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ZnO真空碳热还原热力学和动力学行为研究
陈瑞临;姜卓辰;赵城;林一波;吕晓东;黄润;本研究针对电弧炉粉尘（EAFD）中ZnO的回收问题，通过热力学计算与实验研究了真空碳热还原电弧炉粉尘过程中配碳量、还原温度等因素对ZnO还原行为的影响。研究结果表明：真空环境下ZnO的起始还原温度降至850 ℃，反应在低温下即可高效进行，显著降低能耗。物相分析显示还原产物中未发现单质Zn，Zn以气态形式直接挥发，与热力学预测一致。动力学分析表明，还原过程前期受Zhuralev-Lesokin-Tempelma三维扩散机制控制，后期转为Antagonistic Jander模型控制，表观活化能分别为360.87 kJ/mol和292.91 kJ/mol。该研究为电弧炉粉尘中有价金属Zn的高效回收提供了理论依据与技术支撑。
基于PDA限制结构MoS2/PDA/SnS2纳米管的构建及其锂离子电池性能研究
刘本芳;杨尊先;郭太良;二硫化钼(MoS2)与二硫化锡(SnS2)因其较高的理论容量和较宽的层间距，常被用作锂离子电池负极材料，二者复合体系更是当前研究的重点之一。然而，常规的MoS2/SnS2复合结构在电池循环过程中会经历显著的体积膨胀，容易引起电极材料的结构损坏，从而导致比容量快速下降，制约了该类复合材料在电池电极应用中本应具备的循环稳定性能。在这项工作中，设计并合成了一种新型的MoS2/PDA/SnS2纳米管。具体来说，就是在空心MoS2纳米管外面包覆一层PDA作为限制结构，防止后续过程MoS2结构的破碎，随后在PDA表面水热生长一层SnS2纳米片得到MoS2/PDA/SnS2纳米管。这种制备方法不仅防止了中空管状结构的破裂，游离的多巴胺分子还促进了SnS2纳米片的生长。这种优越的结构设计，极大地提高了材料的稳定性，同时也提升了材料的导电性。在用作电极时，该复合材料展现出出色的长循环性能：其在0.1 A g-1的电流密度下经过90次循环后，放电比容量仍可达1330.2 mAhg-1；即便在1 A g-1的大电流条件下持续循环800周，容量仍能稳定在1366.3 mAhg-1。
Mo含量对TiAlN涂层微观结构及摩擦磨损性能的影响
施杰;李远林;赵金伟;贺玮迪;贾子仪;吴孟玥;姚晓周;武凤琳;王强;陈勇军;胡恒宁;为了探索Mo掺杂对TiAlN涂层的微观结构、力学性能和摩擦学性能的影响，本文利用直流 + 高功率脉冲磁控溅射技术共沉积TiAl(Mo)N涂层，通过改变Mo靶功率来调节涂层中Mo含量。利用SEM、EDS和XRD研究了Mo对TiAl(Mo)N涂层断口形貌、元素含量和物相结构的影响规律；使用纳米压痕仪、摩擦磨损试验仪和三维轮廓仪表征涂层硬度、弹性模量、摩擦因数和磨损率。结果表明，TiAl(Mo)N涂层呈面心立方结构并沿(111)和(200)晶面生长；硬度和弹性模量随涂层中Mo含量的增加而增大，当Mo含量为6.1 at.%时，硬度和弹性模量达到最大，分别为40.8 ± 1.84 GPa和577.7 ± 32.70 GPa；TiAl(Mo)N涂层的最小平均摩擦因数为0.29，最低磨损率为1.62 × 10-14 m3/(Nm)，相比于TiAlN涂层，耐磨损程度提高30.8%；磨粒磨损和抗氧化磨损是TiAl(Mo)N涂层的主要磨损机理，涂层抗磨损能力的提高源于优异的力学性能和MoO3润滑相的生成。
密闭环境下铝基碳化硅复合材料迟滞释氢特性研究
张俊儒;毕海林;窦仁超;崔寓淏;李涛;王旭迪;铝基碳化硅复合材料凭借高导热率、低热膨胀系数及优异尺寸稳定性，成为空间微波组件管壳的核心基材，但其在密闭空间中的释氢行为易引发芯片 “氢中毒”，严重影响器件可靠性。现有研究尚未充分厘清密闭环境下氢分压对该材料释氢率（Rate of Hydrogen Release，RHR）的影响机制，针对这一问题，本文开展压强影响下铝基碳化硅复合材料迟滞释氢特性研究，构建了氢分压影响下的迟滞释氢理论框架。通过设计内表面积相同、体积相差 11.5 倍的方腔与扁腔，采用动态抽气与静态升压法测试材料释氢率，定义迟滞释氢因子量化氢分压对释氢率的抑制效应，并结合考虑再吸附效应的重组 - 解离限制模型，通过仿真与实验结果对比验证理论适用性。研究发现：氢分压升高会显著抑制材料释氢率，扁腔中氢分压快速升至 25.64 Pa 时，释氢率仅为无氢分压影响时的 26%，展现出明显的迟滞释氢特性；重组 - 解离限制模型能准确预测材料释氢率及迟滞释氢因子变化规律。本文研究结果为空间微波组件管壳的氢气控制设计及可靠性优化提供了重要的理论支撑与实验依据。
真空介质中CuCr电极耐烧蚀与自修复行为研究
刘晓明;曾愉;陈海;史红菲;郑佳圆;为研究电流零区阳极表面耐烧蚀性能及自修复性能的微观表征方法，根据特殊准随机结构，分别添加10 at%、20 at%、30 at%、40 at%和50 at%的Cr原子，建立CuCr合金模型。考虑Marangoni效应，构建电极耐烧蚀微观模型，并进行分子动力学行为数值模拟，探究电极材料自修复特性影响因素。研究结果表明：电极材料组分相同时，燃弧能量增大，电极烧蚀程度增强；电极材料与电弧能量相同时，环境温度升高，材料自修复程度减弱。电弧能量相同时，随着电极材料中Cr含量占比增加，CuCr合金电极耐烧蚀性能呈现增强趋势，遵循CuCr50>CuCr40>CuCr30>CuCr20>CuCr10的正相关规律，而自修复能力则呈现负相关性。
磁浮飞行风洞动模型与磁浮平台气动特性
寇杰;符澄;高兴龙;谭梦成;孙运强;磁浮飞行风洞是利用磁悬浮技术和动模型试验原理提出的一种新概念空气动力试验研究设施。高阻塞比、不规则的气动外形和极高的运动速度导致动模型和磁浮平台气动特性复杂。通过建立三维气动分析模型，对磁浮飞行风洞中的高速运动的动模型与磁浮平台气动特性进行分析，分析结果表明：常压、小阻塞度状态动模型运动诱导的压力脉动较小，常压、大阻塞度状态动模型运动诱导的压力脉动较大，且压力脉动是一个类似于压缩波的低频信号，随动模型一起运动。高速运动的磁浮平台随运行速度增加，背景压力下降影响，磁浮平台前方正压区域先增大后减小，负压作用效应则是先增强后减弱。即使背景压力下降，磁浮平台受到的气动阻力和气动升力仍随着速度的增加而不断增大，表明磁浮飞行风洞设计的气动边界主要为搭载大阻塞度模型的磁浮平台高速运行工况。
CFETR外真空杜瓦结构分析与疲劳寿命评估
李宁;杨庆喜;宋云涛;周才品;徐皓;陈建;陶腊宝;陆坤;外真空杜瓦是中国磁约束核聚变工程实验堆（CFETR）装置主机的外侧大型（直径D=38m，高度H=39.6m）真空容器，旨在为CFETR装置主机内部超导磁体提供稳定运行的高真空环境。外真空杜瓦需要经受100次抽放真空和500次真空室烘烤等运行工况。然而，在这些工况下，外真空杜瓦的薄弱部位可能因为热周期性交变载荷（1个大气压和200℃烘烤）而产生疲劳裂纹，导致容器发生裂缝泄漏或损坏而失效。因此，本文利用有限元方法重点分析了在抽放真空循环和真空室烘烤循环运行工况下，外真空杜瓦结构的最大受力位置和危险部位的疲劳仿真。通过分析结果，获得了外真空杜瓦在1个大气压和200℃烘烤带来的热周期性交变载荷下的整体受力分布情况，并评估了外真空杜瓦在疲劳失效后的使用寿命。这些分析结果为核查外真空杜瓦是否满足使用要求以及进行优化提供了理论依据。采用的分析方法也可以起到有益的参考作用，用于分析评价其它同类设备。