徐云霞
,
丁燕
,
邓凯
,
何青松
,
于敏
,
郭东杰
,
戴振东
材料科学与工程学报
为降低IPMC的生产成本,采用低维纳米碳材料对IPMC铂电极进行修饰.用聚二烯二甲基氯化铵对碳纳米管和石墨烯进行带电修饰,并分散在甲醇中形成稳定的电解液,在已进行一次化学镀铂的Nafion膜上分别电泳沉积碳纳米管和石墨烯薄膜,制备新型IPMC.扫描电镜图片显示:碳纳米管和石墨烯均能成功沉积到膜的表面,且碳纳米管电极层更均匀致密,与铂层结合更紧密.驱动性能测试结果表明:碳纳米管修饰的IPMC致动性能优异,3.0V电压下最大输出位移为13.90mm,最大输出力为15.72mN,分别是同等条件下铂型IPMC的94％和77％,而石墨烯型IPMC最大输出位移和输出力分别是铂型IPMC的51％和40％.
关键词:
IPMC
,
碳纳米管
,
石墨烯
,
电泳
,
电致动性能
柏林
,
丁燕
,
邓凯
,
王宁涛
,
龚海波
,
赵志国
,
戴振东
材料导报
采用SRV磨损试验机研究了TC21钛合金与0Cr13Ni8Mo2Al不锈钢配副件的微动磨损特性；用正交实验法设计实验,系统研究了微动频率、法向载荷、微动振幅对钛合金磨损量的影响,测试了不同实验条件下摩擦系数与循环次数的关系.结果表明:微动振幅对磨损量的影响高度显著,法向载荷的影响显著,微动频率有影响但不显著；在微动过程中摩擦系数呈现出阶段性变化,同时变化幅度随着微动频率的增加逐渐减小.TC21微动磨损发生的初期,其磨损机制主要以磨粒磨损为主,随着微动的进行剥落磨损和粘着磨损的作用逐渐明显.
关键词:
钛合金
,
TC21
,
微动磨损
,
正交实验
,
摩擦系数
于敏
,
丁海涛
,
郭东杰
,
何青松
,
戴振东
功能材料
离子聚合物金属复合材料（ionic polymer-metal composites,IPMC）是一种新型电致形变高分子材料,具有广阔应用前景。为了有效描述IPMC的形变规律,基于IPMC致动原理提出了一种电致动模型。建立了阶梯电压下IPMC膜内水合阳离子的力平衡方程,由水合阳离子的浓度分布及水分子的扩散计算得出水分子的浓度以及含水量分布,结合实验所确定的含水量和应变的关系从而确定IPMC沿厚度方向的应变分布。该计算方法适用于不同形状的IPMC致动器。以悬臂梁IPMC致动器为例,通过应变分布计算得到IPMC致动器在阶跃电压下的输出弯矩和相应的位移响应,模拟结果与实验结果的瞬时响应规律高度一致,证明该模型正确。该模型的建立为IPMC结构驱动一体化设计奠定了坚实的基础。
关键词:
离子聚合物金属复合材料
,
IPMC
,
致动模型
,
数值模拟
沈辉
,
于敏
,
季宏丽
,
戴振东
,
裘进浩
功能材料
IPMC(ion-exchange polymer metal composite)离子交换聚合物-金属复合材料)是一种人工肌肉材料,其较低的驱动电压能产生较大的位移变形,研究了IPMC这种智能材料的输出力特性.实验选取了不同电压幅值,不同频率的方波、三角波、正弦波3种波形作为电激励信号,通过力传感器实测了IPMC试样末端的输出力.结果表明,随着电压幅值的增大,其输出力也增大;随着电刺激信号频率的降低,其输出力也增大;而波形对其输出力影响不显著.
关键词:
IPMC
,
执行器
,
人工肌肉
,
输出力
赵慧慧
,
姬科举
,
许银松
,
黄正跟
,
戴振东
材料科学与工程学报
本文采用电泳法在泡沫镍表面沉积一层石墨烯,接着浸渍一层聚甲基丙烯酸甲酯,最后去除泡沫镍模板获得石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料.采用扫描电镜、四探针电导率仪及矢量网络分析仪等对材料的形貌结构及性能进行表征.结果表明该泡沫复合材料完整地继承了泡沫镍的三维骨架结构,石墨烯在聚合物骨架中相互连接形成全连通的导电网络,使得该复合材料具有良好的电导率及电磁屏蔽性能.孔径0.25mm、厚度1.5mm的该复合材料的电导率最大可达1.5S·m-1,在8～12GHz范围内,其电磁屏蔽效能最高可达12.7dB,其中吸收损耗占总损耗的99％.因此以吸收损耗为主要屏蔽机制的石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料是一种有前途的轻质、透气型电磁屏蔽材料.
关键词:
石墨烯
,
聚甲基丙烯酸甲酯
,
泡沫复合材料
,
电磁屏蔽
,
电泳沉积
邓凯
,
于敏
,
戴振东
,
梁军
,
张广安
,
刘维民
稀有金属材料与工程
通过对TC11钛合金进行不同表面改性实验(微弧氧化、N+离子注入、DLC多层膜),得到不同表面改性膜层.利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究表面改性层的相组成和微结构.在模拟海水环境下,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机评价TC11合金及不同表面改性膜层的微动磨损性能(摩擦系数、磨损量及磨损机制),并比较抗微动防护效果.结果表明,TC11经改性后摩擦系数呈现不同程度下降,磨损量的降低则非常明显,其中DLC多层膜抗微动防护效果最显著.海水介质中各摩擦系数显著比纯水中低.海水中钛合金的磨损量小于纯水中的数值,腐蚀与磨损呈“负交互作用”规律,而改性层磨损较纯水中略高.
关键词:
TC11钛合金
,
海水
,
微动磨损
,
微弧氧化膜
,
离子注入
,
DLC多层膜
丁红燕
,
戴振东
稀有金属材料与工程
采用SRV磨损实验机对TC11钛合金在海水环境下的微动磨损特性进行了研究,分析了载荷大小、振幅以及润滑介质等对摩擦系数和磨损量的影响.结果表明,钛合金的摩擦系数随着振幅的增加而越来越稳定,磨损量则随着载荷或振幅的增加而增加;当振幅较小时,微动磨损机制主要为疲劳脱层伴随着磨粒磨损;当振幅较大时,磨损机制则为磨粒磨损;与水介质相比,海水中的摩擦系数明显降低,最低可降到50%,但在海水中的磨损量却总是小于在水中的磨损量,腐蚀磨损呈"负交互"规律.
关键词:
钛合金
,
腐蚀磨损
,
微动磨损
,
海水
,
摩擦系数
单伟根
,
李阳
,
徐晨
,
卢敏
,
郭东杰
,
戴振东
机械工程材料
首先在聚氨酯泡沫基体表面化学镀一层铜，然后电沉积铁，再对聚氨酯进行不同方式的热解，最后对泡沫铁进行还原热处理，研究了热处理工艺对泡沫铁结构与性能的影响，以及热解方式对泡沫铁性能的影响。结果表明：在氮气中热解聚氨酯基体可以有效减少泡沫铁的氧化，获得更好的力学性能；在相变温度以上进行热处理可以有效消除泡沫铁的脆性，减少缺陷；在960℃左右的还原气氛中保温处理2h，可使泡沫铁获得较好的力学性能。
关键词:
电沉积
,
泡沫铁
,
热处理
,
力学性能
