石墨烯-贵金属纳米复合材料在小分子电分析及电催化中的应用

综述了近年来利用石墨烯和贵金属纳米复合材料对一些常见小分子的电分析及电催化应用的主要研究进展.包括利用石墨烯-贵金属纳米复合材料构建电化学生物传感器对葡萄糖、过氧化氢等生物小分子的电分析应用,以及利用石墨烯-贵金属纳米复合材料对甲醇、乙醇和甲酸等燃料小分子的电催化应用.最后展望了该类纳米复合材料在电分析和电催化领域的应用前景和研究方向.     

电机的电接触及表面膜研究

文章综述了电机上电刷的电接触种类、机理及影响因素,讨论了在滑动接触表面上形成的表面膜对电刷的导电性、耐磨性的影响,指出均匀、适度、稳定的表面膜是保证电机正常运行的条件之一.研究了碳纤维-铜-石墨复合材料电刷在电磨损过程中接触电压降的变化情况,证明了碳纤维-铜-石墨复合材料电刷在满足接触电阻为非线性要求上的优越性,观察了复合材料电刷的磨面形貌.     

一种新型异型销孔活塞加工方法的研究

活塞是发动机的关键部件,设计异型活塞销孔,降低活塞销孔的应力集中,是目前提高活塞寿命的重要途径之一。利用超磁致伸缩材料的特性控制刀杆弯曲变形,提出了一种加工活塞异形销孔的新方法。该方法采用基于超磁致伸缩材料来实现镗刀的径向微位移。结果表明该方法适于异形孔的精密加工。故开发此新型活塞异型销孔数控镗削系统具有重要的实用价值和经济意义。     

导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备及其结构与性能

导电聚合物/磁性纳米复合材料的研究是开发同时具有电、磁性能的功能材料的最佳选择之一,是制备电磁屏蔽材料,电磁波吸收剂等功能材料的重要途径。导电聚合物与磁性纳米粒子复合,既可实现电、磁性能的复合,又可通过调节各组元的组成和结构实现对材料电、磁性能的调节。对目前导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备原理、方法,复合材料的结构及控制,材料的性能与应用进行了评述。     

Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池的性能

以掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管为阴极支撑体,采用浸涂工艺分别制备了扩散层和催化层,通过在其外表面包裹Nafion 117膜制得管状异型阴极并组装成异型直接乙醇燃料电池,采用水热乙二醇制备了适用于直接乙醇燃料电池的阳极电催化剂,并通过XRD,TEM和EDS等技术对其进行了表征.采用线性循环伏安曲线、交流阻抗等测试手段,对Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池进行了性能测试,并考察了温度、氧气流量等对电池极化性能的影响.结果表明:异型电池阻抗大于传统的平板电池,但其活化后电池阻抗明显下降;较高的氧气流量和较高的工作温度有利于提高电池性能;60℃条件下,Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池功率密度达到8.5 mW·cm-2.     

稀土贵金属材料研究进展

本文总结了贵金属材料应用中存在的关键问题,综述了近年来国内外稀土贵金属材料研究领域中的主要进展。从净化、细化和微合金化的角度,分析了稀土在贵金属中的作用机理。根据稀土在不同贵金属中的作用特性,讨论了在我国开展新型稀土贵金属材料研究,提高稀土附加值,满足工业增长需求的可行性和紧迫性。     

具有电容和脱嵌锂特性的锂离子电池复合负极材料性能

以中间相炭微球和活性炭为原料,采用物理混合的方法制备锂离子电池复合负极材料.用扫描电镜、X线衍射仪、恒电流充放电和循环伏安(CV)测试来表征材料的表面形貌、结构和电化学性能.研究结果表明:制备复合材料的中间相炭微球和活性炭混合均匀;复合材料首次放电和充电比容量分别为549和290 mA-h/g,当电压为0.25～3.00 V时,复合材料充电曲线斜率介于中间相炭微球和活性炭的充电曲线斜率之间,比容量为93 mA-h/g,显示复合负极材料同时具有脱嵌锂特性和双电层特性;循环30次后,复合材料的放电容量为240 mA-h/g;在充放电电流密度为4 A/g时,复合材料的电化学极化较中间相炭微球的极化显著降低,是一种具有发展前途的锂离子电池负极材料.     

先进材料及其应用研究进展

论述了极限材料、智能材料、复合材料及梯度功能材料等先进材料的开发与应用研究进展.超微粒子和纳米材料等极限材料具有巨大的表面积,因而具有特殊的磁、光、电、热特性,已成为新材料的基本组元;非晶材料则具有很高的强度,良好的电磁特性和耐腐蚀特性.形状记忆材料、压电材料、电(磁)流变体、光纤、储氢金属等智能材料具有特殊的热、力、电、磁、光效应,是智能元件和智能结构的重要组分.定向凝固复合材料属平衡反应型复合材料,晶界少,具有良好的热稳定性和抗疲劳性,是理想的高温材料.梯度功能材料的成分、组织及化学、力学、热学性能也呈梯度变化,可缓和应力集中,延长使用寿命,成分的梯度变化,也赋予材料一些特殊性质,材料制作与性能评价方法将是梯度功能材料今后研究的重点.     

新型复合电接触材料的开发研究

报导了一种新型电 研究开发成果。在目前普遍使用的银碳化钨－石墨体接触材料的基础上，添加适量的碳化钛，并采用化学包覆技术在添加物粉体的表面全量镀银制成Ａｇ８０（ＷＣ７０ＴｉＣ３０）１７Ｃ３（重量百分比）复合粉末，经粉末冶金工艺制成新型复合电接触材料。测试表明，该材料具有较好的综合性能，并较原有的银基复合电接触材料节银达５％。该材料已制成元件装配在开关上，并通过了开关试验，表明该材料已具有实用价值。     

AgCuNiCe／TU1复合电接触材料研究现状及展望

本文详细介绍了AgCuNiCe／TU1复合电接触材料的制备工艺，笔者在总结了一些其现阶段的研究成果的基础上，对深入研究此复合材料提出了一些建议。     

高储能密度钛酸钡基复合材料

 高介电常数介电材料在储能方面的特殊作用使其在电工、电子技术领域有着重要的应用。随着电子工业的发展,高储能密度介电材料受到越来越多的关注,出现了一些新型的高储能密度介电材料。高储能密度介电材料具有高的介电常数和击穿强度,其发展的关键是提高储能密度。本文对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了通过对钛酸钡的改性(即掺杂改性、表面包覆改性和复合材料制备)来提高介电材料的储能密度。分析了钛酸钡/聚合物复合材料的制备方法及其介电性能的影响因素,其中,陶瓷填料和聚合物基体2相界面的相容性是复合材料介电性能的重要影响因素。同时,指出了解决BaTiO₃粒子在聚合物基体中的分散问题、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制都是研究兼具高介电强度和高介电常数复合材料的发展方向。     

卫星结构用高性能三维编织复合材料构件的研制及其生产线的建设

针对迫切需要研制新型高性能复合材料构件以满足航空航天等部门使用要求的情况,进行了"卫星结构用高性能三维编织复合材料构件的研制及其生产线的建设"项目的研究,采用三维异型整体编织技术和真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)相结合,实现了材料内部细结构与三维形体的集成化设计与制造,研制出高性能三维编织复合材料空间多向连接件,并建立了具有国际先进水平的三维编织复合材料制件生产线。     

二维多晶体材料微结构的力学响应计算

为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上.利用已开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义.     

碳纤维/玻璃纤维混编编织复合材料顶盖中横梁三点弯强度分析

根据二维三轴编织复合材料中碳纤维束和玻璃纤维束的空间几何特征,建立了碳纤维/玻璃纤维混编复合材料刚度预报模型;基于Tsai-Wu准则建立了该二维三轴编织复合材料的强度预报模型,提出了针对编织复合材料结构渐进失效分析的一般流程;设计了相应的材料试验,验证了理论模型的有效性;最后,对使用了该材料的顶盖中横梁进行了三点弯强度分析。结果表明横梁容易发生破坏的位置集中在接触位置和棱角上。     

界面强度对柔颗粒增强复合材料破裂特性的影响

界面强度对复合材料的破裂特性和破裂机理具有非常重要的影响。研究了不同界面强度的柔颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能和破坏过程。在细观尺度上考虑了材料介质力学参数的非均匀分布,采用基于细观损伤力学开发的针对材料破坏过程分析的RFPA2D数值模拟程序,对复合材料从裂纹萌生、扩展直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,当界面结合较强时,复合材料主要发生穿晶破坏,材料韧性较好但强度较差;当界面结合较弱时,复合材料主要产生沿晶破坏,材料韧性较差而强度较好。     

双金属复合内圈滚动轴承接触特性分析

为解决圆柱滚子轴承在大载荷条件下易磨损的问题,设计了一种双层金属复合材料内圈圆柱滚子轴承.以复合内圈与滚子的接触为例,基于赫兹接触理论和波西涅斯克理论,给出了单个滚子与轴承内圈的最大接触应力.结合层复合材料力学模型,计算双层金属复合材料内圈等效弹性模量.建立内圈与单个滚子间接触模型,采用有限元仿真方法,探究不同材料厚度下的接触应力和弹性变形.通过接触摩擦试验,验证复合材料内圈在不同材料厚度下的接触宽度.结果表明:双层金属复合材料内圈轴承滚子与内圈接触变形增大,接触应力减小,可以有助于减少圆柱滚子轴承的磨损.     

Co-MOF@CNTs的制备及其电催化氧还原性能的研究

开发用于氧还原反应的高效非贵金属电催化剂是可再生能源技术的核心,但也是一个巨大的挑战.该实验组采用水热法制备了含有钴元素的金属有机框架(Co-MOF)结构,并与碳纳米管(CNTs)复合,制备了Co-MOF@CNTs复合材料,用于催化氧还原反应(ORR).探究了导电材料碳纳米管的负载量对催化剂在0.1 M KOH电解液中催化ORR性能的影响.研究表明,CNTs的加入对Co-MOF材料在碱性电解液中的ORR性能有明显的促进作用,并且和CNTs的负载量有关. CNTs的载量为15 wt%时,Co-MOF@CNTs表现出最佳的ORR活性,ORR起始电位为0.89 V,半波电位为0.78 V,电子转移数为3.7,接近4电子转移过程.半波电位和电子转移数均略低于商业Pt/C催化剂,表现出了良好的ORR催化活性. MOF中的中心钴离子作为金属源起着至关重要的作用,以产生钴金属核,为氧还原反应(ORR)提供活性中心.多壁碳纳米管(MWCNT)可以增强电子的输运,可以作为催化剂材料的导电基底. MOF和CNTs的掺杂为制备其他更加低廉、高效、稳定的非贵金属催化剂提供了设计思路.     

直接甲醇燃料电池电极材料研究进展

介绍了直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作原理、电极材料研究现状和存在的问题.综述了DMFC电催化剂最新研究进展,对贵金属基合金特别是Pt-Sn电催化剂等作了评述,指出了电催化剂研究面临的问题.     

锂离子电池SnO2-Si／C负极材料的电化学性能

利用水热法合成了SnO2-si／c复合材料,利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了材料的物相和电极的微结构,结果表明,合成的复合材料中SnO2颗粒平均尺寸为5．3nm,碳的加入抑制了活性中心Si和SnO2在循环过程中较大的结构变化,且SnO2和Si颗粒均匀地分散在碳的网络结构中,增加了复合材料的电接触...     

挠曲电效应对简支梁式压电传感器性能的影响

挠曲电效应是材料极化强度(或电场强度)与应变梯度之间的耦合关系,对于新型微纳米致动器和传感器的性能具有重要的影响.以纳米简支梁式压电传感器(简称压电简支梁)为研究对象,讨论材料的挠曲电效应对压电简支梁输出电势与挠度的影响.采用电吉布斯自由能密度函数,并根据压电材料线性理论与伯努利-欧拉梁理论,采用变分法推导压电简支梁的控制方程和相应力电耦合边界条件.数值模拟BaTiO3压电简支梁在外加机械载荷作用下,由于挠曲电效应产生的诱导电势和极化强度等与梁结构、材料参数的相互关系.计算结果表明,诱导电势反馈作用在梁的表面引起一个与机械载荷作用相反的弯矩,减小了梁结构的弯曲挠度;在一定的挠曲电系数和梁结构尺寸下,诱导电势存在最大值;在微纳尺度上挠曲电效应具有很强的尺寸依赖性,随着梁的厚度增大,挠曲电效应的影响将显著减弱.