国内外建筑机器人的研究与应用

随着城市发展，高层建筑、钢结构建筑、社会公共建筑，特别是国家大型工程对施工的质量、效益和环境的要求越来越高，传统的人工施工在精确度，熟练度，安全性上相对较低的情况下，高智能、廉价的建筑机器人更受施工企业青睐。今后，将会有更多的多功能机器人向建筑领域渗透。本文阐述了国内外建筑机器人的研究及应用现状，并预测其未来发展趋向。     

添加物Bi对AgSnO_2触头材料的影响

AgSnO2是最有可能替代AgCdO的新型材料,在其制备方法中,合金内氧化法是主要方法之一。但在制备过程中合金粉末氧化速度较慢且不能完全内氧化,添加金属元素促进合金内氧化是一个重要研究方向。本文将Bi与Ag、Sn粉经机械合金化得到AgSnBi合金粉末,将合金粉末压制成型、烧结、致密化加工后置于电阻炉中在大气气氛中进行粉末内氧化。采用内氧化物增重法分析Bi对AgSn合金内氧化性能的影响。利用PhilipsXL30W/TMP型扫描电镜观察试样AgSnO2-Bi2O3的显微组织及形貌,并用其能谱仪进行微区成分分析。研究结果表明Bi元素大大地提高了AgSn合金的内氧化速度,并且氧化得到的AgSnO2-Bi2O3材料组织致密。     

Ce-C共掺SnO2导电性能和力学性质的第一性原理研究

AgSnO2触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO2导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO2触头的使用寿命。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂以及共掺杂SnO2的导电性能和力学性质的理论计算。通过超晶胞结构优化后的能量计算,得到了超晶胞的晶格常数、掺杂形成能、能带结构、态密度、弹性常数和德拜温度。结果表明：通过掺杂后的带隙值减小,增加了杂化轨道,能够提高SnO2的导电性能以及改善SnO2的脆韧性,从而改善AgSnO2触头的成型和使用寿命。相对于Ce、C单掺杂,Ce-C共掺杂时的电子有效质量减小,并且带隙宽度变窄,Ce-C共掺杂SnO2的导电性能更好,硬度的改善更大。     

第二相粒度对AgSnO2 触头材料润湿性和电接触性能的影响

选用TiO₂作为触头材料的添加剂,采用粉末冶金法制备了6种不同第二相（SnO₂）粒度的AgSnO₂和AgSnO₂/TiO₂触头材料。研究了2种触头材料的润湿性和电接触性能。用座滴法测量了Ag与SnO₂之间的润湿角,并表征了材料的湿润性,使用JF04C电接触触头材料测试系统对材料电接触性能进行了测试,分析了不同第二相粒度的触头材料的润湿性和电接触性能的变化规律。结果表明,当第二相粒度为100~300 nm时,2种触头材料的性能均优于其它粒度的触头材料。     

添加Bi2O3对AgSnO2触头物理及电接触性能的影响

以Bi2O3为添加剂,采用粉末冶金法制备不同掺杂量的AgSnO2触头材料试样。测量Ag对氧化物基片的润湿角,测试了试样的密度、电导率、接触电阻、燃弧能量等参数,分析了 Bi2O3对AgSnO2触头材料润湿性的影响。结果表明,添加适量的Bi2O3对AgSnO2触头材料的物理和电接触性能有明显的改善,Bi2O3含量为1.5%时AgSnO2触头材料的整体性能达到最佳。润湿角随着Bi2O3含量增大呈现出波动增大的规律,与AgSnO2触头材料接触电阻、燃弧能量的变化规律基本吻合。     

AgSnO2-La2O3触头材料的性能研究

采用合金内氧化法 粉末冶金方法制备了一种新型银氧化锡(AgSnO2_La2O3)触头材料。其密度为9.70~10.05 g/cm3,硬度为79.6~99.0,电阻率为3.20~3.50μΩ.cm。用扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对AgSnO2_La2O3触头材料的显微组织进行分析发现,氧化物(La2O3,SnO2)晶粒明显细化且呈细小球状(<0.5μm)及不规则形状(<3μm)两种形态均匀分布。对AgSnO2_La2O3进行电性能试验和物理、机械性能的测定,并与合金内氧化法的AgSnO2(8)_In2O3_T和AgCdO(8)_T触头材料比较,结果表明,AgSnO2_La2O3材料的电性能、物理及机械性能与后两者相近,但侵蚀量略低于后二者,有望成为一种新型触头材料。     

低压电器用稀土合金触头材料的电性能测试

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag/SnO2-La2O3-Bi2O3,并用电接触触点材料综合参数测试仪对其电性能进行测试。通过试验得到了燃弧能量、时间曲线。将结果与Ag/CdO的燃弧能量、时间曲线进行了对比。     

Y-W掺杂AgSnO2触头材料电性能理论分析

AgSnO2作为电接触材料，电寿命低于AgCdO材料，为了提高AgSnO2材料的导电性，对SnO2材料进行掺杂研究。利用第一性原理，通过原子替代的方法，分别用Y、W元素单掺SnO2以及共掺的形式，将SnO2中的Sn元素以16.7%的比例进行原子替换，计算掺杂后SnO2的晶格参数、能带结构、态密度和电荷布居。结果表明：掺杂后的SnO2晶胞，体积增大。通过能带和态密度分析得出，单掺与共掺之后的材料导带底部和价带顶部均向费米能级靠近，共掺之后Y的4d轨道使导带宽度变窄，Y的4d轨道和W的5d轨道同时作用，形成杂质能级，帮助电子跃迁，导电性增强。共掺后原子的成键方式改变，新生成Y-O键和W-O键。共掺后的材料比单掺更能增加SnO2的导电性，为之后AgSnO2触头材料的研究提供了理论依据。     

SnO_2粒度对AgSnO_2触头材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了6种SnO_2粒度的无掺杂AgSnO_2和AgSnO_2/La_2O_3两种触头材料,研究了SnO_2粒度对两种AgSnO_2触头材料物理性能和电接触性能的影响。结果表明,当SnO_2粒度分别为1 000 nm和500 nm时,无掺杂AgSnO_2和AgSnO_2/La_2O_3两种触头材料的硬度适中,导电率较大,接触电阻和燃弧能量均较小且较稳定。通过选择合适的SnO_2粒度,可改善AgSnO_2触头材料的性能。     

La和S共掺SnO2材料性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,采用广义梯度近似法对La和S共掺SnO2的掺杂参数进行模拟计算,进而研究掺杂结构的稳定性、弹性性质和导电性能。结果表明,随着S原子浓度的增大,掺杂体系的形成能增大,稳定性随之下降;与单掺相比,共掺体系的硬度减小,韧性增强,并且其韧性随着S原子浓度的增大而逐渐减小;La和S共掺仍属于P型掺杂,在禁带中引入了新的杂质能级,窄化了带隙,导电性能增强,随着S掺杂浓度的提高,S-3p轨道与Sn-5s、La-5d轨道的杂化作用增强,在禁带中引入了更多的杂质能级,导电性能进一步提高。