检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2025年第4期54卷 251-261页

作者：殷官超丁纪俊张睿智张建罗国强李家劲武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430000 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430000 江汉大学精细爆破国家重点实验室武汉430000

目的提高Al5052/PMMA接头结合性能,研究界面结构与结合强度之间的构效关系。方法采用激光打孔结合盐酸腐蚀对5052铝合金(Al5052)表面进行处理,制备了具有多级轮廓特征的表面形貌。随后,采用液相法实现聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与Al5052的... 详细信息

目的提高Al5052/PMMA接头结合性能,研究界面结构与结合强度之间的构效关系。方法采用激光打孔结合盐酸腐蚀对5052铝合金(Al5052)表面进行处理,制备了具有多级轮廓特征的表面形貌。随后,采用液相法实现聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与Al5052的直接连接。最后通过剪切与拉伸实验,并结合离散界面单元模型的仿真结果,系统地讨论了Al5052/PMMA接头界面结构与结合强度之间的构效关系。结果对于先由激光打孔,后经盐酸腐蚀的Al5052基板,与PMMA连接后最大剪切强度为13.94 MPa,最大抗拉强度为9.35 MPa;与未激光打孔、仅盐酸腐蚀的样品相比,最大强度提高了约30%。Al5052/PMMA接头脱粘面根据其形态和失效机制可分为韧性断裂与脆性断裂区域。结论Al5052表面粗糙程度随着盐酸腐蚀处理时间增加,原激光打孔的截面形状逐渐由方变圆,纵深也随之减小。使用液相法制备黏接样品时,Al5052/PMMA接头界面轮廓在物理层面上充分咬合。接头的剪切与拉伸强度均随盐酸腐蚀时间的增加呈现出先增后减的趋势。所得构效关系的结果及其分析过程,将为涉及多级尺度轮廓特征的材料界面结合问题提供重要参考。

关键词：金属-聚合物连接表面处理液相法结合性能构效关系

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纳米线调控固态电池离子输运与界面

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储能科学与技术 2025年第3期14卷 1026-1039页

作者：肖子信张泓徐林武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070

固态电解质是下一代固态锂电池的关键组成部分,因此开发高性能固态电解质成为发展高安全性和高能量密度锂电池最重要的一环。然而,固态电解质中存在的离子输运和电极-电解质界面问题严重阻碍了其发展。在聚合物基体中加入无机填料制备... 详细信息

固态电解质是下一代固态锂电池的关键组成部分,因此开发高性能固态电解质成为发展高安全性和高能量密度锂电池最重要的一环。然而,固态电解质中存在的离子输运和电极-电解质界面问题严重阻碍了其发展。在聚合物基体中加入无机填料制备复合固态电解质被认为是当前最具前景的方案。纳米线具有纳米级直径、大比表面积和优异的长径比等特点,可保持载流子连续传输,因此被广泛应用于固态电解质中,以促进锂离子的输运和增强电极-电解质之间的界面接触和稳定性,从而提高固态电池的循环性能和安全性。本文全面总结了用于固态电解质的纳米线材料的研究进展,并从降低聚合物基体的玻璃化转变温度和结晶度、促进锂盐的解离、限制阴离子的运动、减弱锂离子与聚合物链段之间的相互作用、形成新的锂离子输运路径、增强电极-电解质界面接触、提高电极-电解质界面稳定性几个方面详细介绍了纳米线调控离子输运和电极-电解质界面的机制。最后,总结并展望了基于纳米线固态电池的现有挑战和未来发展前景。本文旨在提供对纳米线调控固态电池离子输运与界面机制的全面认识,有望促进纳米线在固态电池中应用的发展。

关键词：固态锂电池纳米线复合固态电解质离子输运电极-电解质界面

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纳米氢氧化镧磷吸附剂的制备及水体除磷研究

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材料导报 2025年第8期39卷 48-54页

作者：赵岚韩颖超武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 武汉理工大学湖北省生物材料工程技术研究中心武汉430070

吸附剂除磷是水体除磷的常用方式,镧基磷结合剂与其他磷吸附剂相比具有磷亲和性强、pH适用范围广、环境友好等优势。镧基磷结合剂中,氢氧化镧含镧量高,具有更大的除磷潜力。本研究采用沉淀法制备了纳米氢氧化镧用于水体除磷,通过正交设... 详细信息

吸附剂除磷是水体除磷的常用方式,镧基磷结合剂与其他磷吸附剂相比具有磷亲和性强、pH适用范围广、环境友好等优势。镧基磷结合剂中,氢氧化镧含镧量高,具有更大的除磷潜力。本研究采用沉淀法制备了纳米氢氧化镧用于水体除磷,通过正交设计得到材料最佳的制备条件为反应温度80℃、氯化镧溶液浓度0.12 mol·L^(-1)、反应时长1 h。使用透射电镜观察到制备的纳米氢氧化镧为长约65 nm、直径为5.8 nm的纳米棒。实验表明,纳米氢氧化镧可在较宽的pH范围(1~7)内有效吸附溶液中的磷,并且升高温度有利于磷吸附过程,在310 K、pH=3条件下纳米氢氧化镧的磷吸附容量可达131.11 mg·g^(-1)。纳米氢氧化镧磷吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温方程。X射线衍射、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱研究表明,纳米氢氧化镧除磷机制包括溶解沉淀、静电吸附以及磷酸盐与纳米氢氧化镧中的OH~-发生配体交换,最终形成稳定的内球配合物。

关键词：纳米氢氧化镧磷吸附剂水体除磷

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通过设计等级孔ZSM-5分子筛微球增强苄基化催化反应

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应用化工 2025年第2期54卷 315-321页

作者：陈雅郑明丹刘湛陈丽华王朝武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070

为克服MFI分子筛固有的微孔结构对客体分子的扩散限制,利用硅油的高速剪切力制备了具有等级多孔结构的ZSM-5分子筛微球。这类微球具有大的比表面积(447 m^(2)/g),表现出增强的活性位点可及性和客体分子扩散能力。在1,3,5-三甲苯与苯甲... 详细信息

为克服MFI分子筛固有的微孔结构对客体分子的扩散限制,利用硅油的高速剪切力制备了具有等级多孔结构的ZSM-5分子筛微球。这类微球具有大的比表面积(447 m^(2)/g),表现出增强的活性位点可及性和客体分子扩散能力。在1,3,5-三甲苯与苯甲醇的苄基化反应中,等级孔ZSM-5分子筛微球对苯甲醇的转化率达到了99.35%,对目标产物的选择性为89.76%,显著优于纳米晶ZSM-5分子筛和商用微米晶ZSM-5分子筛。为制备具有高活性和高选择性的等级孔分子筛微球提供了新思路。

关键词：等级孔结构 ZSM-5分子筛微球苄基化反应

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机械应力对气体扩散层界面传输特性影响

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化工学报 2025年第2期76卷 637-644页

作者：张恒魁殿禄常虹詹志刚中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070

气体扩散层(GDL)多孔介质由多孔传输层(PTL)和微孔层(MPL)两个结构差异显著的组件构成,PTL/MPL界面对电池的性能有不可忽视的影响。为了深入研究机械应力对PTL/MPL界面传输特性的影响,首先利用X射线断层扫描表征商用GDL,重构出界面三维... 详细信息

气体扩散层(GDL)多孔介质由多孔传输层(PTL)和微孔层(MPL)两个结构差异显著的组件构成,PTL/MPL界面对电池的性能有不可忽视的影响。为了深入研究机械应力对PTL/MPL界面传输特性的影响,首先利用X射线断层扫描表征商用GDL,重构出界面三维微尺度结构。随后使用有限元方法模拟界面在不同机械压缩比下的应力、应变和微结构参数分布。最后利用孔尺度模型获得机械压缩比与各向异性有效传输特性的关系。研究表明,40%的机械压缩比导致界面上的孔隙率减小了41%,平均孔径下降了近62%。此外,平面内方向的曲度增加了61%,气体扩散率降低了57%,传导率增加了1倍;厚度方向上曲度增加了1倍,气体扩散率降低了67%,有效传导率增加了3倍。

关键词：气体扩散层多孔介质界面微尺度机械应力孔尺度模型传输特性

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用于多层陶瓷电容器的抗还原BaTiO_(3)基介质陶瓷

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硅酸盐学报 2025年第4期53卷 808-815页

作者：王震郝华蒋松松张洁曹明贺尧中华甘小燕刘韩星武汉理工大学三亚科教创新园海南三亚572000 武汉理工大学材料科学与工程学院材料科学与工程国际化示范学院材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

电子工业发展使多层陶瓷电容器的需求大增,为降低成本,适用于贱金属电极的介质陶瓷成为研究热点。选择MnO_(2)掺杂0.95Ba Ti O3–0.05Bi Co O3陶瓷,经调整掺杂比例,其抗还原与介电性能大幅提升。结果表明:还原气氛下Mn离子变价使晶胞体... 详细信息

电子工业发展使多层陶瓷电容器的需求大增,为降低成本,适用于贱金属电极的介质陶瓷成为研究热点。选择MnO_(2)掺杂0.95Ba Ti O3–0.05Bi Co O3陶瓷,经调整掺杂比例,其抗还原与介电性能大幅提升。结果表明:还原气氛下Mn离子变价使晶胞体积膨胀,形成不均匀结构使Curie峰分裂并展宽,介温稳定性提高,x=0.5时性能最佳,ε(25℃)=2354,tanδ=0.0075,稳定性符合X8R。同时,元素变价的过程有助于降低电子浓度,电阻率提高至1.84×10~(13)Ω·cm,最大耐压达到210 k V/cm。热激励退极化漏电流测试表明Co、Mn结合氧空位形成缺陷偶极,进一步增强抗还原性能。

关键词：多层陶瓷电容器钛酸钡电阻率缺陷偶极子介电性能

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基于碲化铋的热电制冷器瞬态制冷规律研究

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材料导报 2025年第6期39卷 31-36页

作者：杨士冠陈树权王剑何俊松程林翟立军刘虹霞张艳孙志刚太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 太原科技大学山西省磁电功能材料与应用重点实验室太原030024 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学襄阳示范区湖北隆中实验室湖北襄阳441000

提出了一种基于相变材料和脉冲电流来提高热电制冷器瞬态制冷温度的方案。制冷器的散热端设计为翅鞘结构,内部填充相变材料,并且底部带有孔洞,相变材料吸热融化后从底部流出,通过程序控制向散热器中添加相变材料使热电制冷器可以持续工... 详细信息

提出了一种基于相变材料和脉冲电流来提高热电制冷器瞬态制冷温度的方案。制冷器的散热端设计为翅鞘结构,内部填充相变材料,并且底部带有孔洞,相变材料吸热融化后从底部流出,通过程序控制向散热器中添加相变材料使热电制冷器可以持续工作。建立了热电制冷器件的三维传热模型,研究了脉冲电流的波形、脉冲宽度、脉冲比以及有无相变材料对热电制冷性能的影响。结果表明,在无相变材料的条件下,与恒定电流相比,脉冲电流使热电制冷器达到更低的制冷温度,冷端最低温度从-6.30℃显著降低到-14.01℃。有相变材料时,冷端最低温度从-14.01℃进一步降低到-17.74℃,过冷面积增大了48.43%。研究表明,方形脉冲具有最优的制冷温度和过冷面积。当方形脉冲宽度为26 s、脉冲比为2.5时,冷端最低制冷温度可以达到-17.74℃。当脉冲比进一步增大时,由于冷热侧温差增大,热电制冷器的制冷温度进一步降低。当脉冲宽度增大时,过冷面积变大,制冷温度和制冷系数都会降低。

关键词：脉冲电流相变材料热电制冷器 COMSOL Multiphysics

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柚子皮衍生多孔球形碳的制备及吸波性能研究

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中国材料进展 2025年第4期44卷 387-394页

作者：曹睿谢文瀚耿浩然冯锐董丽杰武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室智能材料与器件研究中心湖北武汉430070

近年来,由生物质衍生的多孔碳材料因其具有价格低廉、环境友好和可调谐介电损耗等优点,在微波吸收领域受到广泛关注。以柚子皮为碳源,采用水热碳化与高温热解相结合的方法,制备了一类多孔球形碳(porous spherical carbon,PP-SC),并通过... 详细信息

近年来,由生物质衍生的多孔碳材料因其具有价格低廉、环境友好和可调谐介电损耗等优点,在微波吸收领域受到广泛关注。以柚子皮为碳源,采用水热碳化与高温热解相结合的方法,制备了一类多孔球形碳(porous spherical carbon,PP-SC),并通过热解温度对PPSC的形貌结构和吸波性能进行调控。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、热重分析仪(TGA)、红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、全自动比表面积及孔隙度分析仪(ASAP)和矢量网络分析仪(VNA)等对材料进行结构表征和吸波性能测试。研究发现,随着温度的升高,PPSC的石墨化程度和比表面积增大;当热解温度为700℃时,PPSC在3 mm厚度、12.8 GHz频率下的最小反射损耗(reflection loss,RL)值和有效吸收带宽(effective absorption bandwidth,EAB)分别为-39.7 dB和6.1 GHz(9.5~15.6 GHz),有望成为一种宽频和高效的微波吸收材料。

关键词：柚子皮水热碳化高温热解多孔球形碳微波吸收

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铁掺杂纳米羟基磷灰石的制备及紫外吸收性能研究

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无机材料学报 2025年

作者：安然林锶郭世刚张冲祝顺韩颖超武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室山东朱氏药业集团有限公司

纳米羟基磷灰石（nHAP）作为一种兼具生物相容性及环境友好性的材料，经铁掺杂改性后，有望作为一种新型紫外吸收材料。本研究采用沉淀法和水热法制备了铁掺杂纳米羟基磷灰石（Fe-nHAP），通过调节反应时间、温度和Fe掺比探究了制备工... 详细信息

纳米羟基磷灰石（nHAP）作为一种兼具生物相容性及环境友好性的材料，经铁掺杂改性后，有望作为一种新型紫外吸收材料。本研究采用沉淀法和水热法制备了铁掺杂纳米羟基磷灰石（Fe-nHAP），通过调节反应时间、温度和Fe掺比探究了制备工艺对紫外吸收性能的影响。结果表明，随温度从37 ℃升至150 ℃，或延长反应时间从0.5 h至3 h，材料结晶度及紫外吸收峰值均有一定程度的提升，由此可知，Fe-nHAP紫外吸收性能与结晶度具有正关联。此外，Fe-nHAP的紫外吸收能力还与铁掺比密切相关，随铁掺杂摩尔比从0%增至10%，紫外吸收能力逐渐增强，最大吸收值从0.03增至1.35，这归因于铁掺杂引起材料能带结构变化进而使其光学带隙缩小。然而，高掺杂比导致材料结晶度过度降低，使得紫外吸收性能提升效果减弱。安全性评价表明7%Fe-nHAP未表现出细胞毒性、光毒及皮肤刺激性。综上，Fe-nHAP具备较强的紫外吸收性能，加之其良好的生物安全性，有望作为一种新型紫外吸收材料。

关键词：羟基磷灰石铁掺杂纳米紫外吸收

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连通孔结构微孔层的制备及传质性能研究

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电源技术 2025年第3期49卷 608-614页

作者：于鸿昊李超磊马震翔谭金婷武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室湖北武汉430070

微孔层(MPL)是调控质子交换膜燃料电池(PEMFC)水气管理的重要部件,提高MPL传质能力对保障电池高功率稳定输出具有重要作用。采用冷冻铸造法制备连通孔结构MPL,通过调节碳含量改善孔连通结构,并结合物理和电化学表征分析其传质能力。结... 详细信息

微孔层(MPL)是调控质子交换膜燃料电池(PEMFC)水气管理的重要部件,提高MPL传质能力对保障电池高功率稳定输出具有重要作用。采用冷冻铸造法制备连通孔结构MPL,通过调节碳含量改善孔连通结构,并结合物理和电化学表征分析其传质能力。结果表明:相比于传统样品,连通孔结构MPL的传质能力更强,单电池性能更优异。随着碳体积分数(φC)增加,MPL结构更加致密,孔连通程度和传质能力呈现先增大后减小的趋势。当φC=90%时,孔连通度最高,较传统样品提高了16.4%;相应的传质能力也最好,单电池性能最高可达1.94 W/cm_(2)。这为开发PEMFC高性能膜电极提供了重要的理论基础。

关键词：质子交换膜燃料电池微孔层连通孔传质

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