Li_4Ti_5O_(12)纳米片负极材料的合成及其快速充放电性能

采用水热法合成Li_4Ti_5O_(12)负极材料,研究材料在大倍率条件下的电化学性能。X射线衍射(XRD)分析结果表明所合成的Li_4Ti_5O_(12)材料晶体尺寸在纳米级。透射电子显微镜(TEM)分析结果表明材料的结晶粒度为50~100 nm。电化学充放电测试结果表明该材料在10 C倍率充放电时首次放电比容量达到269.9 m A·h/g,循环50次后稳定在177 m A·h/g左右,显示出优异的快速充放电性能。     

强烈塑性变形方法及其块体超细晶材料

强烈塑性变形是一种获得无孔洞、无界面污染且致密块体超细晶材料的有效途径.评述三种强烈塑性变形方法,包括其主要优点、制备过程中的缺点以及晶粒细化机理,提出晶粒细化的一些深层次问题,在利用强烈塑性变形制备工业尺寸的块体超细晶材料方面还有待深入研究.     

超细晶/纳米晶钨材料制备技术的研究进展

晶粒细化可显著提高超细晶/纳米晶钨材料的性能,介绍了超细晶/纳米晶钨材料制备技术的最新研究进展,包括粉末冶金法和深度塑性变形法,粉末冶金法的烧结工艺主要包括热等静压烧结、超高压通电烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等;深度塑性变形法包括高压扭转、等通道挤压、表面机械研磨处理和累积轧制等。由于超细晶/纳米晶钨材料存在大量的晶界可有效提高材料的力学性能和抗辐照性能,因此有望解决纯钨材料作为核聚变堆面向等离子体材料存在的问题,对超细晶/纳米晶钨材料的发展提出了建议。     

氧化钇纳米结构的模板组装

以 (NH2 ) 2 CO为沉淀剂 ,在SDS模板剂结构导向下 ,采用均匀沉淀法制备出纳米结构的氧化钇催化材料。反应时间小于 3 6h ,生成晶体相较好的钇羟基氧化物球形纳米颗粒。反应时间大于 48h ,生成准晶态的氧化钇纳米线、丝 ,直径 2～ 5nm ,长度 3 0～ 10 0nm。 60 0℃焙烧后 ,准晶态的氧化钇纳线转化成直径 10～ 15nm ,长度 3 0～ 5 0nm纳米棒氧化钇 ,晶体趋于完整。样品的比表面积为 14 8 69m2 /g ,孔径为 13 15nm ,样品具备了催化剂所要求的较强内比表面积和较好的纳米结构。所得氧化纳米棒直径与SDS胶束理论结构计算相吻合。     

纳米WS2固体润滑材料的制备与微观结构分析

报道了用机械 -物理固相反应装置制备纳米WS2 润滑材料的新方法。在微观结构分析中 ,用XRD对WS2 纳米晶体进行了物相分析 ,图样显示WS2 相为单相 ;用TEM对纳米晶体进行直接测量和电子衍射试验 ,确定其为单晶和多晶的混合簇团 ,其晶体结构是以钨原子连接着两个硫原子的层状正六方晶体。纳米WS2 晶体是一种很有实用价值、应用广泛、性能优良的固体润滑新材料     

B2-NiAl晶体Cr微合金化力学效应的理论研究

本文基于虚拟晶体势函数(VCA)近似,采用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,通过对比分析了不同的Cr微合金化浓度x(x=0～1.0%,原子百分比)对B2-NiAl Cauchy压力参数、晶体弹性常数C44、剪切模量G及G/B0比值、弹性模量E的影响。微观电子能态密度分析结果表明：Cr原子取代Ni原子位或取代Al原子位,均能显著提升纯净NiAl晶体材料的剪切模量G和弹性模量E ,但不利于其延性的提高;Cr原子能与NiAl晶体中的点缺陷结构协同作用下减弱和降低Ni(d)-Ni(d)主要成键峰的杂化效应与方向性,提升NiAl多晶材料的延性,并以Cr原子取代Ni反位结构中的Al位,且合金化浓度x=0.9%,效果尤为明显。     

水溶液中直接形成纳米氧化锌的热力学分析

从ZnO(s)和Zn(OH) 2 (s)在水溶液中的溶解平衡入手 ,从理论上探讨了水溶液中直接形成纳米氧化锌的合成条件 ,理论分析与试验结果相吻合。研究表明 ,只要满足一定条件 ,在强碱水溶液中纳米氧化锌可以一步合成 ;一步直接合成纳米氧化锌必须控制溶液的 pH >9,温度对一步直接合成纳米氧化锌的影响较大 ;溶液的过饱和度对一步合成过程会产生影响 ,增加反应体系中氧化锌的过饱和度 ,将会促进氧化锌晶体的形成与生长     

原位接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料的性能研究

通过熔融共混过程中原位接枝的方法制得聚丙烯酸丁酯接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料,并探讨了制备复合材料的最佳加工条件,研究了复合材料的机械性能、结晶性能、微观形貌以及动态粘弹行为.结果表明,少量纳米粒子(质量分数≤3%)的加入即可对聚丙烯起到同时增强增韧的作用,制备原位接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料的适宜加工条件为熔融共混温度180℃,共混时间10min,转子转速60r/min.结晶行为的研究表明,除了一些纳米粒子作为成核剂,大部分纳米粒子可能分布在基体的无定形相并起到物理交联的作用.微观形态观察表明,在拉伸和冲击作用下,因与聚合物基体间具有良好的界面结合,改性纳米粒子从基体中脱粘时引发基体发生强烈的塑性变形,从而吸收大量的能量,并阻碍裂纹的扩展,对聚丙烯起到增强和增韧的作用.动态粘弹行为的研究进一步说明改性纳米粒子与基体之间的界面相互作用得到大大加强.     

水热合成纳米NiFe_2O_4粉体

通过水热法采用Ni(N03)2·6H2O和FeCl3·6H2O合成纳米NiFe2O4粉体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行表征。结果表明,不同PEG和反应温度对合成纳米NiFe2O4粉体有影响。通过扫描电镜分析,不加PEG、加PEG-400和PEG-2 000对近似于球体颗粒粒度大小有影响,而加入PEG-20000,纳米NiFe2O4粉体形状变成了纳米线,均匀分布;不同反应时间对合成纳米NiFe2O4粉体没有明显的影响;而不同反应温度对合成纳米NiFe2O4粉体形状有影响,其影响是从纳米线变化到出现少量颗粒与纳米线混合,再到大量球形颗粒混合纳米线。水热过程是溶解再结晶的过程,部分晶体经高温后结晶成颗粒。     

纳米级SiO2改性水泥基材料作用机理分析

用XRD、TGA-DTA分析了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的水泥基材料的性能变化,探索了纳米级SiO2的改性机理。XRD、TGA-DTA分析表明,水泥砂浆被改性后,Ca(OH)2晶体取向程度降低,晶粒细化且呈无定型。改性后水化产物增多,导致强度增大。用SEM测试评价了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的微观形貌,发现在水泥基中添加纳米级SiO2能使水化速率增快,水化产物增多,龄期结构变得致密,导致强度增大耐久性提高。     

超音速微粒轰击对Q355NH耐候钢表面结构及电化学腐蚀性能的影响

利用超音速微粒轰击(SFPB)技术在Q355NH耐候钢表面制备了梯度纳米结构层。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪表征并分析了SFPB处理时间(15 min、30 min和45 min)对试验钢微观组织及电化学腐蚀行为的影响。结果表明,随着SFPB处理时间增加,试样表面强烈塑性变形层厚度相应增加,表面晶粒尺寸分别为27.5 nm、24 nm和23.1 nm,表面硬度呈现不同程度地增加。试样的耐电化学腐蚀性能强弱与处理时间的关系如下:15 min试样>未处理试样>30 min试样>45 min试样。从表面腐蚀形貌可以得出,处理15 min的试样表面保护性的钝化膜较为致密,而其他不同状态下的试样钝化膜则相对出现一些裂纹和孔洞。     

固溶处理对Mg-3Zn-xZr合金力学性能及耐腐蚀性的影响

采用低碳钢电阻炉制备Mg-3Zn-x Zr(x=0.1,0.3,0.5,0.7)合金。研究锆含量不同时合金材料经固溶处理后的微观结构组织、力学性能及耐腐蚀性能。结果表明,随着锆含量从0.1%增加到0.7%,合金晶粒逐步细化,抗拉强度、屈服强度和塑性变形能力得到显著改善,耐蚀性能先升高后降低。固溶处理后,合金的晶粒虽略有长大,但力学性能得到进一步改善,耐蚀性能也得到提高。     

Influence of freeze–thaw cycles on mechanical responses of cemented paste tailings in surface storage

ABSTRACT

Surface cemented paste tailings disposal (SPD) has become a useful practice in many mines around the world. The method is a sustainable tailings management that returns tailings to fill the surface cavities and subsidence caused by mining operations, thereby maximising the safety, efficiency and environment of tailings management. This study was conducted to manifest the mechanical responses of the SPD cover layer induced by freezing and thawing cycle (FTC). It shows that with an increase of FTCs, lots of microcracks are formed, scaled and spalled on the sample's surface. The uniaxial compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) of SPD specimens decrease with increasing FTCs. The reduction of the specimen with a higher cement-to-tailing ratio and longer curing age is smaller than that with lower cement content. The logarithm equation can be available to estimate the UCS values of SPD with the measured data of UPV. The results may be helpful to better understand not only SPD for sustainable tailings management but also the enhancement of the rehabilitation of subsidence in mine regions.     

1301工作面辅运顺槽围岩变形特征及支护效果模拟

利用FLAC 4.0建立物理模型对1301工作面辅运顺槽围岩变形特征进行数值模拟。计算发现该辅运顺槽围岩变形破坏范围较大且剧烈,属于Ⅳ类不稳定煤层巷道。根据初次模拟结论和工程实践经验,进行巷道的支护设计并进行二次模拟,结果表明,巷道顶板和两帮围岩的塑性破坏范围降低明显,同时位移量得到有效控制。     

西部弱胶结砂岩循环载荷作用下塑性应变能变化规律

通过不同应力路径下的三轴循环加卸载实验,对中国西部矿区中不同粒径弱胶结砂岩的塑性应变能和塑性变形变化规律进行了研究。实验结果表明,加载路径对砂岩的塑性应变能及塑性变形特征有显著影响;在加载过程中,粗砂,中砂,细砂储存的塑性应变能以及累计速度依次递减,并且塑性应变能随应力增大按指数规律变化;各加卸载周期内储存的塑性应变能随加卸载次数及应力的增大呈“U”字形变化,即初始阶段由于孔隙裂隙压密,会储存较多塑性应变能;弹性阶段变形源于晶格弹性压缩,卸载时可以恢复,储存的塑性应变能较少;屈服阶段由于破裂面滑移也会储存较多塑性应变能;轴向和径向残余应变随应力增大呈指数形式增长,并且径向残余应变增长速度大于轴向;残余应变与塑性应变能变化规律不同,塑性应变能更能真实反映岩石在受载过程中的状态变化。     

松软破碎厚煤层巷道合理支护参数的数值模拟研究

某矿4302轨道平巷原有的锚杆支护技术不能有效的发挥作用,导致部分巷道变形严重,维护条件差,维护费用高。针对该轨道平巷地质生产条件,提出了3种可行的支护方案,采用数值模拟方法模拟研究了不同方案的应力分布、塑性区范围以及巷道表面位移特征,通过比较分析,确定了合理的支护方案。现场实测表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制。     

挤压对6N01铝合金型材性能均匀性的影响

6N01铝合金是制造车体所需的薄壁中空大型型材的良好材料,基本力学性能数据是制定塑性加工工艺、理解塑性加工过程以及进行塑性加工过程数值模拟的基础。T4状态6N01铝合金型材室温拉伸试验表明,型材的力学性能具有不均匀性和各向异性,且这种不均匀性主要体现在塑性变形抗力和塑性变形能力上,极限承载能力的不均匀性不显著。显微组织也具有不均匀性和各向异性,在截面不同位置具有不均匀的组织,沿挤压方向则形成拉长组织和形变织构,这种组织的不均匀性与织构是导致力学性能不均匀性和各向异性的内在根源,是由于热挤压变形与冷却速度等工艺条件差异而导致的。     

西部矿区覆岩-煤柱群失稳临界时间节点研究

为分析覆岩-煤柱群回收前的稳定性,采用数值模拟软件Flac3D分析了煤柱蠕变期间塑性区发育及内部应力分布形式的演化特征,发现：蠕变过程分为快速变形、缓慢变形及加速失稳3个阶段,并总结出了不同阶段塑性区发育和内部应力分布形式的对应关系;在分析覆岩和煤柱相互作用的基础上,建立了弹性地基薄板模型,推导出了顶板变形、煤柱受力与煤柱塑性区发育范围之间的计算方程组,揭示了覆岩-煤柱群减弱至失稳的动态变化特征;给出了覆岩-煤柱群体系失稳临界时间节点判据和方法,并结合工程算例进行了分析。     

不同冲击倾向煤样表面温度场与变形场演化特征

采用实验手段,研究单轴压缩过程中,冲击倾向性和非冲击倾向性煤样表面变形场和温度场演化特征。运用白光散斑分析方法,对样品表面变形局部化带演化进行数据分析,发现非冲击倾向性煤样局部化出现在加载的弹性阶段,而冲击倾向性煤样出现在塑性阶段,冲击煤样的变形场演化要较非冲击煤样剧烈;冲击煤样与非冲击煤样的变形局部化内部区域温度整体较外部区域高,且变化规律基本相同,而局部化内外温差变化与其相反;冲击煤样的绝对温度变化较非冲击样品变化大;冲击煤样的温度场对应的变形局部化演化较非冲击煤样简单;基于不同煤样的全岩矿物分析及黏土矿物成分分析,对比了冲击煤样与非冲击煤样内部晶体、非晶体及黏土矿物的含量,从而探讨内部组分对宏观温度场和变形场的影响。