Polypyrrole and platinum deposited onto carbon substrate to enhance direct methanol fuel cell electrodes behaviour

The aim of this work is to study the ability of polypyrrole to reduce the platinum load of low temperature methanol fuel cell electrodes. Platinum was deposited onto carbon paper and a layer of polypyrrole electrodeposited onto carbon paper, using electron beam evaporation and electrodeposition by pulses. Subsequently, the morphology and electrochemical behaviour of the synthesised samples were analysed in sulphuric acid solution, determining their electrochemically active surface area; and in a solution of sulphuric acid and methanol, to analyse their catalytic performance. The electrochemical measurements showed that the electrochemically active surface area and the catalytic performance of the electrodes prepared by evaporating platinum are increased when prepared on the polypyrrole film. Electrodes prepared using the pulse electrodeposition technique presented fairly homogeneous coatings that led to the reduction of the oxidation potential of methanol and the increase of their resistance to CO poisoning.     

2195铝锂合金电子束焊接头的焊后热处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等微观分析手段,研究不同热处理工艺条件下2195铝锂合金电子束焊接头焊缝区的显微组织演变,探讨接头的焊后热处理强化机制。结果表明,焊后热处理可显著改善接头区域的显微组织,促进强化相的析出,有利于提高接头的力学性能。经过焊后固溶+双级时效热处理,焊态下接头熔合线附近存在的等轴细晶区消失,β′、θ′和T₁等强化相在接头焊缝区析出,与单级时效处理工艺相比,双级时效处理的析出强化效果更为显著。力学性能测试表明,经过双级时效热处理后,接头的抗拉强度达到492.5 MPa,为母材强度的90.4%。接头拉伸断口表面存在许多小韧窝,并伴随出现解理面,接头呈韧-脆混合型断裂特征。     

环氧树脂涂层表面亲水性对微藻黏附性能的影响

在固体材料表面黏附成膜是微藻细胞的一种生理特性。近些年基于微藻生物膜的生物过程，如生物膜贴壁培养和防附着技术受到了很多关注。微藻在固体材料表面的黏附受藻细胞与材料表面之间的相互作用的影响，建立黏附强度与材料表面性质参数间的关系对于通过材料选择来强化或控制微藻生物膜具有非常重要的意义。本工作的目的是揭示和明确材料亲疏水性对微藻黏附的影响，提出了一种双酚A环氧(EP)树脂表面亲疏水改性的方法。通过将亲水性的二乙醇胺(DEA)或疏水性的聚甲基聚硅氧烷(PMHS)加入到EP树脂中反应，EP树脂表面水接触角在36.80?~98.34?范围内可通过加入不同量的DEA或PMHS实现任意可调，材料的表面水接触角与DEA或PMHS加入量之间有线性关系。重要的是这种改性方法获得的材料，其形貌、结构、表面粗糙度等表面性质几乎没有变化，从而在研究和关联微藻黏附量与材料表面亲疏水性(表面水接触角)之间的关系时可以排除亲疏水性之外的其他表面性质的影响；其次，考察了小球藻和栅藻在不同亲疏水性材料表面的黏附行为，结果表明小球藻和栅藻在亲水性和疏水性材料表面均能黏附成膜，但在亲水性材料表面黏附更多更快；建立了微藻最大黏附容量与材料表面接触角之间关联关系，表明微藻最大黏附容量随材料表面水接触角的增大而线性降低，栅藻的表面黏附容量比小球藻大。     

Crystal anisotropy-dependent shear angle variation in orthogonal cutting of single crystalline copper

Shear deformation that dominates elementary chip formation in metal cutting greatly relies on crystal anisotropy. In the present work we investigate the influence of crystallographic orientation on shear angle in ultra-precision orthogonal diamond cutting of single crystalline copper by joint crystal plasticity finite element simulations and in-situ experiments integrated in scanning electron microscope. In particular, the experimental cutting conditions including a straight cutting edge are the same with that used in the 2D finite element simulations. Both simulations and experiments demonstrate a well agreement in chip profile and shear angle, as well as their dependence on crystallography. A series of finite element simulations of orthogonal cutting along different cutting directions for a specific crystallographic orientation are further performed, and predicated values of shear angle are used to calibrate an extended analytical model of shear angle based on the Ernst–Merchant relationship.     

5A06铝合金鞍型横梁等温挤压近净成形工艺

针对某5A06铝合金鞍型横梁,设计了等温挤压近净成形试验。通过Deform有限元分析研究了鞍型横梁等温挤压过程中金属流动规律和缺陷产生原因,并进行了毛坯尺寸和热挤压件图的优化。设计了鞍型横梁等温挤压近净成形模具,可实现在普通压力机上加热管加热方式升温、成形后多顶杆同步脱模功能。通过等温挤压近净成形方法制备了长为580 mm、最薄壁厚为4 mm、筋高为8 mm、筋宽为6 mm的薄壁复杂多筋鞍型横梁,该构件90%以上部位尺寸精度可达到±0. 3 mm,其余部位尺寸精度可达±0. 5 mm,抗拉强度达340 MPa,伸长率约为25%。对等温挤压件装配部位进行少量机加,可获得3种不同尺寸的鞍型横梁。     

氯化镧对镁合金表面疏水化处理的影响

研究了氯化镧对镁合金疏水膜耐蚀性的影响。采用中性盐雾试验和电化学试验测试了疏水膜的耐蚀性,并采用扫描电子显微镜观察了疏水膜的表面形貌。结果表明:氯化镧对镁合金疏水膜有一定的改性作用,使膜层由乳突状结构转变为层片状结构,进而使膜层由疏水表面转变为超疏水表面,其接触角可达153°。另外,添加氯化镧后疏水膜的盐雾时间延长至109.0 h,耐蚀性大幅提高。     

基于LCP径向偏振光输出的掺镱MOPA脉冲光纤激光器

为实现光纤激光器径向偏振光的高效输出,提出并搭建了基于液晶聚合物(LCP)的纳秒脉冲掺镱(Yb)主振荡器功率放大(MOPA)系统。该系统采用空间相位转换法,利用LCP涡旋半波片将全光纤MOPA激光器输出的高峰值功率、窄线宽、线偏振、高斯形分布的纳秒脉冲信号转换为横向强度呈空心环状分布的拉盖尔-高斯光。MOPA激光器系统由窄线宽连续种子源、电光强度调制器和后续的5级YDF放大器组成,通过实验获得了20.1 W的稳定LP01模输出。而后的LCP涡旋波片用作空间模式转换器,最终获得的平均输出功率为19.5 W,脉宽为10 ns,重复频率为10 kHz,横向剖面呈规则空心环形的径向偏振光输出,模式转换效率可达97%。另外,通过PBS测量法测得径向偏振光的模式纯度约为88.5%,兼具高功率与高纯度的优势。     

大倾角综放开采放煤工艺参数模拟分析

利用离散元软件PFC2D,对平舒矿沿倾向上开采时的大倾角放顶煤的冒落规律进行研究,得出不同参数下放煤过程的煤矸冒落图形。通过对不同采煤高度、放煤步距的采出率和含矸率的对比分析,得出上向放顶煤开采的最合理放煤工艺参数,为后续大倾角放顶煤不同开采方向的工艺参数优化提供了依据。     

基于压迫感分析的城市高架桥美学设计研究

为解决城市高架桥对其地面道路及周边地块产生的压迫感这一问题,并且指导城市高架桥的设计和规划,使之在满足交通功能和用地要求的同时兼顾美学的考虑,研究根据压迫感主要来源为建筑对视野限制的推论,分析了压迫感的主要影响因素为建筑在视野中形成的视角,讨论了现有立体角理论模型的适用性,并且结合城市高架桥视角的特点,将立体角理论模型简化为平面视角理论模型以增强其适用性。建立了桥梁的结构尺寸与影响点的视角的关系式,以压迫感接受率表征压迫感的大小,再根据调查统计数据拟合,确定视角与压迫感接受率的关系曲线,从而得到桥梁的结构尺寸与影响点压迫感接受率的关系式。在规划和设计时,可根据该公式合理确定桥梁下地面道路的红线宽度或两侧地块的退红净距。