检索结果-内蒙古大学图书馆

氧化铝包覆SrTiO_(3)纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能

表面技术 2023年第8期52卷 346-354页

作者：刘少辉王娇王菲菲王远河南工程学院、河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院、河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

目的通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出... 详细信息

目的通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合材料。系统地研究了SrTiO_(3)纳米纤维填料表面包覆Al_(2)O_(3)对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构,其中芯层为SrTiO_(3),壳层为Al_(2)O_(3),Al_(2)O_(3)包覆厚度为6 nm。低填充量下,一维核壳结构SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。在相同的体积分数填料填充下,SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO_(3)@Al_(2)O_(3)纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9 J/cm^(3)。结论Al_(2)O_(3)包覆层可以阻止SrTiO_(3)纳米纤维填料在复合材料中的接触,减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化,降低漏电流,进而提高复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。

关键词：钛酸锶储能性能纳米纤维核壳结构界面改性介电性能

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立方体状SrTiO_(3)粉体/聚偏氟乙烯电介质复合薄膜的储能性能

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复合材料学报 2023年第8期40卷 4637-4647页

作者：刘少辉王娇王菲菲王远河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

高工作场强、高储能效率的电介质储能材料对提高电力设备的性能、减小电力设备体积具有重要影响。采用混合碱法制备出立方体状SrTiO_(3)粉体作为陶瓷填料,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面包覆改性对立方体状SrTiO_(3)粉体进行表面处理,利... 详细信息

高工作场强、高储能效率的电介质储能材料对提高电力设备的性能、减小电力设备体积具有重要影响。采用混合碱法制备出立方体状SrTiO_(3)粉体作为陶瓷填料,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面包覆改性对立方体状SrTiO_(3)粉体进行表面处理,利用流延法制备出了均匀的聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合薄膜。系统研究了表面PVP包覆改性立方体状SrTiO_(3)粉体对PVDF电介质复合薄膜介电性能和储能密度的影响。结果表明:混合碱法制备出的SrTiO_(3)粉体的形貌为立方体状,尺寸为200~400 nm,粒径分布比较均匀,PVP的官能团和立方体状SrTiO_(3)粉体的表面建立起共价的相互作用,在立方体状SrTiO_(3)粉体表面形成PVP包覆层,可以有效防止立方体状SrTiO_(3)粉体在PVDF电介质复合薄膜中的团聚,同时PVP包覆层可以改善立方体状SrTiO_(3)粉体在PVDF聚合物中分散和结合情况。PVDF电介质复合薄膜具有良好的介电性能和耐击穿性能,PVDF电介质复合薄膜的介电常数随着填充量的增加而增加,当立方体状SrTiO_(3)粉体填充量为40vol%时,电介质复合薄膜的介电常数为34.9。PVDF电介质复合薄膜的储能密度随着填充量的增加而先增加后降低,当表面PVP包覆改性处理立方体状SrTiO_(3)粉体的填充量为5vol%时,电介质复合薄膜的储能密度达5.3 J/cm^(3)。

关键词：钛酸锶复合薄膜储能性能介电性能表面改性聚偏氟乙烯(PVDF)

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织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响

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表面技术 2024年第22期53卷 180-190,201页

作者：郭永刚吴云飞朱东坡王东河南工业大学机电工程学院郑州450001 河南省碳纤维复合材料国际联合实验室汽车复合材料河南省工程实验室郑州450001

目的研究表面织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响规律。方法利用纳秒激光在钛合金表面构筑不同织构间距、边长和形状的微织构,通过氟硅烷改善钛合金表面的润湿性;借助电子扫描显微镜(SEM)观察钛合金表面织构,利用接触角测量仪... 详细信息

目的研究表面织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响规律。方法利用纳秒激光在钛合金表面构筑不同织构间距、边长和形状的微织构,通过氟硅烷改善钛合金表面的润湿性;借助电子扫描显微镜(SEM)观察钛合金表面织构,利用接触角测量仪表征织构表面接触角;通过多元线性回归方法研究织构参数对钛合金表面润湿性的影响规律。结果氟硅烷改性试样表面静态接触角达到150°,满足超疏水要求,各织构表面滚动角基本稳定在4°~11°,满足疏水要求。当钛合金表面织构间距在0~0.6 mm变化时,织构相对试样表面的占比从80%至20%发生不等变化,随织构占比的减小,织构表面静态接触角明显下降,滚动角呈上升趋势。当织构边长在0~0.6 mm变化时,液滴在不同织构图案上的接触角变化并不一致,正方形钛合金表面接触角从164.6°增加到170°,而圆形、三角形钛合金表面接触角减小,分别从166.9°降低到162.1°、从169.6°降低到160.2°,滚动角呈先增后减的趋势。结论织构几何参数变化对试样表面润湿性有显著影响。织构间距不同会改变织构占比,织构图案几何特征的不同会影响表面润湿性,并且表面润湿性随织构面积的改变而显著变化。通过研究典型织构几何参数对表面润湿性的影响有利于进一步深入理解织构特征对表面润湿性的影响,为未来设计具有多元功能化的表面结构具有重要意义。

关键词：织构几何参数润湿性多元线性回归激光加工钛合金

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稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体制备及其氧吸附/脱附性能

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功能材料 2025年第4期56卷 4136-4141页

作者：余四豪陈铃王娇郝好山刘少辉河南工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室材料工程学院郑州451191 河南工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室材料工程学院郑州451191

工作温度低、性能良好且稳定的氧吸附/脱附材料在氧气分离技术、燃料电池电极等领域具有重要的应用价值。为了提升材料的氧吸附/脱附性能,采用溶胶-凝胶法成功合成了不同浓度稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附纳米材料。通过... 详细信息

工作温度低、性能良好且稳定的氧吸附/脱附材料在氧气分离技术、燃料电池电极等领域具有重要的应用价值。为了提升材料的氧吸附/脱附性能,采用溶胶-凝胶法成功合成了不同浓度稀土元素Gd^(3+)掺杂YBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附纳米材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及热重分析等手段,系统地探究了稀土元素Gd^(3+)掺杂浓度对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形态、晶体结构及其氧吸附/脱附特性的影响。实验测试结果发现,在较低掺杂浓度水平下,稀土元素Gd^(3+)掺杂对Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的微观形貌影响较小,掺杂前后纳米粉体的形貌均为球形,粉体尺寸介于200~350 nm。稀土元素Gd^(3+)可以进入YBaCo_(4)O_(7+δ)晶格,掺杂前后Y_(1-x)Gd_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)均保持为单相114结构。在氧吸附/脱附性能方面,与YBaCo_(4)O_(7+δ)相比,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附变化率从1.73%显著提高到了4.22%。这表明Gd^(3+)的加入能有效增强YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料的氧吸附能力。此外,在N2/O_(2)气体环境的循环变换下,Y_(0.6)Gd_(0.4)BaCo_(4)O_(7+δ)展现出良好的循环稳定性。Gd^(3+)掺杂对YBaCo_(4)O_(7+δ)纳米材料氧吸附性能的提升,可归结为其优化了材料内部的氧气存储空间,从而促进了氧离子的吸附与释放过程。

关键词： YBaCo_(4)O_(7+δ) 氧吸附/脱附性能稀土元素掺杂纳米粉体微观机理

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激光图案化铝合金表面的润湿性和各向异性研究

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表面技术 2023年第3期52卷 352-359,369页

作者：郭永刚吕志朱亚超河南工业大学机电工程学院郑州450001 河南省碳纤维复合材料国际联合实验室郑州450001 汽车复合材料河南省工程实验室郑州450001

目的研究水滴在超亲/超疏水图案化铝合金表面润湿性、滚动阻力各向异性和定向运输特性。方法采用激光刻蚀和氟硅烷修饰的方法,加工出具有微网格图案的超疏水6061铝合金表面。在超疏水铝合金表面再次激光刻蚀加工出长方形、平行四边形和... 详细信息

目的研究水滴在超亲/超疏水图案化铝合金表面润湿性、滚动阻力各向异性和定向运输特性。方法采用激光刻蚀和氟硅烷修饰的方法,加工出具有微网格图案的超疏水6061铝合金表面。在超疏水铝合金表面再次激光刻蚀加工出长方形、平行四边形和圆形的超亲水微流体通道。研究了亲水沟槽宽度和深度对超亲/超疏水表面各向异性润湿和各向异性滚动的影响,分析了重力作用下水滴沿微流体通道的运动情况。利用SEM、三维轮廓仪观察铝合金表面形貌。利用接触角测量仪观测水滴与表面的接触角与滚动角大小。利用高速摄像机观察水滴的运动情况。结果水滴在超亲/超疏水铝合金表面表现出明显的润湿性各向异性和滚动阻力各向异性。10μL水滴在0.1 mm宽度的直线型沟槽上铺展,平行接触角θ_(cp)仅为93.9°;而垂直于线型沟槽方向,垂直接触角θ_(cv)却为152.6°。平行滚动角θ_(rp)为21.5°,而垂直滚动角θ_(rv)大于90°,水滴无法滚落。基于超亲/超疏水表面滚动阻力各向异性的特性,制备了依靠重力驱动实现微流体定向运输的铝合金表面。结论亲水沟槽宽度对水滴在超亲/超疏水表面润湿性和滚动阻力各向异性的影响显著。激光刻蚀能够调控加工区域微结构、宏观形状和尺寸,可用于加工超亲/超疏水表面。超亲/超疏水表面可以依靠重力驱动实现微流体定向运输。

关键词：水滴铝合金超亲/超疏水各向异性激光加工

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Tb掺杂DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的制备及其氧吸附/脱附性能的研究

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功能材料 2023年第1期54卷 1110-1114页

作者：王娇王菲菲郝好山夏思怡刘少辉河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

利用溶胶凝胶工艺合成了稀土元素Tb掺杂DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体,采用XRD、SEM、差热分析仪等设备研究了不同浓度Tb掺杂对DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体形貌、晶体结构及氧吸附-脱附性能的影响,测试结果表明:在较低掺杂浓度下,Tb很好... 详细信息

利用溶胶凝胶工艺合成了稀土元素Tb掺杂DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体,采用XRD、SEM、差热分析仪等设备研究了不同浓度Tb掺杂对DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体形貌、晶体结构及氧吸附-脱附性能的影响,测试结果表明:在较低掺杂浓度下,Tb很好地进入了Dy_(1-x)Tb_(x)BaCo_(4)O_(7+δ)的晶格,稀土Tb掺杂的DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体仍是六方密排晶体结构;Tb元素掺杂对DyBaCo_(4)O_(7+δ)粉体的形貌影响不大。从室温到1000℃,DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体与Tb掺杂的DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体均表现出两次氧吸附和脱附现象,与未掺杂的DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体氧吸附性能相比,Tb掺杂的DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附性能明显高于未掺杂DyBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附性能,DyBaCo_(4)O_(7+δ)的氧吸附的变化量为1.4%,而Dy 0.85 Tb 0.15 BaCo_(4)O_(7+δ)的氧吸附的变化量4.9%,同时研究了在N_(2)/O_(2)气体切换过程,DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体与Tb掺杂的DyBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附/脱附行为。DyBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附/脱附性能的改善可以归因为Tb元素掺杂改善了DyBaCo_(4)O_(7+δ)的间距变宽,提高了DyBaCo_(4)O_(7+δ)样品的储氧空间增加有关。

关键词： DyBaCo_(4)O_(7+δ) 纳米粉体稀土掺杂氧吸附/脱附性能

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稀土Sm掺杂的YbBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体制备及其氧吸附性能的研究

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功能材料 2023年第4期54卷 4099-4103页

作者：刘少辉王娇王菲菲郝好山王远河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

采用溶胶凝胶制备了不同浓度Sm掺杂的YbBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附材料,并利用XRD分析、SEM和差热分析仪等仪器对其进行了结构、形貌、氧吸附/脱附性能分析,研究了不同浓度Sm掺杂对YbBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附/脱附性能的影响,测试结果表明:... 详细信息

采用溶胶凝胶制备了不同浓度Sm掺杂的YbBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附材料,并利用XRD分析、SEM和差热分析仪等仪器对其进行了结构、形貌、氧吸附/脱附性能分析,研究了不同浓度Sm掺杂对YbBaCo_(4)O_(7+δ)氧吸附/脱附性能的影响,测试结果表明:在较低掺杂浓度下,稀土元素Sm完全进入了Yb_(1-x)SmxBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的晶格,Yb_(1-x)SmxBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体仍是单一的114相结构;稀土元素Sm掺杂对Yb_(1-x)SmxBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的形貌影响较小。氧吸附/脱附性能测试结果表明:一定量的稀土元素Sm掺杂可以明显提高的YbBaCo_(4)O_(7+δ)纳米粉体的氧吸附性能,YbBaCo_(4)O_(7+δ)的氧吸附的变化量为1.7%,而Yb_(0.8)Sm_(0.2)BaCo_(4)O_(7+δ)的氧吸附的变化量4.6%,同时当N_(2)/O_(2)气体切换时,Yb_(1-x)SmxBaCo_(4)O_(7+δ)具有良好的循环性能。其氧吸附/脱附性能的提高是因为稀土元素Sm掺杂改善了Yb_(1-x)SmxBaCo_(4)O_(7+δ)材料内部的储氧空间。

关键词： YbBaCo_(4)O_(7+δ) 氧吸附性能掺杂纳米粉体

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稀土Y元素掺杂对PrBaCo_(2)O_(5+δ)陶瓷热电性能影响

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功能材料 2023年第3期54卷 3162-3166页

作者：王娇王菲菲郝好山王远刘少辉河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

利用传统陶瓷烧结工艺制备出不同浓度稀土Y元素掺杂PrBaCo_(2)O_(5+δ)氧化物热电陶瓷,采用XRD和热电材料性能测试系统等设备研究了稀土Y元素掺杂对PrBaCo_(2)O_(5)氧化物热电陶瓷晶体结构、热电性能的影响。测试结果表明:Pr_(1-x)Y_(x)... 详细信息

利用传统陶瓷烧结工艺制备出不同浓度稀土Y元素掺杂PrBaCo_(2)O_(5+δ)氧化物热电陶瓷,采用XRD和热电材料性能测试系统等设备研究了稀土Y元素掺杂对PrBaCo_(2)O_(5)氧化物热电陶瓷晶体结构、热电性能的影响。测试结果表明:Pr_(1-x)Y_(x)BaCo_(2)O_(5+δ)热电陶瓷均为双层钙钛矿结构,没有形成新的杂相;在测试温度范围内,Pr_(1-x)Y_(x)BaCo_(2)O_(5+δ)(x=0,0.25,0.5,0.75)热电陶瓷的Seebeck系数均为正值,表明该材料导电载流子为以空穴,为p型半导体;稀土Y元素掺杂可以明显提高Pr_(1-x)Y_(x)BaCo_(2)O_(5+δ)热电陶瓷的电导率,与电导率相反,稀土元素Y掺杂的导致Pr_(1-x)Y_(x)BaCo_(2)O_(5+δ)热电陶瓷的Seebeck系数降低;Pr_(0.25)Y_(0.75)BaCo_(2)O_(5+δ)热电陶瓷在1073 K有最大的功率因子79.4μW/(m·K^(2))。

关键词： PrBaCo_(2)O_(5+δ) 热电性能掺杂晶体结构电导率

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聚酰胺6/短切碳纤维复合材料制备及力学性能

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工程塑料应用 2022年第10期50卷 30-35页

作者：田银彩胡凌宵河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

为了提高聚酰胺(PA6)树脂的力学性能,以短切碳纤维(CF)为增强相,采用双螺杆挤出机和注塑机制备PA6/CF复合样条,研究不同CF含量对复合样条结构和力学性能的影响。结果表明:CF经浓硝酸和硅烷偶联剂处理后表面引入活性官能团;CF的添加使得... 详细信息

为了提高聚酰胺(PA6)树脂的力学性能,以短切碳纤维(CF)为增强相,采用双螺杆挤出机和注塑机制备PA6/CF复合样条,研究不同CF含量对复合样条结构和力学性能的影响。结果表明:CF经浓硝酸和硅烷偶联剂处理后表面引入活性官能团;CF的添加使得PA6产生新的α晶型特征峰,当CF质量分数低于10%时,随着CF含量的增加,α晶型特征峰越来越明显;随着CF含量的增加,复合样条的熔融温度、结晶温度和结晶度均增加;CF质量分数低于10%时,CF在PA6基体中均匀分散,裸露的CF表面黏附有PA6树脂,当CF质量分数高于10%时,CF出现聚集现象;复合材料的储能模量逐渐增大,tanδ先减小后增大;当CF质量分数为10%时,拉伸强度和拉伸弹性模量达到最大,分别为213.05 MPa和3.15 GPa,与纯PA6样条相比,分别提高了108.4%和183.8%。

关键词：短切碳纤维聚酰胺6 复合材料力学性能

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静电纺丝法合成Fe掺杂一维NiO纳米纤维及其丙酮气敏性能的研究

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中国陶瓷 2023年第3期59卷 12-17页

作者：王娇石平涛刘少辉河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室郑州451191 河南工程学院材料工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室郑州451191

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响,测试结果表明:当Fe元素掺杂浓度较低时,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变... 详细信息

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响,测试结果表明:当Fe元素掺杂浓度较低时,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变化,均为立方相结构。不同比例Fe元素掺杂NiO粉体均具有良好的一维形貌。与一维NiO纳米纤维纳气敏性能相比,Fe掺杂Ni O纳米纤维粉体的最佳气敏工作温度更低,灵敏度更高,气体选择性相应更好,当Fe元素掺杂量为4%时,一维NiO纳米纤维材料对丙酮气体具有最佳的气敏特性。工作温度为300℃时,纳米纤维对100 ppm丙酮气体灵敏度达到23.2,随着丙酮气体浓度增加,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体的气敏响应灵敏度呈上升趋势。一维NiO纳米纤维气敏性能的改善可归因于Fe元素掺杂促使NiO粉体的缺陷增多,可以为气敏反应提供更多的反应点,从而提高了其气敏性能。

关键词： NiO 气敏性能掺杂一维纳米纤维

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