软@硬复合炭结构设计及其协同电化学储钾

软@硬复合炭结构有助于协同改善炭负极材料的电化学储钾性能,但目前对不同复合结构对电化学储钾性能的影响规律仍缺乏系统研究。有鉴于此,将罗丹宁和嵌段共聚物F127作为硬炭前驱体,煤沥青热挥发份作为软炭前驱体,通过共炭化与气相沉积的协同使用,开发硬炭、软/硬三维杂化炭结构、软炭壳@硬炭核复合结构,并研究3种结构对电化学储钾性能的影响。软炭壳@硬炭核复合材料具有高可逆容量(0.05 A·g^-1下容量为365 mA·h·g^-1)、高循环稳定性(100圈循环后容量保持率为80%)、高倍率性能(1 A·g^-1下容量为177 mA·h·g^-1)的特征。硬炭核丰富的缺陷活性位点可提高复合材料储钾容量。软炭壳的涡轮碳结构可覆盖硬炭表面缺陷,促进钾离子去溶剂化嵌入以改善循环稳定性。此外,高导电性软炭壳可改善电荷交换,进而提高复合材料的倍率性能并缓解电压滞后。得益于软炭与硬炭复合结构的协同储钾机制,软炭壳@硬炭核复合材料表现出明显优于硬炭的电化学储钾性能。     

PLA基生物复材丝材熔融沉积成型中增强相在层间界面的分布状态

通过熔融沉积成型3D打印的三维模型,不可避免存有层间界面,针对层间界面增强,本文采用超声浸渍法制备了纳米羟基磷灰石(n-HA)与微米短切碳纤维(CF)两相增强材料在聚乳酸(PLA)基体上牢固结合、均匀分布的PLA基生物复材丝材,该方法避免混炼的同时,也为层间界面储备了增强相。然而,经过熔融沉积成型3D打印之后,n-HA与微米短切CF两相增强材料在层间界面区域的分布状态尤为关键。运用Ansys进行流体数值计算,借助Minitab进行正交参数设计和信噪比数据分析,研究喷嘴直径、送丝速度、微米短切CF含量3个关键因素对于喷嘴出口流体速度的影响规律,并进一步通过熔融沉积成型3D打印机,在相同的打印参数设置下,制备标准拉伸试样,进行拉伸性能表征和SEM观察,研究PLA基生物复材丝材中,两相增强材料n-HA与微米短切CF在层间界面区域的分布状态。结果表明：借助Minitab信噪比优化实验参数,比正交试验参数设计手段更加有效;选取熔融温度为210℃、喷嘴直径为0.5 mm、送丝速度为14 mm·s^-1、微米短切CF含量为7wt%,上述参数组合进行数值计算获得的喷嘴出口流体速度方...     

钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究*

钢丝微动疲劳过程中,钢丝裂纹萌生特性直接影响其裂纹扩展特性,进而制约钢丝微动疲劳寿命,因此开展钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究具有重要意义。基于有限元法、摩擦学理论和断裂力学理论,运用Smith-Watson-Topper（SWT）多轴疲劳寿命准则建立考虑磨损的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,基于多种不同的钢丝疲劳参数估算方法对钢丝的微动疲劳裂纹萌生寿命进行了预测,并探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度及钢丝直径等微动疲劳参数对钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。结果表明：基于中值法的预测结果最接近实际值;在微动疲劳过程中,钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命主要与接触载荷和疲劳载荷相关。通过引入微动损伤参数建立简化的适用于钢丝绳的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,通过与考虑磨损的预测模型计算结果进行对比验证了该模型的准确性。     

粒度对粉煤灰旋转摩擦电选效果的影响研究

为探究粉煤灰颗粒粒径对旋转摩擦电选的影响,采用标准k-ε湍流模型结合颗粒轨道模型,在1～100μm选取11种粒径的球形碳、灰颗粒为研究对象,对相同条件下颗粒在摩擦起电器内的运动情况进行数值模拟。结果表明:颗粒在旋转起电器内的运动行为与颗粒的粒径及种类有关,颗粒粒径越小,颗粒跟随性越好,颗粒越难与摩擦轮碰撞摩擦,不利于颗粒摩擦带电,不利于分选;颗粒粒径大于30μm时,摩擦起电效果好,与实验结果基本一致。     

油气管道缺陷漏磁检测有限元模拟

为了研究油气管道缺陷的漏磁信号特征,基于漏磁检测技术基本原理,采用有限元方法,应用ANSYS软件对含裂纹和气孔缺陷管道磁化后产生的漏磁场进行模拟仿真,得到了描述漏磁场特征的磁通密度径向和轴向分布曲线。通过改变裂纹和气孔的尺寸,得出这两种缺陷形式不同尺寸下的漏磁场分布规律。结果表明,随着裂纹深度增加,磁通密度径向、轴向分量的峰值强度均明显增大;在距管壁表面相同深度下,气孔缺陷磁通密度的峰值随孔径增加而显著增大;相同孔径时,气孔距表面越近,漏磁信号越强。为管道漏磁检测过程中的裂纹和气孔缺陷的特征识别提供了理论基础和实践依据。     

粗金粉中金的氯浸-控制电位还原精炼

某冶炼厂氰化金泥还原得到的粗金产品纯度较低，采用氯浸-还原工艺对粗金进行了精炼提纯。在生产工艺中采用盐酸+氯酸钠对粗金进行氯浸溶解，用焦亚硫酸钠控制电位选择性还原浸出液中的金。采用补水-冷却使银和铅从氯浸液充分沉淀析出，通过调整pH值、改变焦亚硫酸钠添加方式、精确控制还原电位等方法，产品金锭达到IC-Au99.99标准。两年的生产实践创造了明显的经济效益。     

超高温抗氧化铱涂层改性的研究进展

铱具有高熔点、强耐蚀以及高温下低氧渗透率等特性,是航空航天领域超高温结构件最理想的抗氧化涂层材料。铱涂层组织结构特点及自身高温氧化特性是影响涂层服役寿命的主要因素。目前改善铱涂层的高温抗氧化性能一方面通过改进其制备工艺以提高铱涂层致密度,减少晶界扩散引起的涂层失效;另一方面通过制备陶瓷涂层和合金化保护铱涂层,隔绝其与氧化环境接触,延长铱涂层服役时效。针对铱涂层应用时存在的问题,综述了国内外对铱涂层改性的研究进展,展望了铱涂层改性技术的发展方向。     

全对称四自由度并联机器人机构运动性能分析与多目标优化设计

基于方位特征集设计理论和方法,设计了一种完全对称、且具有三平移一转动性质的4-RRPaR并联机器人机构,分析方位特征集、自由度、耦合度等拓扑参数。根据矢量法构建运动学位置方程,推导得到运动学逆解解析式,同时根据算例分析得到位置正解和位置逆解数值解。利用雅可比矩阵计算得到位置正解奇异、位置逆解奇异产生条件,选择极坐标边界搜索法计算工作空间与转动能力等性能指标。分析表明：机构边界光滑且内部存在空洞情况、动平台转动角度范围较小。另外,提出有效转动能力比指标ω概念,结合有效工作空间利用率μ,建立多目标的数学优化模型,采用经典的NSGA-Ⅱ搜索算法对有效转动能力比指标ω与有效工作空间利用率μ进行多目标参数优化,最后通过算例分析得到优化后的工作空间以及转动能力,优化后的工作空间边界圆润且内部不存在空洞情况、转动灵活性较好。可权衡设计需求和实际应用需求来选择最佳的优化参数。     

快速凝固条件下Ni–Pb偏晶合金的组织演变机理研究

目的 研究过冷Ni–0.5%Pb(原子数分数)合金过冷组织的演化行为,阐明其组织演化和晶粒细化的基本机制。方法 采用熔融玻璃净化和循环过热方法制备出过冷度为0~255 K的试样,并结合枝晶生长的动力学–热力学模型,研究其深过冷快速凝固行为机制。结果 在0~255 K过冷度范围内,随着过冷度的增大,Ni–Pb偏晶合金的微观组织发生了2类晶粒细化现象,组织形态由粗大树枝晶向粒状等轴晶转变。结论 第1类粒状晶的形成是由于枝晶熟化和再辉重熔导致发达枝晶破碎,第2类粒状晶的形成是由于在应力和应变能的作用下,枝晶碎变和再结晶引起了晶粒细化。     

焊缝余高及缺陷对管道环焊缝漏磁检测的影响

基于轴向漏磁检测技术,采用有限元方法结合牵拉试验对管道环焊缝的漏磁场进行分析。通过改变焊缝余高以及焊缝中心处椭球型凹坑缺陷的尺寸,得到了描述漏磁场特征的磁通密度分布曲线。结果表明,焊缝中心无缺陷时,漏磁信号呈典型的增厚型特征,且随余高增加,磁通密度径向分量峰峰值、轴向分量峰谷值均非线性增大;焊缝中心存在椭球型凹坑时,漏磁信号出现复合现象,即表现为外侧焊缝的增厚型与中心缺陷的减薄型漏磁信号的叠加,且随余高增加,焊缝处缺陷的减薄型信号特征减弱。相同缺陷在管壁、熔合区、焊缝中心处的漏磁信号依次减弱,说明同样缺陷在焊缝中心时最不易被检出,该结果与牵拉试验结果一致。