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石墨烯增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備及性能研究

成果簡(jiǎn)介： 一般通風(fēng)用空氣過(guò)濾器在暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，其性能的好壞直接影響初投資、運(yùn)行阻力、風(fēng)管內(nèi)部污染程度、換熱器的換熱性能以及室內(nèi)人員健康。為此，亟需一套檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ζ湫阅苓M(jìn)行評(píng)價(jià)。 本項(xiàng)目成果專(zhuān)用于評(píng)價(jià)一般通風(fēng)用空氣過(guò)濾器在不同空氣狀態(tài)條件下、不同過(guò)濾器組合情況下的性能。

本發(fā)明公開(kāi)了一種富鋰錳基正極材料及其制備方法。該方法采用共沉淀法制備前驅(qū)體[Ni(x-y/2)/x+(2-y)/3CoyMn((2-x)/3-y/2)/(x+(2-x)/3)](OH)2，然后采用高溫固相法得到富鋰錳基正極材料 Li[Li(1-2x)/3Nix-y/2CoyMn(2-x)/3-y/2]O2（0＜x＜0.5,0≤y≤0.15）。這些材料在 2.0-4.6V充放電比容量達(dá)到 200mAh/g 以上。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，適用于工業(yè)化大生產(chǎn)，所得到的富鋰錳基正極材料在-20°C 下的放電容量可達(dá)到常溫放電容量的 70%以上，可以廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、通訊領(lǐng)域等。目前已經(jīng)研究的體系有 Li[Li（1-x）/3Ni2x/3Mn （ 2-x ） /3]O2 ， Li[Li （ 1-x ） /3NixMn （ 2-2x ） /3]O2 ， Li[Li1/3-2x/3NixMn2/3-x/3]O2 ，Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2+x/2 等。 

電子元器件、集成電路和軟件工程是電子信息技術(shù)發(fā)展的三大支柱，其中電阻、電容、電 感等無(wú)源元件作為電子元器件的主體在電子信息產(chǎn)品中扮演著必不可少的角色，而電容器占到 無(wú)源元件的40％～50％。用于電容器介質(zhì)材料的主要有陶瓷、電解質(zhì)和有機(jī)薄膜三大類(lèi)，聚酯 薄膜作為電容器介質(zhì)材料屬于有機(jī)薄膜類(lèi)。聚酯材料經(jīng)雙向拉伸工藝技術(shù)制成聚酯薄膜，聚酯 薄膜電性能優(yōu)良，具有較大的介電常數(shù)，較小的介電損耗角正切，且吸水性較小，尺寸穩(wěn)定性 好，耐化學(xué)性好，很適合于制造低壓電器的電容器。經(jīng)PEN共聚改性的聚酯薄膜更兼具有耐熱 性好、抗刮傷和化學(xué)穩(wěn)定性高、氣體阻隔性強(qiáng)、強(qiáng)度高、抗紫外線(xiàn)輻射等特點(diǎn)，可用作F級(jí)耐 熱絕緣材料，制作超薄錄像帶及高性能電子元件，如旋轉(zhuǎn)電極線(xiàn)圈、薄膜電容器、變壓器等。 本項(xiàng)目進(jìn)行PET-PEN共聚酯薄膜的研制和性能測(cè)試，開(kāi)發(fā)形成電容器膜用PET-PEN聚酯 切片的合成技術(shù)和膜加工技術(shù)。

制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨(dú)特本征性質(zhì)的石墨烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用意義的重大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨(dú)立且懸空的二維石墨烯單元通過(guò)片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具有良好的機(jī)械性能，在常溫可見(jiàn)光下作用下具有電子發(fā)射能力，在瓦特功率級(jí)別的可見(jiàn)波段激光或聚焦的太陽(yáng)光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實(shí)現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動(dòng)，此現(xiàn)象為國(guó)內(nèi)外所首次觀察及報(bào)道，為石墨烯帶來(lái)了一種激動(dòng)人心的潛在應(yīng)用價(jià)值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制備方法。 該系非晶合金的化學(xué)分子式為Fe100-x-y-zTbxBySiz，其中x、y和z分別為T(mén)b元素、 B元素和Si元素的原子百分?jǐn)?shù)，100-x-y-z為Fe元素的原子百分?jǐn)?shù)，1≤x≤25， 20≤y≤25，0≤z≤10。該合金的制備方法如下：將工業(yè)純金屬原料以及FeB合 金按合金配方配料，采用磁懸浮感應(yīng)熔煉成母合金，然后用單輥甩帶法制得非 晶薄帶。本發(fā)明鐵基非晶合金具有高的磁致伸縮系數(shù)，軟磁性能優(yōu)良，同時(shí)成 分簡(jiǎn)單，并擁有良好非晶形成能力。本發(fā)明的FeTbBSi系非晶合金可以廣泛應(yīng) 用于結(jié)構(gòu)材料和軟磁材料等方面。

小型風(fēng)機(jī)可靠性及氣動(dòng)性能自動(dòng)測(cè)試臺(tái)可應(yīng)用于各種小型軸流、離心風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性和氣動(dòng)性能試驗(yàn)。向用戶(hù)和產(chǎn)品檢測(cè)部門(mén)提供風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)。 主要設(shè)備有：風(fēng)室式多噴嘴測(cè)試本體、變頻調(diào)速系統(tǒng)、數(shù)顯監(jiān)控測(cè)試柜和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。 該測(cè)試臺(tái)具有如下功能和特點(diǎn): 能測(cè)定各種型號(hào)風(fēng)機(jī)的功率，風(fēng)量，效率、噪音、動(dòng)壓、總壓、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度。 性能測(cè)試靈敏度：風(fēng)量0.001m3/min;動(dòng)壓、總壓0.01 Pa；風(fēng)量測(cè)量相對(duì)誤差小于2%。 可靠性試驗(yàn)可顯示試驗(yàn)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、供電電流、電機(jī)殼體溫度、風(fēng)機(jī)的通斷情況以及累積運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。可靠性試驗(yàn)時(shí)間：連續(xù)累計(jì)時(shí)間 ≥ 6000小時(shí)。 可靠性試驗(yàn)由計(jì)算機(jī)程序控制，超出試驗(yàn)轉(zhuǎn)速可聲光報(bào)警和電話(huà)遠(yuǎn)程報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守試驗(yàn)的工作方式。 采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與處理，實(shí)時(shí)繪制曲線(xiàn)，實(shí)時(shí)自動(dòng)存盤(pán)與打印，可靠性試驗(yàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)任意調(diào)用打印和繪制曲線(xiàn)。 試驗(yàn)臺(tái)本體采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)。采用全性能參數(shù)實(shí)時(shí)顯示和手動(dòng)-自動(dòng)測(cè)試選擇切換，風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)與變頻器操作除可以自動(dòng)外，還能手動(dòng)操作。 該測(cè)試臺(tái)設(shè)計(jì)先進(jìn)、新穎美觀、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便可靠，配套資料完整，結(jié)構(gòu)符合國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

有效提高換熱器的傳熱能力是節(jié)能的重要途徑，通過(guò)采用更高性能的高效管即可實(shí)現(xiàn)。本裝置為采用新型傳熱方式（高真空度下的噴淋降膜蒸發(fā)）的新產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)研制測(cè)試臺(tái)，可用于水及制冷工質(zhì)在水平光管及管束上的噴淋降膜蒸發(fā)傳熱性能試驗(yàn)，目的在于對(duì)降膜蒸發(fā)強(qiáng)化傳熱技術(shù)進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。用于制冷工質(zhì)的噴淋降膜蒸發(fā)傳熱性能試驗(yàn)裝置的研發(fā)在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道，本裝置的設(shè)計(jì)與研制有創(chuàng)新性。測(cè)試臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。3）對(duì)水在水平光管及管束上的降膜蒸發(fā)過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，工作參數(shù)（壓力、流量和溫度）范圍應(yīng)符合現(xiàn)有工程實(shí)際使用范圍，可對(duì)噴淋流量、熱流密度、飽和溫度、過(guò)熱度及幾何參數(shù)（管徑、間距、管型）等對(duì)換熱性能的影響進(jìn)行重點(diǎn)研究。 測(cè)試臺(tái)主要參數(shù)： 1） 殼程壓力（絕對(duì)壓力）   0.8 -1.0kPa 2） 制冷劑（水）流量   0.5-2.0 kg/m/min， 3） 噴淋水溫            5 ℃ 4） 冷凍水出口水溫      7 ℃ 5） 采用噴淋型式 6） 傳熱溫差最小可達(dá)2℃左右。 測(cè)量及控制精度： 1）測(cè)量精度要求：      溫度±0.1℃，流量±0.04 kg/min，絕對(duì)壓力±0.15% 2）控制精度要求 溫度±0.1℃，流量±0.1 kg/min，絕對(duì)壓力±0.5%， 溫度和流量采用全自動(dòng)控制。

由于節(jié)能的需要，離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性一直為人們所重視。以往的研究大多將注意力集中在提高離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行的效率上，然而，大多數(shù)離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)都是在一定工況范圍內(nèi)工作，僅在一個(gè)工況點(diǎn)運(yùn)行的情況較少。因此，改進(jìn)離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能，提高它們?cè)谧児r范圍內(nèi)的運(yùn)行效率，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的另外一條重要途徑。進(jìn)口導(dǎo)葉是離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)中廣泛使用的一種調(diào)節(jié)方法，過(guò)去對(duì)它的研究不多，因此，開(kāi)展進(jìn)口導(dǎo)葉研究對(duì)離心壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能有重要實(shí)際意義。

該成果建立了新型復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的虛擬激勵(lì)法理論，應(yīng)用該理論針 對(duì)三維鋼結(jié)構(gòu)拱橋、自錨式懸索橋等復(fù)雜橋型進(jìn)行研究，提出了適合于軟土地區(qū)的地震動(dòng)場(chǎng)、自功率譜及相干函數(shù)等模型，進(jìn)行了抗震性能研究，發(fā)明了具有很強(qiáng)抗震性能的鋼管混凝土腹桿組合箱梁，對(duì)于類(lèi)似橋梁的抗震設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值；對(duì)拱橋的橫向支撐鋼管混凝土N型相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究，得出往復(fù)荷載作用下不同加強(qiáng)形式破壞特征一致的結(jié)論，可為大跨徑組合橋梁的設(shè)計(jì)與