用于碳离子束流布拉格峰展宽的新型多孔结构体的模拟

模拟了一种新型的多孔结构体（PS 2.0）用于展宽碳离子束流的布拉格峰。使用蒙特卡罗程序FLUKA建立了第一代波纹滤波器、PS 2.0和PS 1.0的几何模型，并比较了三者对束流的调制效果，包括展宽效果、束流均匀性和等中心束斑大小。结果显示：与PS 1.0相比，经PS 2.0展宽后的碳离子束流后沿半影宽度减少了最多1.11 mm；使用PS 2.0调制后的束流具有良好的均匀性；在相同射程深度下，当PS 2.0与等中心位置之间的距离小于10 cm时，使用PS 2.0后的等中心束斑最多减少了1.72 mm(13.93%)。表明PS 2.0能够在展宽布拉格峰的同时兼顾后沿半影的宽度，保证了调制后束流的均匀性，并在一定程度上减小了等中心束斑的大小。     

用熔融法固化生活垃圾焚烧灰渣并制备泡沫玻璃

以质量分数为70%的生活垃圾焚烧灰渣为原料,通过添加少量其他玻璃成分调节组成,采用熔融法固化并粉碎得到玻璃态垃圾灰渣。然后以CaCO3为发泡剂,用烧结发泡法制备了性能良好的泡沫玻璃,研究了发泡温度和发泡剂含量对泡沫玻璃气孔结构、表观密度和抗压强度的影响。结果表明:发泡温度和发泡剂含量对该组成泡沫玻璃的气孔结构影响较大;随着温度升高,泡沫玻璃的气孔结构变得均匀,表观密度减小,但过高的温度会导致气体逸出,气孔收缩;在920℃发泡得到的泡沫玻璃具有低的表观密度(0.269g/cm3)和相对较高的抗压强度(2.60MPa);随着发泡剂含量从0.5%增加到2.5%,泡沫玻璃的孔径逐渐增大,表观密度减小,其抗压强度的变化趋势与气孔结构、表观密度是相一致的。     

轻质加气混凝土吸能特性研究

轻质加气混凝土是一种成型容易的多孔结构材料，具有很好的缓冲吸能特性，因此，在防冲击载荷作用的军用或民用防护工程领域，具有很强的优势。通过对轻质加气混凝土动力学实验研究，并与普通混凝土的动力学性能进行对比试验，证明了轻质加气混凝土不仅具有缓冲、吸能的作用，而且将大大减轻防护结构的自重。     

基于BiCl3调控、ZIF-8转化的分级多孔硬碳结构设计及在钠离子电池中的应用

从微观多孔结构设计的角度出发,以ZIF-8为碳化前驱体,采用Bi Cl₃对硬碳微孔、介孔结构进行调控,实现了分级多孔硬碳结构的可控设计与调控优化,有效提高了Na⁺的扩散能力,提高了钠离子动力学。结果表明:该分级多孔碳表现出优异的倍率性能,在2 A/g和5A/g时,可逆比容量分别为225 m A·h/g和177 m A·h/g。通过分级多孔硬碳微孔和介孔结构对储钠过程影响机制的研究发现,微孔结构有利于平台区Na⁺的扩散;介孔结构主要通过增大比表面提供更多的缺陷位点,促进Na⁺的吸附,提升斜线区储钠容量。     

多孔壁面微通道换热性能的实验研究

微通道散热器作为一种高效散热器件,广泛应用于微电子、光电、汽车、航天国防、能源等领域。针对传统光滑微通道传热面积小、换热性能偏低、沸腾迟滞等问题,本文提出一种多孔壁面微通道结构,并采用激光直写方法实现微通道多孔壁面的高效、稳定生成。该多孔壁面微通道显著增大了换热面积、促进流体的扰动、提供大量稳定沸腾核心,从而强化单相与两相沸腾传热。通过搭建微通道换热性能测试系统,测试对比了多孔壁面微通道与光滑微通道的单相对流、两相沸腾传热性能。发现多孔壁面微通道的Nu数相对于光滑微通道提升了21%~31%。在两相沸腾换热过程中,其粗糙多孔结构促进了沸腾气泡成核,其核态沸腾起始温度相比于光滑微通道降低了35%。同时粗糙多孔结构可以保证沸腾过程中的液体持续供给,从而大幅提升了沸腾换热能力,避免了干涸现象的提前发生,其两相沸腾换热系数相对于未处理的光滑微通道最大提升了83%。此外,还开展了不同流量下多孔壁面微通道的沸腾传热性能测试,发现在质量流率为G=500kg/(m²·s)下的沸腾换热系数相对于G=200kg/(m²·s)情况下最大提升了30%。     

钛合金植入物梯度孔结构设计及其力学性能

植入物多孔结构的设计研究多以规则孔结构为主,而少有针对梯度孔结构设计。本文提出平面center及空间sphere两种梯度圆孔设计方法,实现完成对某一平面center梯度孔的植入物结构设计,采用激光选区熔化技术(Selective Laser Melting, SLM)制备出孔隙率为75%的医用钛合金Ti6Al4V梯度孔与规则孔结构植入物样件,进行微观材料表征和力学性能测试,得到相关力学数据。结果表明：该种梯度孔结构的力学性能优于规则孔,在孔隙率为75%的条件下,梯度孔样件的平均弹性模量较规则孔高36.25%,平均抗压强度提高29.9%。     

氧化煅前针状焦制备超级电容器用纳米多孔炭（英文）

经混酸HNO3/H2SO4氧化后,煅前针状焦(GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40A/g下的质量比容量为248F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%;而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。     

多孔件TC4选区激光熔化成形及力学性能分析

采用选区激光熔化成形技术制备了两种钛合金体心立方多孔结构(BCC和BCC-Z)制件,验证了其成形复杂孔制件的可行性;进行了静态压缩试验,结果表明制件沿近45°方向断裂;压缩试验应力应变曲线表明多孔件使材料抗拉强度大大减小,且随着边径比和孔隙率的增大,峰值应力减小。同时,在边径比和孔隙率相差不大的情况下,BCC-Z结构承受载荷的能力明显高于BCC结构;通过有限元模拟分析了BCC制件在压缩过程中的应力分布情况,针对单元体节点处的应力集中现象,提出了节点加固方法。同时预测了多孔制件的弹性模量和屈服强度,模拟与试验结果基本吻合。     

多孔类石墨相氮化碳的制备及光催化性能研究

通过简单的氨水水热法制备得到了多孔g-C3N4光催化材料。利用 X 射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）研究了氨水对多孔g-C3N4结构的影响。并以亚甲基蓝为目标分解物考察了样品的可见光催化活性。研究结果表明：制备得到多孔g-C3N4具有由2D 纳米片和相互连通的孔道组成的多孔纳米结构。多孔g-C3N4的可见光催化活性得到了提升,原因在于相较于普通g-C3N4,多孔g-C3N4能够提供更多的光催化反应活性位点,并且具有更高的光生载流子分离及迁移效率。     

蠕虫状SnO2纳米管的水热方法制备和光学性能研究

利用低温水热方法成功合成了一种蠕虫状多孔形SnO2纳米管.分别利用X射线衍射、扫描电子显微术和光致发光等方法研究了其结构、成分和光致发光性能.X射线衍射结果表明合成的SnO2纳米管为金红石型单相结构,扫描电子显微图像清晰显示生长的SnO2纳米管长度为2～10μm,直径约为300nm,壁厚约为20nm,壁上生长SnO2纳米颗粒结构.实验观察到样品在可见光范围内有一宽带光致发光谱,归因于氧空位和缺陷引起的发光.