增加,η对凹坑半径与深度的影响增大,采用紫铜电极与CuW70电极加工8418钢时Ra差异增大。
153-157

期刊名称:材料导报

期刊级别:北大核心期刊

期刊人气:13169

杂志介绍:
主管单位:重庆西南信息有限公司
主办单位:重庆西南信息有限公司
出版地方:重庆
快捷分类:工业
国际刊号:1005-023X
国内刊号:50-1078/TB
邮发代号:78-93
创刊时间:1987
发行周期:半月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:1.00
综合影响因子:0.658
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