2024年, 第31卷, 第4期　
刊出日期：2024-08-20

  

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研究与技术
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  二次热处理对超因瓦合金磁性能与热膨胀系数的影响

  沈鑫腾 王春国 朱剑威 李斌 孙颖莉

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  本文研究了二次热处理对成品超因瓦合金的磁性能与热膨胀特性的影响。我们通过在900℃至1100℃的温度范围内进行二次热处理，优化了合金的微观组织结构。XRD表征结果显示，合金在热处理前后均具有fcc相结构，并无新的相生成，但晶面取向更加明显。EBSD表征结果显示，二次热处理后，合金晶粒显著增大，位错孪晶数量明显减少，晶粒均匀性有所改善。MFM表征结果显示，二次热处理后，合金磁畴尺寸增大，强度降低，细小畴发生宽化合并，畴壁数量减少。磁性能和热膨胀系数测试结果显示，随着二次热处理温度的升高，合金的磁性能明显改善，同时，热膨胀系数（CET）也明显增大。然而，我们发现T1050样品表现出高磁性能低CET的特性，推测除了合金的微观结构和磁性能外，还存在其他影响合金低膨胀特性的因素。
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  水系锌离子电池功能隔膜材料研究进展

  刘爽 房栾 聂平

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  水系锌离子电池（Aqueous zinc ion batteries, AZIBs）作为近年来新兴的电化学储能装置，因其高能量密度、低成本以及高安全性，在众多金属离子电池中脱颖而出。然而不可避免的枝晶生长、析氢反应（HER）和钝化层生成等问题降低了锌负极的稳定性，成为AZIBs发展的瓶颈。其中隔膜作为电池中的重要部件，确保了电池的安全运行，在实际应用中，为克服玻璃纤维隔膜的本征问题，功能隔膜策略作为提高AZIBs性能的有效方法而受到欢迎。本综述系统的总结了功能隔膜材料在AZIBs中的最新研究进展，重点关注改性隔膜材料的设计策略及机理探究。最后，介绍了当前功能隔膜材料发展的制约因素和未来潜力。
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  常化工艺对高牌号无取向硅钢夹杂物的影响

  李建军 项利 裴英豪 仇圣桃

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  本文研究了常化工艺对高牌号无取向硅钢夹杂物的影响规律，并分析不同常化工艺得到的夹杂物状态对成品磁性能的间接影响。主要结果表明：高牌号无取向硅钢的常化工序能明显增加钢中夹杂物的尺寸，降低夹杂物的分布密度，提高夹杂物的体积分数。常化温度升高使得夹杂物粗化，夹杂物的分布密度有不同程度的减小，常化温度对夹杂物的体积分数的影响是非线性的。常化时间对不同尺寸的夹杂物的数量变化、分布密度和体积分数的影响非线性。常化后夹杂物的分布密度对成品铁损值的影响最大，体积分数的影响规律不明显。只要在分布密度低的情况下，尺寸明显粗大或者略微偏小时，均能得到优良的成品铁损值。
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  泡沫铝夹芯结构抗冲击性能数值模拟

  胡钰彬 游晓红 王录才 米渊聪

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  采用ABAQUS软件创建了泡沫铝夹芯结构材料的Voronoi几何模型，研究了子弹冲头初始速度、泡沫铝夹芯层孔隙率、上下面板材料的选择对泡沫铝夹芯结构抗冲击性能的影响。模拟分析发现：随弹丸冲头初始速度升高泡沫铝夹芯结构的吸能会增加，整体的峰值承载力也会变高，在抗冲击的选择上，上板薄下板厚的结构是更加科学的;弹丸冲头冲击能量不变的情况下，不同孔隙率的夹芯结构呈现出承载力与吸能状况都与孔隙率成反比的情况;使用纯铝作为夹芯面板时，夹芯层的吸能占比会高于使用铝合金作为夹芯面板。
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  方形钕铁硼永磁铁的FEMM仿真模拟及磁力分析

  孙朋 叶姝佳

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  当代磁体中性能最强的永磁铁是第三代稀土，它是一种主要由钕、铁、硼形成的四方晶系晶体。永磁钕铁硼材料具有十分优秀的磁性能，是一种应用非常广泛的材料，广泛应用于各种传感器、电动机、发电机、医疗器械、磁力机械和声波换能器等各领域。其中的方形钕铁硼永磁铁则较多用于制作传感器或扬声器以及耳机驱动单元。为更好应用方形钕铁硼永磁铁，对其磁场力进行分析是非常重要的。本文首先从理论公式推导入手，然后对方形钕铁硼永磁铁进行FEMM有限元仿真分析，结合仿真和实际测量的方法对方形钕铁硼永磁铁的磁场强度和磁吸附力进行研究。最后，通过特斯拉计和力传感器实际测量方形钕铁硼永磁铁的磁感应强度以及磁吸附力，验证了公式推导和仿真结果的可靠性和可行性，分析实际测量及理论分析的误差，得出了方形钕铁硼永磁铁边长长度及其表面磁感应强度变化的规律以及磁铁磁力的大小推断。
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  热处理工艺对Fe73Si13B10Cu1Nb3软磁粉末性能的影响

  景宇飞 赵放 樊子民

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  用水气联合雾化工艺制备了Fe73Si13B10Cu1Nb3合金粉末，研究了热处理温度与时间对粉体性能及软磁性能的影响。研究结果表明，随着热处理温度的升高与热处理时间的延长，α-Fe与Fe-B相的结晶体积分数逐渐增大晶粒尺寸也逐渐增大。580℃、60min热处理后的Fe73Si13B10Cu1Nb3合金粉末拥有优异的软磁性能：Bs=139.67emu/g、Hc=6.54A/m。
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  用于析氢反应的单层SbC负载过渡金属单原子催化剂设计

  孟宇菲 胡学敏 杨澜 叶原丰 张锋君 丁开宁

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  开发高效的电催化剂用于析氢反应（HER）对于满足未来大规模氢能需求具有重大意义。鉴于二维材料和单金属原子独特的结构优势，本文基于密度泛函理论方法，研究了10种不同过渡金属负载在单层碳化锑（SbC）上的HER活性。结果表明，Ir-SbC不仅热力学稳定，且吸附氢中间体后的吉布斯自由能值（?GH*）最优（仅为-0.016 eV），非常接近于0；进一步分析H-Ir-SbC的态密度和差分电荷密度发现，在-5到0 eV能量区间内，Ir和H之间发生了峰的交叠，说明它们存在键合相互作用和电荷转移，预示着Ir-SbC是一种潜在的有望替代铂等贵金属的HER催化剂。
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  酸浸-氯化银比浊法测定氟化稀土中氯离子含量

  张丽伟

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  摘要：试样以硝酸和过氧化氢浸取，在稀硝酸介质中，氯离子与银离子形成氯化银胶粒，在稳定剂丙三醇的存在下，采用紫外-可见分光光度计进行比浊，根据标准工作曲线确定氯离子含量。本研究确定了最佳的酸浸条件、最佳的比浊条件，并进行了结果比对实验。本方法测定结果的相对标准偏差分别为1.78%、3.25%，该方法的精密度好、稳定性高。
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  温度对电动汽车用磷酸铁锂电池充放电循环性能影响

  纪柯

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  磷酸铁锂电池是电动汽车的核心硬件，其性能好坏直接决定着电动汽车的运行效率，故提出温度对电动汽车用磷酸铁锂电池充放电循环性能影响研究。选取适当的实验材料与实验设备，制备磷酸铁锂电池，制定温度控制程序与充放电循环测试方案，确定磷酸铁锂电池充放电循环性能指标，进行电动汽车用磷酸铁锂电池充放电循环性能实验，记录实验数据。通过实验结果分析可知：随着温度的持续增加，磷酸铁锂电池容量呈现先上升后稳定再略微增加最后下降的变化趋势，电池内阻呈现先减小后增大的趋势，电池能量密度、电池功率密度与电池循环寿命呈现先增加后减小的变化趋势，电池在0℃-40℃时各性能最优，该结论可以为磷酸铁锂电池后续应用提供有效的支撑。
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  油气田环境用不锈钢容器腐蚀倾向研究

  肖人勇

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  针对经整体焊后热处理的不锈钢覆层材料（304L、316L），本文采用电化学方法对其在油气田环境中的晶间腐蚀开裂倾向进行了研究。研究结果表明，在模拟环境中，材料的开路电位较自腐蚀电位正，无外加电位情况下即存在腐蚀可能性；经双环电化学动电位法测定标准溶液中的304L晶间腐蚀敏感值为0.0360，存在晶间腐蚀可能性，316L为0.00002，无敏感性；为确定材料在实际工况下的敏感性，采用相同方法进行在模拟环境中测定，发现两材料始终处于活化状态，无晶间腐蚀特征曲线出现。经光学显微镜验证，材料以点腐蚀损伤为主，无晶间腐蚀开裂敏感性。在容器定期检验、RBI检验中也无需考虑晶间腐蚀开裂性
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  n型氢化纳米晶硅薄膜在柔性钙钛矿太阳电池中的应用

  靳果 王记昌 闫奇

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  柔性钙钛矿太阳电池电子传输层的低温制备工艺是影响其光电转换效率和大规模应用的关键因素。将n型氢化纳米晶硅薄膜作为柔性钙钛矿太阳电池电子传输层，研究射频功率、掺杂浓度等制备参数对薄膜性能的影响，得到暗电导率、光透过率、表面形貌适用于柔性钙钛矿太阳电池电子传输层的n型氢化纳米晶硅薄膜低温制备条件，经过界面优化处理的柔性钙钛矿太阳电池转换效率达到14.66%。
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  非晶、纳米晶磁心标准体系现状及未来规划展望

  高慧 李杨 李旭东 隋美

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  非晶、纳米晶材料是新兴的金属软磁材料，非晶、纳米晶磁心已广泛应用于航空、航天、船舶以及光伏、风电和新能源汽车等领域。本文通过参照同属软磁材料的软磁铁氧体磁心和金属磁粉心，提出了建立非晶、纳米晶磁心标准体系的构想。非晶、纳米晶磁心标准体系包括三部分，即基础标准、产品标准、分析方法标准和性能测试方法标准。基础标准包括术语和定义、分类；产品标准包括非晶、纳米晶磁心尺寸及表面缺陷极限和合金标准；分析方法标准包括化学分析方法和物理分析方法标准；性能测试方法标准包括电气性能、功率损耗和机械强度等测试方法标准。
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  隔热层对电动汽车用金属锂电池热失控的影响研究

  曹源

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  目前用于电动汽车的金属锂电池在充电、放电时会释放大量热能，若不及时将其排出，很容易引起热失控，引起火灾、爆炸等重大安全事故。为了提高电动汽车的安全性，对隔热层对电动汽车用金属锂电池热失控的影响展开研究。根据金属锂电池热效应模型，构建实验电池组。选取合适的实验环境与设备，设计实验方案，根据热能平衡理论，分析实验结果数据。实验结果表明：汽车用金属锂电池组之间安装隔热层具有延长热失控抑制时间、降低电池组内部热失控最高温、降低电池组着火风险的作用。隔热层组成材料不同，热失控时间也存在明显差异，预氧化气凝胶应用效果最佳。
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  体育器材用碳纤维复合材料制备及力学性能研究

  李兵辉 张小青

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  为提升体育器材相关材料的的强度与力学性能，研究体育器材用碳纤维复合材料的制备方法及力学性能。使用浓硝酸改性碳纤维，同时利用SiO2改性环氧树脂，混合两种材料，配合其他添加物质，制备出碳纤维复合材料。通过试验分析碳纤维用量、预处理温度与时长对复合材料强度影响，测试SiO2使用情况及用量对复合材料力学性能影响，分析聚酰胺用量对该复合材料弯曲强度影响。试验结果显示：碳纤维用量为7%质量分数，预处理时间为5h，处理温度为65℃时，复合材料的拉伸强度等力学性能相对理想；SiO2作为改性剂，用量为4%质量分数时，复合材料力学性能较好；聚酰胺用量为2.0%时，能够提升测试材料的抗弯强度。
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  核电站安全壳变位系统殷钢丝材腐蚀分析研究

  申彤 朱建斌 李恒敬 芦瑶 张海明 杨航 陈可润

  . 2024, 31(4): 0-0.

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  针对某核电站安全壳变位测量系统丝材发生腐蚀断裂等问题，亟需选择出一种适宜某核电站安全壳变位现场监测丝材。基于此，本文首先根据某核电站现场环境统计数据以及参考标准制定了试验环境参数；其次通过文献调研法与实际调研确定了试验材料和实验方法：针对四类镍铁合金（殷钢）丝材（4J29、4J32、4J36、S4J32A）、不锈钢和TM-V221双酚A环氧拉挤树脂（碳纤维），制定了盐雾加速腐蚀老化试验，从而评估不同种类监测丝材的腐蚀情况、耐腐蚀性能、质量变化以及力学性能变化。试验结果表明：不锈钢材料和碳纤维材料的腐蚀情况、耐腐蚀性能优于殷钢材料；殷钢材料腐蚀程度由轻微腐蚀到重度腐蚀以及耐腐蚀时间由长到短依次为4J29、S4J32A、4J36；根据最大力、抗拉强度和屈服强度指标由强到弱依次为殷钢材料4J29和4J32、碳纤维材料、不锈钢材料、殷钢材料4J36和S4J32A。本次试验为核电厂监测丝材替代品的选择奠定了数据基础和试验依据。