金属-陶瓷梯度功能材料的研究和发展

一、引言 金属—陶瓷梯度功能材料(FGM)是具有全新材料复合概念的新型复合材料。它以金属和陶瓷为基本原材料,通过控制材料的组成和微观结构的梯度分布,消除传统的金属和陶瓷复合材料的性能不匹配界面,充分发挥金属和陶瓷的优异性能。金属—陶瓷梯度功能材料实质上是为了解决金属和陶瓷的界面连接问题。金属—陶瓷梯度功能材料是一种高新复合材料,具有优异的性能和可设计性,引起了材料科学工作者们的高度重视。金属—陶瓷由于能够缓和热应力,是未来航天飞行的理想耐热、隔热材料,同时在核能、电子、化学和生物医学等领域有着广阔的应用前景。 二、金属—陶瓷FGM的开发研究背景 梯度功能材料是日本学者于1984年首先提出来的。这一新材料的设想,与高新的航天技术的发展密切相关。航天飞机是人类征服宇宙空间时必需的运载工具。众所周知,目前的航天飞机是由火箭助推,垂直地     

金属粉末注射成形模具浇口对成形性能的影响规律

根据金属粉末注射成形原理，在材料、模具温度等试验条件一致的前提下，将螺旋测试模与0．5～2．1mm之间的6个不同深度尺寸的侧浇口相结合，通过改变注射料熔体温度、注射压力、注射速率等工艺参数，描绘出在不同工艺参数时的侧浇口深度尺寸与阿基米德螺旋线长度的关系曲线，从而研究得到金属粉末注射成形的浇口尺寸与注射料熔体注射成形性能的关系规律：浇口尺寸对金属粉末螺旋线流动长度的影响较大，且不成比例；浇口尺寸与螺旋线流动长度关系曲线(L—H曲线)的变化不是单调的递增或递减，曲线形状呈较为明显的“波浪”形；在一定试验条件下粉末注射成形的理想浇口尺寸值为1．8mm，要偏大于注塑成形的浇口尺寸值；相对注射压力变化时浇口尺寸对L—H曲线关系的影响而言，注射料熔体温度和注射速率的影响相对较小，波动方向一致且较平坦，曲线有微小的上升趋势；当浇口尺寸一定时，工艺参数对流动长度的影响规律与注塑成形中工艺参数的影响规律类似。     

粉末注射成型喂料中添加剂的作用机理

在概述粉末注射成型工艺基本过程的基础上,首次系统分析了添加剂在粉末注射成型过程喂料制备中的作用机理,为制备组织结构均匀、流动性优良的粉末注射成型喂料探寻添加剂选择方面的科学基础.     

水系锌离子电池研究进展

可充电水系锌离子电池(AZIBs)因安全性高、环境友好、低成本等优势成为规模储能装置的候选者。目前水系锌离子电池的研究仍存在诸多问题和挑战,如正极材料不稳定,负极析氢、腐蚀,电解液电化学窗口较窄等。本文围绕水系锌离子电池的正极材料、负极材料、电解质材料、非活性材料(包括隔膜、集流体、黏结剂)进行了全面讨论与分析。总结概括了国内外的最新研究成果,同时归纳出最新的优化策略和研究方法,提出的整体系统优化策略。此外,本文分析了当前水系锌离子电池的研究与技术化的差距,讨论了未来水系锌离子电池研究的重点方面与系统优化方法,对锌离子电池技术化研究做出展望。     

碳纳米管/环氧树脂复合材科力学性能的研究

采用超声波分散及真空浇铸法制备了碳纳米管改性的环氧树脂复合材料,使用扫描电镜、透射电镜、万能材料拉伸仪等仪器对复合材料的组织结构和性能进行了测试和表征.研究了碳纳米管的加入量与分散程度对复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率的影响.实验结果表明,碳纳米管加入量大约在1.75%以下时,碳纳米管可能在基体中分散均匀,没有明显的团聚,复合材料的强度得到提高.但是随着碳纳米管含鼍的继续增加,碳纳米管可能趋于团聚,在基体中的分散变得不均匀,反而会使复合材料的强度下降.纳米碳管含量为0.75%时,复合材料的拉伸强度提高了18.3%,拉伸模量提高了20.5%,断裂伸长率提高92.8%.     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能的研究

采用超声波分散及真空浇铸法制备了碳纳米管改性的环氧树脂复合材料, 使用扫描电镜、透射电镜、万能材料拉伸仪等仪器对复合材料的组织结构和性能进行了测试和表征。研究了碳纳米管的加入量与分散程度对复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率的影响。实验结果表明, 碳纳米管加入量大约在1.75%以下时, 碳纳米管可能在基体中分散均匀, 没有明显的团聚, 复合材料的强度得到提高。但是随着碳纳米管含量的继续增加, 碳纳米管可能趋于团聚, 在基体中的分散变得不均匀, 反而会使复合材料的强度下降。纳米碳管含量为0.75%时, 复合材料的拉伸强度提高了18.3%, 拉伸模量提高了20.5%,断裂伸长率提高92.8%。     

粉末注射成型充填过程数值模拟

基于Hele-Shaw流动的近似描述, 采用有限元／有限差分混合法求解粉末注射成型充填过程, 有限元法处理中面离散求解, 厚度方向则使用有限差分法, 运用控制体积法追踪运动边界, 压力方程和能量方程顺序求解, 实现了复杂型腔多种浇口充填过程温度场、压力场和速度场以及运动前沿的数值仿真分析, 得到了较有价值的流场数值分析结果。