Study of crystal structure,dielectric, magnetic and magnetoelecrtic properties of xCoFe2O4-(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3 composites

Multiferroic composites of spinel ferrite and ferroelectric xCoFe₂O₄ – (1-x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃ (with x = 0.10,0.30,0.50) were efficiently prepared by standard solid state reaction mechanism. X-ray diffractometer was used to analyze crystal structure of the prepared composites. The observed XRD patterns of the composites comprise peaks of both the phases i.e. ferrite and ferroelectric, with no sign of secondary peaks. Rietveld refinement of XRD data further confirms the coexistence of these two phases with cubic (Fd3m) and rhombohedral (R3c) symmetry corresponding to ferrite and ferroelectric phase respectively. The 3-dimensional overview of crystal structure of pure CoFe₂O₄ and Na_0.5Bi_0.5TiO₃ and of composite 0.50CoFe₂O₄?0.50Na_0.5Bi_0.5TiO₃ is generated by using refined parameters. The dielectric constant (ε´) and dielectric loss (tanδ) values were recorded as a function of frequency ranging from 100?Hz to 7?MHz and at different temperatures. Both ε´ and tanδ follow dispersion pattern at lower frequencies while show frequency independent behavior at higher frequencies. The magnetic evaluation carried by analyzing M-H hysteresis loop reveals the ferrimagnetic characteristics of these composites. The highest value of magnetic moment is 1.12μ_B observed for composite 0.50CoFe₂O₄ – 0.50Na_0.5Bi_0.5TiO_3. Magnetoelectric (ME) voltage coefficient (α) was also demonstrated to observe the interaction between ferrite and ferroelectric phases. The highest value of α (72.72μV/Oe cm) is obtained for low ferrite composition 0.10CoFe₂O₄ – 0.90Na_0.5Bi_0.5TiO₃, which suggests the dependence of magnetoelectric response on the resistivity of the composites.     

酶解-挤出复合工艺对高直链淀粉材料制备和性质的影响

以高直链淀粉为原料制备的淀粉基材料力学性质优良。但其熔融流变性差,挤出加工能耗高。本论文采用酶解-挤出复合工艺,考察了耐高温α淀粉酶对挤出环境的耐受性,以及酶加入量、挤出时间等参数对材料制备和性质的影响。结果表明,耐高温α淀粉酶在密炼机的挤出环境中依然有酶活力,能够促进淀粉颗粒的结构相变,从而降低单位机械能耗,缩短加工时间。具体而言,在0.25%的酶加入量下(淀粉干基重量),G50淀粉挤出加工的单位能耗下降了21%。但酶解也会造成分子链的降解,削弱材料性质。与空白材料相比,经酶解-挤出工艺的淀粉基材料,其拉伸强度降低了33%,断裂伸长率减少了83%。另一方面,耐高温α淀粉酶对G80淀粉挤出加工的影响不显著。上述结果表明,可以利用酶解-挤出复合工艺降低生产能耗,缩短加工时间,且酶解会提高淀粉的活性位点和反应效率,有利于淀粉的反应挤出。     

薄煤层复合顶板巷道支护参数优化研究

以滨湖煤矿12210工作面材料巷为研究背景,在原有巷道支护方案的基础上,提出了2种巷道支护参数优化方案。运用FLAC3D数值模拟软件对原方案、方案1、方案2进行了分析对比。通过对不同方案下的巷道垂直、水平应力和位移云图分析研究发现,支护方案2为最优方案。方案2的支护密度相对原方案有所降低,因此,方案2在一定程度上节约了滨湖煤矿的支护费用和施工成本,提高了企业的经济效益。     

Investigation of functional core-rim composite part production by inserted powder injection moulding

In this study, the use of Cu and Ni interlayers have been investigated for functional core-rim composite part production with WC-Co 9?wt-% feedstock/steel. For this purpose, different experiments have been performed and joining condition, shear strength and microstructure of the intermediate region have been examined. It has been found that AISI 4340 insert/WC-Co have been joined and 85.8?MPa shear strength achieved, but high speed steel insert has not joined. Moreover, it has been determined that better results are obtained with Ni interlayer. Under the same conditions, when the 40?µm Ni interlayer has been used between AISI 4340 core and WC-Co rim, shear strength has been increased approximately twice and has been 162.7?MPa.     

中间相炭微球在锂离子电池负极材料的应用进展

中间相炭微球(MCMB)具有良好锂离子扩散性、导电性和机械稳定性等优势,是目前应用广泛、综合性能优异的锂离子电池负极材料,但较低理论比容量是制约其发展的关键因素。为了获得性能优良的MCMB基锂离子电池负极材料,改性修饰和复合材料已然成为目前研发重点。笔者论述了碳结构、表界面和复合材料等微观结构设计对MCMB负极材料电化学性能的影响。从碳堆积结构类型、有序性、层间距以及球体粒径大小等方面,论述了碳结构微观设计对MCMB电化学性能的影响。发现具有乱层结构的MCMB在充放电过程中内部产生应力较小,且碳结构较稳定,具有优异循环稳定性;内部具有大量微孔或碳层间距较大的MCMB,在充放电过程中可提高锂离子在电极中的迁移速率,并提供更多的储锂空间,一般具有优良的充放电比容量和倍率性能;小粒径MCMB具有较短的锂离子迁移路径和随之增加的比表面积,通常具有较好倍率性能,伴随着可逆比容量和充放电效率的衰减。从表界面碳层改性、包覆和掺杂改性等方面,论述了表界面改性对MCMB电化学性能的影响。表面碳层修饰可增加MCMB与电解液的相容性及其比表面积,提高了与电解液的接触面积及贮锂容量,改善了锂离子电池负极材料的电化学性能;另外,MCMB表面包覆一层无定型碳,可避免其表面与电解液直接接触,减少电化学副反应的产生,提升其可逆比容量。从碳活性物质复合材料、非碳活性物质复合材料等方面,论述了复合材料微观结构设计对MCMB电化学性能的影响。碳活性物质可降低MCMB内部碳层结构的有序性,减少锂离子嵌入过程中的内部应力,提升MCMB循环稳定性。非碳活性物质诱导MCMB生成更加有序的碳层结构,提高MCMB的比表面积,从而改善MCMB表面与电解液分子的接触能力及其嵌锂性能,有利于提升MCMB负极材料可逆比容量、循环性能和倍率性能。MCMB具有高碳层间距和多缺陷位点等结构特征,有利于钠离子自由脱嵌,应用于钠离子电池时具有良好的可逆比容量、循环稳定性和倍率性能。MCMB的不规则定向层状结构经活化等处理具有较高比表面积,可应用于超级电容器电极材料。最后提出在高性能锂离子电池电极材料快速发展的需求下,从微观结构角度设计MCMB纳米复合材料将是MCMB负极材料的研究重点。     

高密度聚乙烯/铅硼复合材料屏蔽性能和力学性能研究

研究了高密度聚乙烯/铅硼复合材料的屏蔽性能和力学性能，通过屏蔽仿真比较了密度及碳化硼（B4C）含量对屏蔽性能的影响，通过试验比较了B4C含量对屏蔽性能、弯曲强度及冲击强度的影响。仿真结果表明,随聚乙烯/铅硼复合材料密度升高，快中子屏蔽性能下降，热中子屏蔽性能和γ屏蔽性能提高；保持聚乙烯/铅硼复合材料密度不变，随B4C含量的提高，中子屏蔽性能提高而γ屏蔽性能下降;实验数据表明,随B4C含量的升高，高密度聚乙烯/铅硼材料的快中子屏蔽性能、热中子屏蔽性能升高，γ屏蔽系数下降，冲击强度和弯曲强度下降明显，屏蔽性能测试结果和仿真结果规律性相符；综合仿真结果和实验数据表明，含B4C 2 %左右的高密度聚乙烯/铅硼复合材料同时具有较好的屏蔽性能和力学性能。     

聚乙烯醇/改性纳米蒙脱土复合材料的制备与性能

纳米蒙脱土(MMT)用十六烷基三甲基溴化铵进行改性制得有机改性的MMT(OMMT),用其作为聚乙烯醇(PVAL)的改性材料,采用溶液共混、流涎成膜制得PLA/OMMT复合材料,考察了OMMT的用量对PVAL复合材料性能的影响。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能力学试验机等对复合材料性能及结构进行表征和分析。结果表明,FTIR显示十六烷基三甲基溴化铵成功进入MMT结构中,OMMT成功制得;随着OMMT添加量的增加,复合材料热稳定性提高,断裂伸长率降低,拉伸强度呈现先增加后降低趋势,当其含量为9%时达到最大;SEM显示OMMT含量9%时,OMMT与PVAL相容性最好,表面光滑,含量再增加,出现团聚现象,力学性能受到影响。     

MAPP/EAA处理对聚丙烯/小麦秸秆粉复合材料性能的影响

研究了马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）、乙烯丙烯酸共聚物（EAA）处理对聚丙烯（PP） /小麦秸秆粉（WSP）复合材料性能的影响。结果表明，随着体系中MAPP质量份数的增加，PP/WSP的拉伸强度和弯曲强度均逐渐增大，但冲击强度却先增加后减小，复合材料达到塑化峰的时间逐渐延长；使用EAA后，无论体系中是否已经使用了MAPP，PP/WSP的拉伸、弯曲和冲击强度均可得以提高，特别对于未使用MAPP的体系，效果更加明显，可分别提高65.04 %、45.42 %和6.75 %，储能模量增加，表面疏水性增强，平衡扭矩从13.9 N·m降至11.8 N·m，吸水尺寸变化率及吸水率下降，吸水平衡时间缩短；使用EAA可改善PP/WSP中WSP与PP间的界面结合，改善PP/WSP力学性能、热稳定性能、表面疏水性能、尺寸稳定性能和加工性能，降低其吸水率。