1 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
2 化学与精细化工广东省实验室, 广东 潮州 521000
氮化硅陶瓷与金属的有效连接, 对于充分利用二者优异性能、满足材料或构件在复杂环境下服役要求至关重要。利用粉末冶金、梯度复合技术实现了大物性差异氮化硅陶瓷(Si3N4)和金属钼(Mo)的梯度连接, 研究和探明了不同烧结温度以及不同Si3N4添加量下各梯度层内Si3N4和Mo的反应机理。基于反应机理, 结合浓度分布指数p对Si3N4/MoxSiy/Mo梯度材料的过渡层结构进行优化, 实现了Si3N4和Mo的梯度连接及力学性能的提升。结果表明: Si3N4和Mo主要通过Mo、Si之间的扩散反应形成钼硅化合物, 反应过程为(Mo+Si)→(Mo3Si/MoSi2+Si)→(Mo5Si3); 当浓度分布指数p=1.5时, Si3N4/MoxSiy/Mo梯度材料的弯曲强度达到最大值371.42 MPa, 剪切强度达到最大值30.58 MPa, 过渡层内各元素呈准连续梯度分布。
陶瓷/金属复合材料 氮化硅 钼 梯度连接 ceramic/metal composite silicon nitride molybdenum gradient joining
1 1. 武汉纺织大学 化学与化工学院, 武汉 430073
2 2. 武汉工程大学 化学与环境工程学院, 武汉 430073
3 3. 佛山科学技术学院 材料科学与氢能学院, 佛山 528000
4 4. 伍伦贡大学 超导与电子材料研究所, 新南威尔士 2500, 澳大利亚
非贵金属修饰可以有效增强单一半导体的光生电荷分离, 进而改善光催化活性。采用一种简单的抗坏血酸室温还原法制备了WO3-Cu复合光催化材料, 并用不同表征手段对其组成和结构进行了表征。结果显示, Cu颗粒沉积在WO3纳米立方的表面, 在模拟太阳光照射下, 与WO3相比, WO3-Cu复合材料具有良好的光催化降解刚果红的能力。活性物种捕捉实验以及顺磁共振结果表明, 光诱导产生的空穴、羟基自由基、超氧自由基阴离子等活性物种在刚果红降解过程中起主要作用。根据光电化学测试结果, WO3在光催化过程中产生的电子快速转移向Cu颗粒, 可以有效分离光生电子-空穴对并加快光生载流子迁移, 进而有利于光催化反应的发生, 从而使WO3表现出较高的光催化活性。
半导体 金属复合材料 WO3-Cu 纳米复合材料 污染物降解 光催化 semiconductors metallic composites WO3-Cu nanocomposites pollutants degradation photocatalysis
中国石油大学(华东)机电工程学院, 山东 青岛 266580
为了进一步阐释激光弯曲成形以及边缘效应机理及其控制策略,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了不锈钢-低碳钢-不锈钢层状复合板的激光热成形模型,对激光扫描过程中复合板的层间温度场与应力应变场进行了量化分析。研究发现:不锈钢与低碳钢导热性能的差异有利于弯曲角度的形成;造成边缘效应的主要原因是加热路径上温度及板内约束的非均匀化分布;重复加热的方式可以改善表面温度分布,提高成形精度。提出了4种新的扫描策略,最大可使表面温度的相对变化率降低36%,加热线上弯曲角的相对变化率降低51.8%,提高了成形精度,为工业化生产中复合板弯曲成形扫描策略的选择提供了参考。
激光技术 激光弯曲 层状金属复合材料 边缘效应 成形精度 ABAQUS软件
