添加BaO对Ce0.8Gd0.2O2-δ基电解质材料性能的影响

用溶胶-凝胶法制备Ce_0.8Gd_0.2-xBa_x O_2-δ(x=0～0.08)粉体，经干粉压制成型，在不同温度下烧结，得到烧结体；对Ce_0.8Gd_0.2-xBa_x O_2-δ材料的相结构、烧结性能和电性能等进行测试。结果表明：溶胶-凝胶法制得的干凝胶在700℃煅烧2 h可得单一立方萤石结构的电解质粉体；压制成型的压坯经1 400℃烧结后形成相对密度达98%的致密结构；Ce_0.8Gd_0.2-xB‐a_x O_2-δ烧结体的电导率随温度升高而增大，且随BaO掺杂量增加先升后降，Ce_0.8Gd_0.16Ba_0.04O_2-δ烧结体试样的电导率最高，在700℃时可达2.46×10^-2S/cm。     

双掺杂策略助力单晶LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2材料

锂离子电池中，由超高镍LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂组成的层状正极材料是实现高能量密度的关键。高镍含量正极材料具有高能量密度、长寿命、低成本优势，商业化需求量很大。高压运行是提高锂离子电池能量密度的有效途径。然而，高压循环下不可逆的容量衰减使正极材料难获得高效的容量保持率。以Al₂O₃和TiO₂为掺杂物质，经高温固相烧结合成Al/Ti共掺杂的单晶正极材料LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜对Al/Ti共掺杂的调节机制进行表征和分析。结果表明：Al/Ti共掺杂可有效抑制不可逆相变，促进Li⁺的传输，稳定材料的层状结构。这项工作揭示共掺杂的关键作用，说明Al/Ti掺杂如何调控正极材料的晶体结构，为开发高性能层状正极提供新思路。     

掺杂La2O3的Al/CuO铝热剂的反应特性

为了研究La₂O₃对Al/CuO铝热剂反应特性的影响,采用机械混合法制备了不同氧平衡状态,即当量比(φ)分别为1.0,1.4和1.8下的Al/CuO铝热剂,并分别掺杂2%,5%,10%,20%和30%的La₂O₃。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分别对未掺杂和掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂的微观形貌、元素种类、物相以及放热过程进行了研究,采用燃烧管实验、T-jump快速升温点火实验和密闭爆发器实验对其燃烧特性和产气性能进行了对比分析。结果表明,零氧平衡状态(φ=1.4)下,掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂发生铝热反应的起始温度和峰值温度明显低于未掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂;掺杂2%La₂O₃的Al/CuO铝热剂放热量为1772 J·g     

白光LED用SrMoO4:Eu3+荧光粉的制备及发光性能研究

采用水热法制备红色荧光粉SrMoO₄:Eu³⁺采用水热法制备红色荧光粉SrMoO₄:Eu³⁺该荧光粉能很好的与紫外及蓝光LED匹配。利用X射线衍射(XRD)、场发射环境扫描电镜(FESEM)和光致发光光谱(PL)等手段进行样品表征。XRD数据与标准卡片PDF # 85-809相匹配;FESEM图谱显示出在不同温度下所制备的样品形貌;样品在紫外光和蓝光激发下发射主峰位于616 nm处。样品发光强度与Eu³⁺掺杂浓度有关, Eu³⁺的最佳掺杂浓度为7%;该样品的最佳烧结温度为600 ℃;引入不同的补偿电荷对荧光粉发光性能进行改进,当K⁺作为补偿电荷时样品的发光强度最大。合成的样品SrMoO₄:Eu³⁺K⁺CIE色坐标为(0.590.40)可用于白光LED红色荧光材料。     

空位缺陷对TKX-50感度、力学性能及爆轰性能影响的分子动力学模拟

采用分子动力学方法探究了一系列空位缺陷浓度(0%,1.56%,6.25%和12.5%)对1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)感度、力学性能和爆轰性能的影响。首先建立TKX-50完美晶体模型和空位缺陷模型,并验证研究所采用的Dreiding力场的正确性和有效性。然后对模型进行几何优化和分子动力学模拟,研究发现,空位缺陷导致TKX-50的内聚能密度减小、总氢键数目减少,表明含空位缺陷的TKX-50感度增加,安全性降低;并且随着空位缺陷的增多,羟胺阳离子间的氢键数目几乎不变,联四唑阴离子上以氧原子为氢键受体的氢键数目与其他氢键相比明显减少。另外,空位缺陷使得TKX-50的体积模量(K)、拉伸模量(E)和剪切模量(G)分别降低了1.530～4.122 GPa、3.066～10.652 GPa、1.216～4.202 GPa,表明随空位缺陷浓度的增加,TKX-50晶体的刚度下降。所有模型的柯西压(C₁₂-C₄₄)为正,表明所有模型均表现出延展性,且K/G值与泊松比(γ)随空位缺陷浓度的增加而增加,表明空位缺陷的增多使得TKX-50...     

K掺杂的SrSiO3-δ基电解质材料的制备与性能研究

采用固相法制备了固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料Sr_1-xK_x SiO_3-δ(x=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35)。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、交流阻抗等对试样进行表征分析。结果表明：用固相法经950℃煅烧所得粉体呈立方钙钛矿结构。Sr_1-xK_x SiO_3-δ的烧结活性较好,在1 200℃烧结的电解质陶瓷相对密度均大于98%,平均晶粒尺寸为7～15μm;中温条件下该系列电解质材料的离子电导率较高、电导活化能较低。其中800℃时Sr_0.90K_0.10SiO_2.95的离子电导率最高(8.66×10^-2S/cm),电导活化能最低(1.27 eV)。     

AlH3配合物研究进展

AlH₃是一种新兴的含能材料,与Al粉相比,具有更高的能量密度。同时AlH₃燃烧释放大量的氢气,能显著降低燃气平均分子量,可以用作火炸药的含能组分。但AlH₃转晶过程极为危险,不稳定杂相分离困难,难以获得纯净的稳定相α-AlH₃。制备AlH₃配合物则可规避转晶的危险性,同时配合物保持了AlH₃的结构单元,可以通过重结晶方法进行纯化,具有广阔的应用前景。本文综述了AlH₃配合物的合成方法、AlH₃配合物的配位模式以及AlH₃配合物的种类及应用,重点分析了叔胺、叔膦、醚和卡宾配体及不同配位结构对AlH₃配合物的热化学性能的影响,展望了AlH₃配合物的研究方向。     

Al/Fe2O3纳米铝热剂界面结构和稳定性的周期性密度泛函理论研究

纳米铝热剂是一类应用广泛的含能复合材料,系统研究其界面结构与性能的关系,对制备性能更优的新型铝热剂有重要指导意义。采用周期性密度泛函理论方法研究了Fe₂O₃(104)和Fe₂O₃(110)表面的结构、表面能以及由它们与Al(111)表面构成的Al/Fe₂O₃界面(AFS1、AFS2、AFS3、AFS4和AFS5)的结构、黏附功和键合特征。结果表明,Fe₂O₃(104)和Fe₂O₃(110)的O原子暴露表面更稳定,它们与Al(111)构成的界面AFS1和AFS5在所研究的5种界面中也最稳定,分别具有最大的黏附功(3.92 J·m^-2和3.02 J·m^-2),且AFS1比AFS5更稳定。在这两种最稳定的界面中,Al原子都是堆积在Fe₂O₃表面O原子的顶位,界面键合主要是通过Al?O离子键作用。     

碳酸氢钠改性Ag/AgCl海洋电场电极的研制及其性能

为提高Ag/AgCl电极性能,通过在粉压型Ag/AgCl电极中添加一定含量的碳酸氢钠（NaHCO₃）发泡剂,利用电极在高温烧结成型过程中NaHCO₃会发生分解反应产生CO₂气体的性质,研制出高孔隙率的Ag/AgCl新型海洋电场电极。进一步基于综合热分析和称重法测试结果,研究NaHCO₃-Ag/AgCl电极的制备工艺参数,初步形成一套较完整的NaHCO₃-Ag/AgCl粉压型电极制备方法。NaHCO₃-Ag/AgCl电极的电化学性能与探测性能测试结果表明,添加NaHCO₃后Ag/AgCl电极的交换电流密度提高,极差稳定时间明显降低、极差变小,自噪声降低,说明所研制电极的电化学性能与探测性能较添加NaHCO₃之前均有所提高,相关高孔隙率海洋电场电极制备方法具有较好的可行性与应用前景。     

含不同形貌MoO3的Al/MoO3铝热剂的热性能和燃烧性能

不同形貌铝热剂在性能上有着很大的差异。为了探讨不同MoO₃形貌对Al/MoO₃铝热剂热性能和燃烧行为的影响,制备了Al/棒状MoO₃和Al/带状MoO₃铝热剂,采用场发射扫描电子显微镜(FE?SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对其形貌和热性能进行了表征测试。DSC结果表明,Al/带状MoO₃铝热剂和Al/棒状MoO₃铝热剂释放的热量分别为1702 J·g^-1释放432 J·g^-1。Al/带状MoO₃铝热剂的初始反应温度为401.95℃,比Al/棒状MoO₃铝热剂的504.87℃提前102.92℃。通过非等温热力学分析,两种铝热剂的活化能(Ea)没有显著差异,但Al/棒状MoO₃铝热剂具有较高的热爆炸临界温度(Tb),说明其具有较高的安全性。在开放燃烧实验中,两种铝热剂的燃烧行为差异小,但当燃烧结束时,Al/带状MoO₃铝热剂周围会溅射出火花。封闭管燃烧实验显示,Al/棒状MoO₃铝热剂的燃烧波波速先上升后下降,最大波速达1037 m·s^-1,而Al/带状MoO₃铝热剂的燃烧波速呈上升趋势,最大速度为2710 m·s^-1。Al/带状MoO₃铝热剂在热和燃烧性能上要优于Al/棒状MoO₃铝热剂,而Al/棒状MoO₃铝热剂更为安全。     

自组装磁性微囊的合成与制备

以聚丙烯酰胺 (PAM) 为表面活性剂,采用一步水热法合成了超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子,并且在改变PAM用量的条件下合成了囊状的磁性材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、振动样品磁强计等对磁性Fe₃O₄的结构、形貌、磁性进行表征。结果表明,磁性微囊外径约为200 nm,组成微囊的Fe₃O₄纳米粒子其粒径分布在30 nm左右,磁性微囊的饱和磁化强度为62.5 emu/g,表现出超顺磁性。     

基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究

为了揭示轴向超声振动对磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力影响机制,利用光滑粒子流体动力学（SPH）法对单颗金刚石磨粒磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力进行仿真,提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析轴向超声振动振幅与磨粒速度对平均未变形切屑厚度的影响,发现平均未变形切屑厚度随着超声振动振幅的增加而减小、随着磨粒速度的降低而减小。仿真结果表明：与普通磨削（CG）相比,轴向超声振动能够有效降低磨削力;随着超声振动振幅的增加磨削力降低比率增大;在相同磨削参数下,磨粒切削SiC陶瓷时磨削力大于切削Al₂O₃陶瓷的磨削力。     

凯夫拉与陶瓷复合结构抗侵彻性能数值仿真

为研究凯夫拉-129(Kevlar-129)材料与氧化铝(Al₂O₃)陶瓷面板复合装甲结构对抗侵彻性能的影响,建立平头弹丸侵彻该复合装甲单元的有限元模型。在数值模拟侵彻过程中,通过改变侵彻体的速度与复合装甲的结构,得到不同速度下的侵彻体速度变化曲线,分析了不同速度侵彻体击穿复合装甲的靶后速度与复合结构对其动能的吸收能力。分析结果表明：Kevlar与Al₂O₃陶瓷的复合装甲结构可以更好地抵抗侵彻;Kevlar夹层的位置对抗侵彻能力有较大影响,可为今后轻质复合装甲板设计提供相关技术参考。     

离子共掺钡铁氧体粉体制备与软磁性研究

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备Ni-Mg-Co离子共掺BaFe12O19纳米粉体,研究不同掺杂量和保温时间对样品微观结构和磁性能的影响。利用X线衍射仪、透射电镜和振动样品磁强计测试了样品的相结构、显微结构和宏观静态磁性能。结果表明:在1 100℃煅烧温度下热处理保温时间对掺杂前后的M型钡铁氧体宏观磁性有决定性影响,其中BaFe12O19煅烧保温时间3 h,其饱和磁化强度仅为137.9 A/m,但矫顽力为41.8 kA/m;BaNiMg0.9Co0.1Fe10O19煅烧保温时间3 h的饱和磁化强度增加到143.3 A/m,而矫顽力降到7.9 kA/m。说明M型钡铁氧体的磁性能可实现从传统的永磁到近软磁大范围的调控,使其在材料空间领域得到更广泛的应用。     

硝化体系及温度对硝化棉含氮量均匀性的影响

以精制棉为原料,采用HNO₃/H₂SO₄/H₂O和HNO₃/CH₂Cl₂两种硝化剂体系制备硝化纤维素,通过偏光显微镜分析测试了硝化产品的氮量及氮量分布（硝化均匀性）,系统研究了硝化体系组成及硝化温度对硝化棉氮量及均匀性影响规律。研究结果表明：HNO₃/H₂SO₄/H₂O体系中水含量的增加会显著降低硝化棉产物含氮量,但适当增加水含量有利于得到氮量分布更为均匀的硝化棉;硫酸含量高的体系,制得的硝化棉氮量高,但硝化的均匀性变差;硝化棉含氮量均匀性随HNO₃/CH₂Cl₂中HNO₃含量增加先升高、后下降直至保持不变;增加硝化温度,有利于酯化试剂扩散,硝化棉含氮量分布均匀性有所增强。     

基于耦合去噪算法的航空发动机中Si3N4圆柱滚子表面缺陷的检测方法

为解决基于机器视觉的传统单一图像去噪算法对混合噪声信号处理效果不佳,导致不能有效地检测识别航空发动机中应用的Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷问题,提出一种基于改进的耦合去噪算法与多尺度阈值分割算法相结合的视觉检测方法。通过优化的小波阈值去噪算法与改进的中值滤波算法相耦合方法对Si₃N₄圆柱滚子的表面缺陷图像进行去噪处理,采用多尺度阈值分割算法对缺陷图像进行图像分割,识别提取Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷。实验结果表明：Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷图像经过改进的耦合去噪算法进行去噪后,信噪比>24.5%,多尺度阈值分割算法对Si₃N₄圆柱滚子表面缺陷图像的检测识别准确率>94%;该视觉检测方法具有良好的图像去噪效果,为进一步图像的缺陷识别打下基础,并且具有一定的通用性。     

混杂结构复合材料防弹性能研究

为探讨不同混杂结构对防弹性能的影响规律,根据芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ纤维力学性能特点,设计制备7种不同混杂比例的复合材料,每种混杂比例有芳纶Ⅲ为迎弹面或背弹面两种铺层顺序。采用1.1 g标准模拟破片、51式7.62 mm铅芯弹等对各种混杂结构的复合材料进行性能测试,研究了铺层顺序、混杂比例等对抗冲击性能和防弹性能等的影响规律。研究结果表明：低速冲击下,随着芳纶Ⅲ复合材料含量的增加,混杂结构复合材料的最大载荷时间逐渐降低,即同一时间内,芳纶Ⅲ可以吸收更多的能量;芳纶Ⅲ复合材料为迎弹面或背弹面,其穿透概率50%的弹道极限速度v₅₀均随着芳纶Ⅲ质量含量的增加而提高,趋势为v₅₀开始提升速度较大,质量含量超过30%时,v₅₀提升速度明显趋缓,芳纶Ⅲ质量含量超过70%,v₅₀提升不明显。当芳纶Ⅲ复合材料位于迎弹面时,混杂结构复合材料v₅₀较高,这一现象在芳纶Ⅲ复合材料质量含量为30%～70%时最为明显,同时,芳纶Ⅲ复合材料含量的增加有利于减小防弹头盔弹击后的变形量。     

添加TiB2对石墨烯改性B4C陶瓷基复合材料抗弹性能的影响

为支撑新型轻质防弹装甲材料的研发和优化,以添加和未添加增韧相TiB₂的两种石墨烯改性碳化硼（B₄C）陶瓷复合材料为研究对象,研究其在12.7 mm口径穿甲弹侵彻下的失效机理。利用维氏硬度计、三点弯曲法和单边切口梁法获得两种陶瓷基复合材料的维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性3个准静态力学性能参数,通过残余穿深试验研究两种复合材料在12.7 mm口径穿甲弹正侵彻下的抗侵彻能力,并采用防护系数进行定量表征。结合铝合金背板和陶瓷碎块的宏观损伤形貌,利用扫描电镜进行微观断口分析,研究陶瓷在弹头侵彻下的失效机理、增韧相TiB₂以及石墨烯的强化机制。结果表明：TiB₂的加入可以提高石墨烯改性B₄C陶瓷的各项性能,相较不含TiB₂的石墨烯改性B₄C陶瓷,含质量分数14%TiB₂改性B₄C陶瓷的维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性分别提高了19.66%、24.06%和19.70%,在12.7 mm口径穿甲弹弹头750 m/s速度侵彻下的防护性能提高15.11%;对于石墨烯改性B₄C陶瓷,TiB₂的加入与石墨烯的促进作用使B₄C陶瓷变为多种破坏吸能模式,表现出更优异的抗破碎性,是其抗侵彻性能等提高的主要原因。