高速列车粉末冶金制动闸片的应用与研究

摘要:高速列车通过制动闸片与制动盘相互摩擦作用将动能转化成热能耗散到空气中,从而实现其减速或停车。制动闸片是高速列车机械摩擦制动装置不可或缺的关键部件,其合理的结构和稳定可靠的摩擦材料性能关系着列车运营的安全性与舒适性。粉末冶金闸片因其具有稳定的摩擦因数、优异的耐磨性和耐热性、良好的环境适应性等优点,被广泛应用在高速列车上。文章对国内高速列车的机械摩擦制动与粉末冶金制动闸片的应用进行了简述,同时从闸片结构和摩擦材料两个方面对高速列车粉末冶金制动闸片开展的分析与研究工作进行了综述,介绍了固定连接、弹性连接和浮动连接3 种闸片结构原理的差异及研究现状,阐述了高速列车制动闸片摩擦材料摩擦磨损性能及机理的研究。最后,对高速列车制动闸片的未来研究方向提出了展望。

基于扫描微探针技术的现代腐蚀电化学研究进展

摘要:基于混合电位理论的经典腐蚀电化学对于腐蚀与防护的研究具有重要的促进作用,但也必须认识到腐蚀反应的多反应耦合非平衡不可逆的特征,并由此导致的Butler−Volmer 和Nernst−Planck 方程的过度简化,以及对构成腐蚀的电极反应研究的弱化。从腐蚀方程出发,指出腐蚀电化学的内涵,综述了扫描电化学显微镜(SECM)、扫描振动电极(SVET)、局部电化学阻抗(LEUS)和扫描电化学池显微镜(SECCM)4 种典型扫描探针技术在腐蚀反应动力学、空间物种监测、腐蚀活性分布等方面应用的优势与进展,发现高分辨扫描探针技术可识别低至几个纳米腐蚀点与皮安级腐蚀电流,实现了腐蚀发生发展过程反应活性空间差异与动力学的原位监测,进一步结合计算模拟可量化比较分析腐蚀数据。最后展望了现代腐蚀电化学的发展趋势,可继续从多反应耦合的非平衡不可逆腐蚀反应的本质出发,深度融合跨尺度表征,建立宏观−微观的辩证统一关系。

电弧等离子体制备过渡金属氮化物及应用

摘要:过渡金属氮化物由于其独特的物理和化学性质,如高硬度、高熔点、优良的导电性和化学稳定性,广泛应用于催化、能源存储、电子器件和生物医学等领域。电弧等离子体技术作为一种高效、绿色的制备技术,因反应温度高、产物纯度高、反应活性高以及可控性强而在过渡金属氮化物制备领域备受关注。本文介绍了电弧等离子体并探讨了其制备工艺对产物的影响,总结了过渡金属氮化物在涂层、催化剂、磁性制冷剂和超导领域的应用现状,展望了电弧等离子体制备过渡金属氮化物的发展趋势。未来的研究应将先进的表征技术和模拟计算方法相结合,深入理解材料的生长机理并提高材料的纯度和一致性,降低能耗和生产成本,以实现等离子体对过渡金属氮化物微观结构和性能的精确调控。

工模具钢中碳化物控制

摘要: 本文中归纳了工模具钢中碳化物的析出温度、类型,以及不同种类碳化物的形成机理,并综述了国内外对工模具钢中碳化物控制的研究方法和进展情况,分别介绍了工模具钢中碳化物的多种控制方法,包括添加孕育剂或微合金化元素、调控冷却速率、采用机械/ 电磁搅拌技术、优化热加工与热处理工艺等.通过显微表征技术与计算机模拟技术的结合,深入揭示了碳化物的形成机理;此外,系统阐明了热加工工艺参数对碳化物破碎分解的调控机制,以期为精准控制碳化物形貌特征提供理论依据.

纺织基摩擦纳米发电机在运动与健康领域中的最新研究进展

摘要:纺织基摩擦纳米发电机(Textile-based triboelectric nanogenerators,T-TENGs) 在能源收集和可穿戴设备领域展现出巨大潜力,尤其在运动与健康领域中尤为突出。本文针对T-TENGs 在运动与健康领域中的最新研究进行综述。首先,介绍了摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerators,TENGs) 的工作原理及模式;T-TENGs 的关键材料,包括电极和正负摩擦电材料。其次,概述了多种制备技术,如共轭静电纺丝、湿法纺丝、环锭纺纱、二维编织、3D 编织和静电纺丝膜等;以及针织、机织、非织造、刺绣和3D 打印织物等不同结构的制备方法。然后,总结了T-TENGs 在运动领域(如人体运动监测和不同运动项目中的应用)、健康领域(生命体征监测和健康监测与疾病的监测、预防与矫正),以及多功能运动与健康方面的最新进展。最后,讨论了T-TENGs 遇到的挑战、未来发展趋势及其在多功能应用中的广泛应用前景,为T-TENGs 的进一步研究和制备提供参考。

太空往返式飞行器热防护材料研究概况

文摘:太空往返式飞行器在不同条件下所采用的热防护材料不同。综述常用的热防护涂层材料、热防护/结构一体化材料、隔热瓦、柔性热防护材料、蜂窝增强烧蚀材料五种热防护材料,总结其近期研究进展情况并对未来发展趋势提出建议。热防护涂层材料需要进一步提高树脂的耐高温能力;热防护/结构一体化材料在结构设计制造和失效机理等方面还存在挑战;隔热瓦需要提高高温力学性能,改良施工工艺;柔性热防护材料由于可折叠、可粘贴,未来具有多种应用前景;蜂窝增强烧蚀材料质量轻,是宇宙飞船大面积热防护的常用材料。随着航空航天装备的不断发展,热防护材料也迎来重大发展时期。

锂金属电池中的氟代功能电解液

摘要:锂金属电池由于其较高的能量密度而受到广泛的关注,但安全性和循环稳定性等问题成为限制其发展的重要原因。电解液是锂金属电池不可缺少的组成部分,发展高效的电解液体系是解决锂金属电池问题的有效手段和策略。由于氟原子的吸电子诱导效应可降低电解液分子的最低未占据分子轨道,促进锂金属负极表面富含氟化锂的固态电解质界面层(SEI)的形成,从而增强电解液与锂金属负极的兼容性并抑制锂枝晶的生长;同时,氟原子的取代可改变电解液分子的静电势分布,从而改变分子的溶剂化结合位点,起到调控溶剂化结构的作用;此外,氟代功能化还可显著改善电解液的阻燃性和高低温性能。本文详细综述了用于锂金属电池的氟代溶剂,从氟代溶剂种类、氟代度以及氟代位置几个方面分类总结了氟代碳酸酯、氟代醚、氟代羧酸酯、氟代硅烷、氟代腈等功能分子,重点阐述氟代功能分子对电解液溶剂化结构调控、SEI组成和形成机制以及电池性能表现的影响。最后,总结和展望了氟代溶剂在锂金属电池体系中的发展前景。

新型防火涂料在城轨车辆上的应用

摘要:某新型防火涂料具有优良的防火性能、高阻尼性能、便捷的施工性能。文章分析了该涂料的特点,介绍其各项性能指标,并通过制备样件等,进一步检测该涂料的各项性能。经验证,该涂料耐火、隔热、隔声等性能均符合相关行业标准和企业标准,具有环保安全低VOC、干燥快速的优点。目前,该新型防火涂料已成功应用在某市域动车组车辆底架及车内,环保、防火、轻量化等优势明显,解决了单一涂装体系同时实现车辆结构防火和降噪功能的难题,为城轨车辆防火和减振降噪提供了全新的方案。

燃气涡轮发动机用热障涂层和环境障涂层研究进展

摘要:热障涂层(TBC)和环境障涂层(EBC)是燃气涡轮发动机的关键技术。La2Zr2O7、YTaO4 等低热导率陶瓷材料展现出相变温度高、热膨胀匹配性好、抗CMAS(CaO−MgO−Al2O3−SiO2)腐蚀性能良好等特性,纳米晶γ'相涂层具有涂层−基体化学/力学相容性优异及体系应力低等优点,是下一代TBC 的重要发展方向。基于β−Yb2Si2O7 的高熵稀土硅酸盐,具有良好的热膨胀匹配性和抗CMAS 腐蚀性能、优异的抗水蒸汽腐蚀性能,以及显著低于YSZ 的热导率,是热环境障涂层(TEBC)的重要材料体系。双相陶瓷复合技术,可显著提高断裂韧性,并改善抗CMAS 腐蚀性能和隔热性能,是未来研究应重点关注的方向。