导电聚吡咯的电化学性能研究

针对聚吡咯(PPy)材料的电化学性能问题,对PPy的制备工艺过程、氧化还原反应、交流阻抗及阶跃响应进行了研究。采用电化学工作站中的计时电位法在镀铜的聚偏二氟乙烯(PVDF)膜表面制备PPy膜,结合循环伏安法(CV曲线)分析了其氧化还原反应,探究了驱动器内部离子迁移过程,分析了引起PPy膜膨胀收缩的机理,并计算了不同扫速下的比电容;利用交流阻抗谱(EIS)测试PPy的阻抗,采用ZSimpwin软件建立了等效电路模型,并根据拟合后的数据计算了电导率;之后对PPy进行了恒电位阶跃测试,探究了充放电时间常数。研究结果表明:循环伏安测试能有效地描述PPy膜的氧化还原状态及内部离子的迁移,交流阻抗测试可将PPy的阻抗电路等效为R(C(RW))电路,恒电位阶跃曲线能准确描述PPy膜的充放电时间常数。     

H_2S气敏电极的试制及其应用

H_2S气敏电极是一种能直接测定H_2S气体的电极。关于H_2S气敏电极,虽然1973年Ross提到过测定原理,但至今还无此种电极出现,更无关于用这种电极对自然体系的研究工作。我们在制得性能良好的硫离子选择电极的基础上制作了H_2S电极。其性能类似于其他气敏电极。在10~(-2)-10~(-6)M H_2S范围内是Nernst响应,重现性良好,在10~(-6)M溶液中的响应时间为3—4分钟,在浓溶液中时间更短,在测定H_2S量很低的样品时,达到平衡电位的时间较长。用10~(-6)M H_2S溶液测定回收率,其误差为±7％。所作的pH_2S-pH曲线表明溶液中H_2S含量与pH有明显的关系。用H_2S气敏电极进行了水质检测和土壤中H_2S毒害的研究,发现有的废水和死河水中H_2S的含量可达0.34—0.67ppm,在某些还原性强的水稻土中H_2S量可高达0.1ppm以上,一般水稻土中低于0.0034ppm。     

聚吡咯/镁粉复合材料的制备及稳定性研究

为了提高镁粉(Mg)的稳定性,采用化学氧化的方法,以吡咯为单体,过硫酸铵为氧化剂,制备了聚吡咯包覆的聚吡咯/镁粉复合材料(PPy/Mg),利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对其表面形貌和化学成分进行了分析,并通过空气中的热重曲线对比了镁粉和聚吡咯/镁粉复合材料的抗氧化能力,通过极化曲线分析了PPy/Mg复合材料的腐蚀电位和腐蚀电流密度,通过交流阻抗图谱分析了PPy/Mg的阻抗特性。结果证明,通过化学氧化的方法,吡咯单体在镁粉颗粒表面发生聚合形成了聚吡咯包覆层,聚吡咯包覆能有效提高镁粉在空气中的热稳定性;聚吡咯包覆对镁粉的电化学腐蚀有一定抑制作用,腐蚀电位正移了70mV,腐蚀电流密度降低了30%。     

电阻层析成像中敏感电极阵列分析

提出了宽电极剖分模型,利用数值仿真计算方法,分析了宽电极剖分模型与线电极剖分模型的差异,研究了电极宽度的影响.仿真计算结果表明,电极宽度的引入导致正问题的差异,进而引起逆问题的差异,且随宽度增加差异增大.最后得出,采用宽电极剖分模型可以减小差异,提高计算精确度.     

多壁碳纳米管/聚吡咯导电复合材料的制备及性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)和吡咯单体为反应物,通过原位聚合方法成功制备了MWCNTs/聚吡咯(PPy)导电复合材料;通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪及四探针电导仪对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明:羧基化MWCNTs高的长径比和大的比表面积使得复合材料比纯PPy的电导率和热稳定性能有显著提高;随着MWCNTs含量增加,复合材料的电导率和热稳定型均明显提高;当MWCNTs质量分数为20%时,复合材料的电导率达到11.1S·cm-1。     

三层结构导电聚合物驱动器动态特性及其建模研究

由导电聚合物聚吡咯(PPy)制备而成的驱动器是一种离子型电活性聚合物驱动器(EAPs)。针对三层结构导电聚合物驱动器的动态特性问题,通过建立动态特性测量系统对其进行研究分析,对驱动器PPy层发生氧化还原反应过程引起膨胀收缩的机理建立了等效电路模型,并进行了验证分析。采用系统辨识频率特性方法获得了驱动器系统的高阶传递函数模型,以提高该类驱动器控制模型精度。实验结果表明,等效电路模型分析能有效描述三层结构导电聚合物驱动器的动态输入/输出特性,传递函数模型能精确有效地预测驱动器动态位移响应。     

基于改进应变能密度法的电动轮自卸车车架焊缝疲劳寿命预测

针对复杂载荷作用下焊接结构应力应变响应出现非完全封闭而交叉的现象,考虑封闭环以外的塑性应变能密度,提出了一种改进的应变能密度计算方法。通过设计制作对接接头试验试件,开展了焊接接头机械性能和疲劳试验研究,获取了Ramberg|Osgood方程参量并构建了基于总应变能密度的疲劳损伤模型。建立了电动轮自卸车车架有限元模型,开展了车架焊缝多载荷步非线性有限元分析。结合新方法和数值模拟得到的应力应变响应计算危险点各应变能密度,依据拟合的疲劳损伤模型进行寿命预测,计算结果与实际失效位置和开裂时间吻合较好。     

电阻层析成像有限元仿真模型分析与设计

本文根据电阻层析成像(ERT)中常采用的16电极相邻激励模式,以及有限元计算中广泛采用的三角形网格元素划分.比较分析了5种不同拓扑类捌模型的对称性误差和结构性误差.仿真结果表明不同类型模型各有优缺点,实际应用中应结合具体情况与系统要求选择理想有限元模型.在此基础上,讨了网格分布形式、有限元质量等因素对ERT有限元仿真不确定度的影响,并探讨了提高ERT计算精度的有限元网格设计方法.仿真实验表明,传统的按等间隔原理剖分的有限元模型并不合理,而通过适当调整有限元剖分密度等措施可降低ERT有限元计算的不确定度.     

多次电火花线切割电极丝温度场与切缝流场分析

针对目前高速多次电火花线切割电极丝形位变化异常问题;通过建立多次电火花线切割电极丝的表面平均热流密度模型,对脉冲宽度、峰值电流和电极丝热流密度关系进行了分析,提出多次电火花线切割应采用窄脉冲宽度高峰值电流观点;在此基础上,通过建立多次电火花线切割切缝三维模型,对电极丝温度场和切缝流场进行了数值模拟分析。结果表明,工作液切缝入口压力对电极丝横截面温度分布有显著影响;工作液在冲进切缝时速度衰减很快。研究结果对稳定多次电火花线切割电极丝形位具有一定指导意义。     

电极丝失稳临界摩擦力及临界转速研究

微细孔电火花加工过程中,电极丝与导向器间的摩擦力控制不合理极易导致电极丝断丝和电极丝振动加剧,影响加工效率和加工精度。将电极丝简化为Euler-Bernoulli梁,建立电极丝受压失稳的临界摩擦力计算模型和电极丝固有模态计算分析模型。利用建立的通用模型进行分析,得到直径为0.19mm的钨电极丝避免断丝的临界摩擦力,并结合有限元方法分析电极丝长度及摩擦力对电极丝横向振动固有频率的影响规律,进一步确定了微量进给旋转轴的临界转速。该结论可从理论上指导电火花孔加工过程中工艺参数的选择和优化。     

透平压缩机叶栅S1流面迭代计算方法的改进

通过大量优化筛选计算,确定了应用流片厚度调整法的S1流面计算方法与考虑流片厚度变化影响的附面层计算模型,研究了湍流附面层分离后的反模式以及尾迹区的计算方法,在此基础上开发了一种新的S1流面迭代计算模型.通过可控扩散叶型(CDA)和双圆弧叶型(DCA)算例,验证了该迭代计算模型的有效性,为进一步完善风机与压缩机的设计和分析体系提供了技术储备.     

基于CATIA结合PowerMILL在零件制造中的应用

以电极模型为例,详细讨论了电极模型零件的设计和数控加工技术。首先根据电极模型的产品形状和加工要求,采用CATIA完成零件的CAD设计,生成三维实体模型;然后将构建好的三维实体模型保存为“STEP”或者“IGES”格式。利片JCATIA和PowerMILL的接口技术,将三维实体模型导人到PowerMILL中,完成电极模型的CAM加工编程。从而实现了零件加T的CAD／CAM一体化。     

7075铝合金表面PPy环氧树脂涂层及其防腐性能

采用化学氧化法制备聚吡咯(PPy),再与环氧树脂(EP)混合,涂敷在铝片上,制备具有防腐功能的涂层。采用SEM和FTIR对涂层进行微观结构与形貌分析,Tafer曲线、EIS分析涂层的防腐性能。结果表明,EP涂层表面均匀致密,而PPy颗粒在环氧树脂中均匀分散能够起到阻碍腐蚀介质进入涂层内部的途径。FTIR图表明聚吡咯与环氧树脂有众多官能团。EP/PPy涂层的腐蚀速率0.058mm/y比EP涂层腐蚀速率0.093mm/y小,说明EP/PPy涂层的腐蚀速率更小,防腐性更好。EP/PPy涂层比EP涂层有更大的阻抗弧,表明其对外界大气的腐蚀介质有更强的阻碍作用。EP/PPy涂层电荷转移阻抗比EP涂层电荷转移阻抗更大,表明EP/PPy涂层的电子传输更小,发生氧化还原反应更少,说明其防腐性更好。     

微细多次切割电极丝振动模型的验证

针对因微米级切缝充满工作液,且放电间隙温度极高因素,线切割电极丝振动模型很难通过实验直接验证的难题,根据S. Y. Modarres等人~([1])用Hamilton原理建立且已验证的轴向流中两端简支圆柱体振动模型,结合细小电极丝在放电加工时处于张紧状态特点,首先,忽略S. Y. Modarres等人模型中的轴向振动项,简化轴向流体中的摩擦阻尼系数;然后,考虑电极丝平面振动而引起的轴向附加力,以及电极丝横向脉冲放电合力等因素,演变得出的数学模型和文献[2]用Newton第二定律建立的多次切割电极丝流固耦合非线性平面振动模型完全一致,从而验证文献中[2]推导的多次切割电极丝振动数学模型合理性。为分析电极丝动态特性,解决目前微细多次切割精度不高,稳定性较差问题,提供基础理论依据。     

某机载雷达的隔振系统性能研究

机载雷达振动环境恶劣,往往需要对其进行隔振系统设计.文中以机载雷达的隔振系统为研究对象,基于隔振的基本理论,构建隔振系统的力学模型,获得了系统功率谱密度的理论值.利用有限元法对隔振系统进行随机振动分析,获得了系统功率谱密度的仿真计算值.在不同刚度k和阻尼比ξ的条件下,对比分析理论计算值和仿真计算值,结果表明,仿真分析方...     

50MN油压机压力—密度曲线的研究

主要介绍了合金制造厂50MN油压机在海绵锆电极块压制过程中系统压力、电极块表面压力和电极块密度的关系.通过50MN油压机压制过程对数据进行记录汇总,绘制出系统压力—密度曲线和电极块表面压力—密度曲线,为海绵锆电极块的压制操作和工艺确定提供依据.     

光学石英玻璃纳米级加工性能

提出了一种石英玻璃仿真模型的构建方法,并应用分子动力学(MD)仿真结合纳米压痕实验对石英玻璃进行了纳米级加工性能的研究。通过计算石英玻璃模型的密度和纳米硬度,验证了模型的准确性。对石英玻璃进行了纳米压痕实验,得到了压痕曲线并观察了纳米压痕形貌。最后,对纳米级压痕过程进行了仿真,通过计算配位数研究了损伤层的形成及扩展机理。计算得到的石英玻璃模型的纳米硬度约为9.7~10.7GPa,密度约为2.28g/cm3,与实际测量结果基本一致。仿真结果表明:石英玻璃有着稳定的塑性变形和少量的弹性变形,且存在压痕的尺寸效应。当压头压下时会形成大量的原子稠密区,失去原来共价键的强度,形成损伤层;而表面形貌主要是由于压头向两侧挤压原子和压头的黏附作用形成的。仿真和实验结果都表明石英玻璃比较适合超精密加工。     

R32及PVE润滑油混合物密度、比热容和黏度计算模型与分析

为建立R32及PVE润滑油混合物的高精度的物性快速计算模型,基于REFPROP 9.0软件数据源,建立了R32制冷剂的密度、比热容和黏度计算模型,其最大相对偏差分别为0.3%,0.425%和0.27%。通过试验测试,建立了PVE VG68润滑油的密度、比热和黏度计算模型,其最大相对偏差分别为0.005%,4.1%和10.01%。R32/PVE润滑油混合物的密度和比热容计算分别采用理想混合模型和Jensen模型,通过改进优化得到的混合物黏度计算新模型平均相对偏差为17.84%,且具有很强的物理意义。上述快速计算模型在物性分析及制冷系统仿真计算等场合具有较强的应用价值。     

基于Lenk方法的云制造栈模型探索

云制造是制造业在云计算支撑下的一种新的商务模式,其研究现处于探索和初步实践阶段。在Lenk方法基础上,从制造业信息化现状和发展需求出发,构建了商务云制造栈模型,其中包括资源即服务模型(Resource as a Service,Raa S)、基础设施即服务模型(Infrastructure as a Service,Iaa S)、平台即服务模型(Platform as a Service,Paa S)、软件即服务模型(Software as a Service,Saa S)及人力资源即服务模型(Human as a Service,Haa S)这五层结构,并对制造资源虚拟化、云端数据管理、制造资源调度以及云端信息安全等云制造关键技术进行了分析。在某集团信息化改造项目中,将该云制造栈模型运用到集团私有云的网络环境搭建中,并开发了基于Saa S的应用系统。     

基于位移功率谱密度的车架随机振动研究

在ANSYS软件中,利用板壳单元构建了车架的有限元模型。在分析车架模态的基础上,采用模态叠加法,将A级混凝土路面位移功率谱密度作为计算客车车架随机振动的输入激励,并计算得出在位移功率谱密度下,车架σ、2σ、3σ的应力和位移分布;掌握了车架在A级混凝土路面下随机振动的动态特性,为车架结构的改进设计提供了理论依据。