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期刊信息/Journal information
材料科学与工艺
材料科学与工艺

苑世剑

双月刊

1005-0299

cailiaokexue@hope.HIT.edu.cn

0451-86417711 86403426

150001

哈尔滨市西大直街92号136信箱

材料科学与工艺/Journal Materials Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
正式出版
收录年代

    多自由度机械臂直写3D打印过程的可变角度参数影响研究

    冯立阳杨文振商二威张盟...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为解决传统三轴打印在曲面领域制备能力不足的瓶颈,克服阶梯效应等缺陷,本文设计研发了一种基于多自由度机械臂的直写式3D打印平台,并采用硅橡胶材料开展打印实验,系统研究了喷头打印角度对线条几何形状和多层线条成型效果的影响,最终制备出高保形性的结构样品.研究表明:改变喷头引导角进行打印时,随着喷头引导角度的增大,硅泡沫线条宽度的一致性更高,且引导角大于0°时所打印的线条横截面形状规则,多层结构的成型效果良好,并可改善大跨距下的线条塌陷问题.本文实验结果揭示了打印高保形性硅泡沫的多角度工艺规律,与传统的竖直方向或法线方向相比,喷头引导角大于0°时打印的硅泡沫结构保形性更高,可为曲面传感器、共形天线等对保形性要求较高的应用场合提供借鉴指导.

    直墨水书写机械臂3D打印多角度工艺共形制造

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    等离子体电解氧化法制备多孔TiO2/V2O5复合物膜层及其增强光催化产氢活性

    贾方舟姚忠平姜兆华
    12-19页
    查看更多>>摘要：较差的光催化产氢效率极大地阻碍了 TiO2光催化剂的工业化应用.为此,本文在含有NH4VO3的磷酸盐溶液中,采用等离子体电解氧化(PEO)法制备了多孔TiO2/V2O5复合膜光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其组成、结构及光吸收性质进行了表征,并采用气相色谱评价了薄膜催化剂的光催化产氢性能,研究了电解液中NH4VO3含量对膜的结构、组成和光催化产氢性能的影响.结果表明:复合膜催化剂主要由锐钛矿和金红石型TiO2组成,具有微孔结构,V2O5主要以无定形形式存在于膜中,与TiO2有很强的相互作用,影响TiO2的晶面间距.研究发现,元素V抑制了 TiO2的结晶和金红石型TiO2的形成,扩大了薄膜的光学吸收范围.针对Na2S+Na2SO3溶液中的光催化产氢性能的研究显示,在质量浓度为1 g/L NH4VO3的电解液中制备的TiO2/V2O5薄膜的光催化活性最高,优于近年来报道的其他光催化剂.光催化重复实验表明,该复合膜催化剂具有较高的稳定性和较为恒定的光催化活性.

    TiO2V2O5膜层光催化剂等离子体电解氧化产氢

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    天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

    郝振源桑言祥吴友平
    20-28页
    查看更多>>摘要：天然橡胶(NR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)因不饱和度和极性的差异,存在硫化速度不匹配、填料分散等问题,难以实现两胶的并用.本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶,再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料,解决了 NR和HNBR共硫化的问题.研究了 NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态,结合相态结构和填料分散分析了 NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响.结果表明:并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大,焦烧时间和正硫化时间缩短;随着HNBR含量增加,HNBR相的尺寸增大,硫化胶的硬度及100％和300％定伸应力增加,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小,耐磨性和抗湿滑性提高,压缩疲劳温升增大.

    天然橡胶氢化丁腈橡胶共硫化填料分散物理性能动态性能耐磨性

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    石墨烯基导热薄膜的研究进展

    曹坤王菁潇董承卫石倩...
    29-43页
    查看更多>>摘要：随着现代技术的发展,散热和导热已成为制约芯片器件小型化和大功率制造业发展的关键问题之一.由于传统的金属导热材料存在密度大和易氧化等问题,近年来以石墨烯基材料为代表的非金属碳基材料逐渐成为国内外的研究热点.本文综述了近年国内外石墨烯导热薄膜的制备方法及最新研究成果,分析讨论了热处理工艺、晶粒尺寸、薄膜密度及杂质原子和缺陷等对石墨烯导热薄膜性能的影响和物理机理,并对该领域的发展趋势进行了展望.

    还原氧化石墨烯石墨烯导热片缺陷热导率

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    基于伴生稀土高岭土制备致密堇青石陶瓷的研究

    张登冯雪茹高雄张家敏...
    44-54页
    查看更多>>摘要：堇青石具有优良的力学性能,主要用于耐火材料等领域.本研究以天然高岭土矿物粉末为原料,通过成分调整并采用固相烧结法制备了高性能的堇青石陶瓷,利用气孔率、XRD、SEM、维氏硬度、抗弯强度等分析测试方法对堇青石结构和性能进行了表征.研究表明:堇青石陶瓷配比为伴生稀土高岭土 80.2wt.％、氧化铝7.6wt.％和氧化镁12.2wt.％,当烧结温度由1 100℃提升至1 250 ℃,且原料粒度由100目降至300目,样品中堇青石相含量增加到96.6％,体积密度达到2.51 g/cm3、致密度高达99.8％,维氏硬度上升至11.56 GPa,抗弯强度达到127 MPa,经3次热震循环后,材料的抗弯强度达到150 MPa.综合堇青石材料对硬度、抗弯强度与抗热震性能的要求,其最佳烧结温度为1 200 ℃,且原料粒度越小,堇青石结构与性能越好.

    堇青石陶瓷伴生稀土高岭土烧结温度粒度力学性能

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    磁控触变流体的3D打印工艺研究

    张圣杰李振坤耿子健郭乙飞...
    55-65页
    查看更多>>摘要：针对现有磁控智能流体无法应用于3D打印的问题,本文制备了一种在磁场调控下能够实现溶胶-凝胶可逆转变的新型磁控触变流体,并对其打印工艺进行了研究.采用全系统损耗润滑油、有机膨润土和Fe3O4颗粒制备了不同配比的打印样品,搭建了直写式3D打印实验平台,研究其可打印性.流变学实验表明:磁控触变流体有机膨润土含量越高,触变性越强,剪切变稀越明显;磁场强度越强,屈服应力越高,储存模量越高.3种挤出方式下的打印实验结果表明,采用匀料恢复挤出方式打印的结构具备最高分辨率和最大高度.磁控触变流体在根据其流变特性设计的挤出装置下具有良好可打印性,为该材料应用于柔性传感、软体机器人个性化复杂结构设计与驱动、微流控检测等领域奠定了基础.

    磁场调控磁控触变流体3D打印打印工艺流变性能

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    金刚石微粉电镀镍品质影响因素研究

    方莉俐李靖华刘韩姜羽飞...
    66-72页
    查看更多>>摘要：金刚石微粉在镀液中易漂浮导致电镀镍困难,为获得金刚石微粉电镀镍工艺,本文研究了镀瓶转速和电镀电流对金刚石微粉电镀镍品质的影响.通过对金刚石微粉颗粒在不同镀瓶转速时运动状态进行理论分析,得到了镀瓶转速调节方法,并通过实验确定了不同电镀电流时镀瓶转速的调节范围.采用单因素实验,研究了电镀电流对镀层增重率、形貌和密度的影响.结果表明:镀瓶转速在1～7 r/min范围内,从小到大逐步提高,同时电镀电流不超过3.0 A条件下,能够实现金刚石微粉电镀镍.电镀电流在0.5 A时镀层失重,出现明显退镀现象,在1.0 A时镀层有少部分漏镀现象,在1.5～2.5 A时镀层包裹完整,基本无漏镀;电镀电流在1.0～2.5 A范围时,随着电镀电流增大,镀层增重率逐渐增大,镀层密度逐渐减小.采用低转速低电流、逐步提高镀瓶转速的方法对金刚石微粉进行电镀镍,镀瓶转速在1～7 r/min,电镀电流在1.5～2.5 A时金刚石微粉电镀镍品质较好.

    金刚石微粉电镀镍镀瓶转速电镀电流电镀品质

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    纳米限域材料的制备及其在污染治理中的应用研究进展

    程美娜陈燚钧刘锋李娟红...
    73-88页
    查看更多>>摘要：纳米技术在环境污染治理中具有广泛前景,然而其在应用过程中存在纳米颗粒及活性中心易团聚失活的问题.将纳米粒子的活性中心限制在载体的孔道内,构建出新型纳米限域材料可以有效克服这一缺点.同时,凭借材料的纳米限域效应,一定程度上可影响水的氢键网络结构,并会影响反应中中间活性粒子的演化、传质速率、晶体的生长和成核阶段过程,以及提高局部空间内反应底物的浓度.本文系统梳理了纳米限域材料的制备方法,并对比分析了各种制备方法的优缺点,归纳总结了近年来纳米限域材料在吸附和高级氧化降解污染物中的研究进展,展望了未来纳米限域材料在环境污染物治理领域的研发及应用前景.

    纳米限域效应材料制备催化降解高效吸附污染治理

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    烧结温度对(Ti5Si3+TiC+TiB)/Ti复合材料组织和力学性能的影响

    崔凯强姜中涛敬小龙韩威...
    89-96页
    查看更多>>摘要：为了获得性能优异的钛基复合材料和解决单一增强相对性能提升有限等问题,以Ti粉、SiC粉、TiB2粉、C粉为原料,采用粉末冶金法,在不同烧结温度下原位自生制备了(Ti5Si3+TiC+TiB)/Ti复合材料.通过XRD、SEM、万能试验机等设备表征了复合材料的微观组织和力学性能.结果表明:随烧结温度的升高,复合材料的致密度提高,平均晶粒尺寸逐渐增大;烧结温度的升高使增强相数量增加的同时减少了较低烧结温度下的团聚现象.复合材料的洛氏硬度、屈服强度、抗拉强度随烧结温度的升高先增大后减小,断裂应变下降不显著.在1 300 ℃下,(Ti5Si3+TiC+TiB)/Ti具有最佳的综合力学性能,烧结态试样的抗压强度达到最高2 435 MPa,屈服强度1 649 MPa,洛氏硬度49.1HRC,断裂应变28.7％.分析可知,微米尺寸的TiC、TiB和亚微米尺寸的Ti5Si3增强相的协同作用在显著提高复合材料强度的同时也保持了 一定的塑性.(Ti5Si3+TiC+TiB)/Ti复合材料的增强方式以细晶强化、弥散强化和载荷传递强化为主.

    钛基复合材料Ti5Si3&TiC&TiB烧结温度显微组织力学性能

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    6061-T6铝合金中厚板-节点套多层多道焊数值模拟

    李延民尤浩冰赵树森
    97-104页
    查看更多>>摘要：为研究铝合金中厚板-节点套接头在多层多道焊后的残余应力和变形分布,本文基于ABAQUS软件建立了该接头三维有限元模型,采用双椭球热源、生死单元法以及顺序耦合法,对6061-T6铝合金中厚板-节点套多层多道焊进行数值模拟,并分析了接头的温度场,以及在夹具约束下的焊接残余应力及变形的分布情况.研究结果表明:数值模拟与实际接头的熔池形状吻合度较高;摆动焊接过程中温度曲线呈多峰结构;焊件的升温速率明显大于冷却速率,且冷却速率随时间逐渐减小;焊接残余应力主要集中在焊缝及夹具区域,且小于6061-T6铝合金在室温下的屈服强度;接头的最大横向残余应力为129.9 MPa,中厚板上的横向残余应力大于节点套上的横向残余应力;接头的最大纵向残余应力为132.9 MPa,沿焊接方向,焊缝处的纵向残余应力呈山峰状分布;该接头在Y轴方向上的变形最大,为1.494 mm,该接头的最终变形结果为上凸变形.

    多层多道焊残余应力焊接变形铝合金节点套

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