摘要。可以通过针对替代外加剂以及精确控制制造过程的多方面方法来促进建筑材料和与水泥和混凝土相关的工业过程的脱碳。减水化学外加剂在先进混凝土混合物的开发中发挥了至关重要的作用。为从玉米秸秆生物质生产航空燃料而开发的较新的生物质加工技术产生了更具反应性的木质素副产品,该副产品适合进行化学改性以模仿具有较小碳足迹的聚羧酸醚外加剂的性质。本研究考察了木质素基减水外加剂在用于 3D 打印的水泥浆和砂浆混合物中的使用。实验计划探索使用不同剂量的木质素基外加剂来生产具有适当挤出性和可建造性的 3D 打印样品。进行了流变学表征以确定各种混合物的流动曲线。最后,通过等温量热法监测水泥浆体的水化热,以评估木质素基掺合料对水泥水化过程的影响。本研究结果表明,使用生物质副产品(例如木质素基掺合料)具有巨大潜力,可以有效控制水泥基材料的新鲜状态性能。
摘要:Perovskites是热化学能量储能应用(TCE)的众所周知的氧化物,因为它们由于非石化计量学而显示出巨大的自发O 2释放潜力。过渡金属的钙钛矿由于其不同的氧化态而是TCE的特别有希望的候选者。重要的是要测试用于TCES应用的钙钛矿的热行为;但是,可以在热分析中使用的样品量受到限制。使用氧化还原循环流经床测试可以提供更现实的方法,因为可以使用大量样品来测试钙钛矿的循环行为。在这项研究中,通过热分析和流动性床测试研究了氧化还原循环下Mn-或Cu取代的SRFEO 3(SRFE 0.5 m 0.5 O 3; M:MN或CU)的氧释放/消耗行为。还通过差异扫描量热法(DSC)计算了钙钛矿的反应焓。cu在SRFEO 3中的取代增加了循环稳定性和氧气释放/摄取能力的显着性能。MN取代也提高了环状稳定性;但是,MN作为FE的替代品的存在并不能改善钙钛矿的氧气释放/摄取性能。
摘要 本研究介绍了对蜂蜡作为热能存储低温相变材料的研究。热能存储技术有可能实现能源的可持续性,特别是在高温和低温应用中的太阳能和废热回收方面。蜂蜡已被确定具有用于热能存储 (TES) 的潜力。本研究调查了来自不同筑巢生态的三种蜂蜡样品的热稳定性和生命周期。使用差示扫描量热法 (DSC)、热重分析 (TGA) 和差示热分析 (DTA) 来确定它们是否适用于低温热能存储应用。结果表明,样品 A、B 和 C 的蜂蜡在 60 o C 至 270 o C、60 o C 至 260 o C 和 60 o C 至 250 o C 的工作温度下具有稳定性。使用 Coffin Mason 方程进行的生命周期分析表明,该材料在蜂蜡稳定温度范围内可存活 34.76 年。因此,蜂蜡可用于低温储热应用。
摘要:由于其良好的材料特性(例如耐腐蚀、耐磨、生物相容性),聚酰胺 12(PA12)等热塑性材料因可用作金属部件上的功能涂层而备受关注。为确保涂层的空间分辨力并缩短工艺链,通过激光束(DED-LB/P)进行聚合物粉末的定向能量沉积是一种很有前途的方法。由于特征吸收带,在 DED-LB/P 装置中使用波长为 1.94 µ m 的铥光纤激光器进行研究,以在无需添加任何吸收添加剂的情况下在不锈钢基材上生成 PA12 涂层。通过红外热成像分析了能量密度和粉末质量流量的影响。此外,还通过差示扫描量热法、激光扫描显微镜、光学显微镜和交叉切割测试对涂层进行了表征。本研究结果首次证明了使用铥光纤激光器实现无吸收体 DED-LB/P 工艺的基本可行性。可实现孔隙率低、附着力好的 PA12 涂层。根据特定应用的要求,必须在 PA12 涂层的密度和表面质量之间进行权衡。使用红外热成像技术适用于现场检测因能量输入过多而导致的工艺不稳定性。
摘要:本研究采用激光定向能量沉积在 TiNi 形状记忆合金基体上构建富 Ti 三元 Ti-Ni-Cu 形状记忆合金,实现多功能双金属形状记忆合金结构的连接。采用经济高效的 Ti、Ni 和 Cu 元素粉末混合物作为原材料。采用各种材料表征方法来揭示两部分不同的材料特性。制备的 Ti-Ni-Cu 合金微观结构以 TiNi 相为基体,Ti 2 Ni 二次沉淀物。硬度没有显示出高值,表明主相不是硬质金属间化合物。通过拉伸试验获得了 569.1 MPa 的结合强度,数字图像相关揭示了两个部分不同的拉伸响应。使用差示扫描量热法测量相变温度。测得 Ti-Ni-Cu 合金截面的奥氏体终轧温度高于 80 ◦ C。对于 TiNi 基体,经测试,奥氏体终轧温度在底部接近 47 ◦ C,在上部基体区域约为 22 ◦ C,这是由于重复的激光扫描对基体起到了退火作用。最后,对两个形状记忆合金侧面的多重形状记忆效应进行了测试和识别。
摘要 多尺度增强聚合物由于包含三种不同的尺度而具有增强的功能:微纤维、纳米纤维和纳米颗粒。这项工作旨在研究通过静电纺丝制备的不同聚合物基纳米织物作为多层纤维增强聚合物复合材料的增强夹层的适用性。研究了三种不同的聚合物:聚酰胺 6、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯,包括纯的和掺杂有多壁碳纳米管 (MWCNT) 的。还研究了纳米管浓度对所得纳米织物性能的影响。制备了九种不同的纳米织物系统。研究了最终用作增强夹层的不同纳米织物系统的应力-应变行为,以评估机械性能的增强并评估其作为夹层增强材料的潜力。采用扫描电子显微镜来可视化静电纺丝纳米织物的形貌和微观结构。通过差示扫描量热法研究纳米织物的热行为,以阐明纳米织物的玻璃化温度和熔点,这可用于确定复合材料的最佳加工参数。引入 MWCNT 似乎可以增强聚合物纳米织物的机械响应。在玻璃化转变温度以上进行热处理后,对这些夹层增强材料的机械性能进行检查表明,形态和微观结构的变化可以进一步增强机械响应。
摘要:木质素是一种具有许多有希望的特性,对聚合物混合物有益。这项工作的主要目的是研究木质素与聚乳酸(乳酸)混合的加工性,兼容性和可回收性。将两种不同的商业牛皮木质蛋白和一个酚类有机溶胶木质素与聚(乳酸)以各种重量百分比混合,靶向高木质素含量(30、50和70 wt%)。获得的混合物通过融合沉积建模用于增材制造。所有获得的材料均通过拉伸试验,热重分析,不同的扫描量热法和31 p NMR的透度表征。通过重新排列多达四次,评估了聚合物混合材料的可回收性,并评估了它们的可打印性。结果表明,该材料在多达三个周期中保留了其机械性能,其拉伸强度降低了30%。酚类有机溶质木质素在更广泛的木质素含量上表现出更好的可打印性,同时保持相似的热和机械性能。关键词:基于生物的材料,回收,聚(乳酸),木质素,混合■简介
摘要:用于固态钠(NA)电池的复合固体聚合物电解质(CSP),由于其高模量,良好的机械性能和相对于液体电解质的总体安全性而具有吸引力。重要的CSPE特性(例如结晶度和离子电导率)与填充材料的物理化学特征紧密相关。在这项工作中,我们研究了2D六角硼(2D H-BN)含量如何在聚(氧化乙烷)(PEO)基于Na-ion的CSPE中使用NANO 3作为模型盐进行Na-ion传导的聚(PEO)CSPES中的流动聚合物结晶度和离子电导率。使用X射线差异(XRD),差异扫描量热法(DSC)和电化学阻抗光谱镜(EIS),我们发现聚合物结晶度在H-BN浮动的存在中会增加,而总离子电导率相对降低了相对降低的样品。量子机械DFT计算揭示了H-BN与两个离子盐的两个离子结合的能力,更强烈地与Na +阳离子结合,迄今为止,在基于Na的聚合物电解质的情况下尚未报道。这项工作中的实验和计算效果的组合提供了关键的物理见解,以了解填充剂的几何特征和化学特征(即刘易斯酸度和刘易斯碱度)在CSP的设计中用于Na-ion传导。
最大限度地减少代谢能量消耗 (MEE) 对提高运动障碍人士的活动能力至关重要,因为需要高能量的运动会导致活动减少。康复计划和设备使用 MEE 来确定其有效性,但由于时间延迟和非真实条件,使用间接量热法会受到限制。肌电图 (EMG) 可以深入了解肌肉如何激活;因此,本研究的目的是通过利用 EMG 信号开发实时 MEE 反馈系统。参与者以不同的步频(首选、+/- 15%、+/- 30%)完成了五种步行条件,同时收集了呼吸气体交换、地面反作用力和 EMG 信号。实时 EMG 信号被数字积分并分成步幅,然后按力成本 (COF) 系数缩放。MEE 具有先前文献中看到的预期二次关系 (R 2 = 0.967),以及 COF 数据 (R 2 = 0.701)。 EMG 方法稳定在 75.1% - 133.1% 之间,不在 MEE 的近距离范围 (90% - 110%) 内;因此,未来的研究必须研究其他数学方法。我们的结果表明 MEE 和 EMG 活动之间存在定性关联,可用于提高残疾人士的行动能力和生活质量。
摘要 当前的能源危机促使了可再生能源和储能材料的开发和利用。本研究以乙酰丙酸 (LA) 和 1,4-丁二醇 (BDO) 为原料,通过酶法和化学法合成了新型乙酰丙酸 1,4-丁二醇酯 (LBE)。酶法在合成过程中表现出优异的性能,LBE 产率为 87.33%,而化学法副产物较多且能耗较高。此外,还评估了所得 LBE 作为相变材料 (PCM) 的热性能。差示扫描量热法 (DSC) 和热重分析 (TGA) 表明熔化温度、熔化潜热和热解温度分别为 50.51 ℃、156.1 J/g 和 150~160 ℃。与传统石蜡相比,制备的PCM具有更高的相变温度、更高的熔化潜热和更好的热稳定性。添加膨胀石墨(EG)后,热导率可提高至0.34 W/m/k。综上所述,LBE作为低温相变储能材料在储能应用中具有巨大的潜力。关键词:乙酰丙酸,多元醇酯,热性能,酶法,热可靠性图文摘要
