摘要:振动产生的机械能广泛存在于周围环境中。可以使用摩擦发电机有效地收集这些能量。然而,由于带宽有限,收集器的效率受到限制。为此,本文对变频能量收集器进行了全面的理论和实验研究,该收集器集成了基于振动冲击摩擦电的收集器和磁非线性,以增加工作带宽并提高传统摩擦电收集器的效率。带有尖端磁铁的悬臂梁与另一个极性相同的固定磁铁对齐,以产生非线性磁排斥力。通过利用尖端磁铁的下表面作为收集器的顶部电极,将摩擦电收集器集成到系统中,而将附有聚二甲基硅氧烷绝缘体的底部电极放置在下方。进行了数值模拟以检查磁体形成的势阱的影响。讨论了结构在不同激励水平、分离距离和表面电荷密度下的静态和动态行为。为了开发具有宽带宽的变频系统,通过改变两个磁体之间的距离来改变系统的固有频率,以减小或放大磁力,从而实现单稳态或双稳态振荡。当系统受到振动激励时,梁会振动,从而导致摩擦电层之间产生撞击。收集器电极之间的周期性接触-分离运动会产生交变电信号。我们的理论发现得到了实验验证。本研究的结果有可能为开发有效的能量收集器铺平道路,该收集器能够在广泛的激励频率范围内从环境振动中获取能量。与传统能量收集器相比,在阈值距离处发现频率带宽增加了 120%。非线性冲击驱动的摩擦电能量收集器可以有效拓宽工作频率带宽并增强收集的能量。
除了机械性能之外,超细粒材料的焊接对于结构使用也很重要。如果将融合焊接应用于超纤维砂岩材料,则很容易发生晶粒生长,并且强度降低。另一方面,摩擦搅拌焊接(FSW)可以抑制晶粒的生长,因为在FSW期间输入了较低的热量。8–12)因此,与融合焊接相比,FSW应该是一种更好的焊接金属的焊接方法。fsw主要用于铝合金,因为高熔化温度材料(例如钢)很难FSW。但是,钢是最常用的结构材料。这项研究的目的是阐明FSW在SPD制造的超纤维颗粒钢中的机械性能和微观结构的变化。还研究了具有中间尺寸的退火钢,还研究了超纤维和常规晶粒尺寸之间的中间大小,以阐明初始晶粒尺寸对FSW接头机械性能的影响。
摘要:随着科技的不断进步,用于增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的电子产品逐渐进入大众的视野,这些电子设备的电源也受到了科学家的更多关注。与传统电源相比,摩擦纳米发电机(TENG)由于体积小、转换效率高、能耗低等优点,逐渐被用于可穿戴柔性电子产品,包括AR和VR设备等自供电传感技术中的能量收集,是AR和VR产品中最受欢迎的电源。本文首先概括了TENG的工作方式和基本理论,然后回顾了AR和VR设备中使用的TENG模块,最后总结了TENG制备的材料选择和设计方法。TENG的摩擦层可以由聚合物、金属和无机材料等多种材料制成,其中聚四氟乙烯(PTFE)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)是最受欢迎的材料。要提高TENG的性能,必须选用合适的摩擦层材料。因此,针对不同的应用场景,TENG的设计方法对其性能起着重要作用,合理的制备材料和设计方法的选择可以大大提高TENG的工作效率。最后,总结了纳米发电机的研究现状,分析并提出了未来的应用领域,并总结了材料选择的要点。
通过梅尔德过程沉积的标本。在此图像中,可以看到底物和第一个沉积层之间的界面以及第一和第二沉积层之间的界面。有助于识别接口红色箭头以及两侧的绿色虚线。
Onitsuka,Shugo Advanced Energy Materials,国际碳中性能源研究所,京都大学Onitsuka,Shugo Advanced Energy Materials,国际碳中性能源研究所,京都大学
经典的金属制造和连接涉及两种不同的途径:一条基于熔化和结合;其他利用塑性变形。要用所需的几何形状制造金属组件,配偶工程师可以加热并融化金属,将其倒入具有预定层形状的模具中,然后通过冷却使其在模具中凝固。这是铸造过程[1]。替代,当金属保留在固态中时,可能会将金属按或将金属锤成所需的形状。这是锻造过程[2]。在铸造更能产生较大且复杂的形状时,宽容会导致改善的机械性能,例如更好的延展性,更高的产量和拉伸强度以及较长的疲劳寿命。加入两个金属工件,材料工程师可以使用弧[3],煤气
单点渐进成形(SPIF)过程中的摩擦是影响工件表面质量和成形性能的主要因素。为了研究工艺参数对SPIF中摩擦的影响,根据SPIF成形原理和成形过程中摩擦的特点,以成形工具与金属板料的接触面积为分析对象,解析表达考虑摩擦条件下的受力状态,给出成形力与摩擦系数之间的关联表达式。在此基础上,通过实验测力计算得到不同工艺参数下的摩擦系数值,并通过有限元模拟验证所获摩擦系数的准确性和有效性。最后,采用表面响应法分析了成形参数对摩擦系数的影响及摩擦系数的预测模型。研究结果表明:刀具直径或主轴转速的增加有助于减小接触面间的摩擦系数,而分层进给量、进给速度或成形角的增加均使摩擦系数有不同程度的增大。研究结果可为提高零件表面质量和成形性能提供理论和技术参考。
摘要:近年来,作为低成本,导电层的半导体聚合物已受到越来越多的关注。为了显示合理的电导率,必须掺杂半导体聚合物,该过程需要氧化或还原共轭主链和结构重排,以便将电荷平衡柜台容纳到聚合物网络中。在这里,我们旨在了解这种结构重排如何有助于掺杂的能量。我们利用了一个事实,即摩擦对齐的聚(3-己基噻吩-2,5-二苯基)(p3HT)膜包含两个多晶型物,一种具有晶体结构,其密度低于在未对齐的膜中观察到的结构,而另一个具有更紧密的,更紧密的浓度,浓度更紧密的晶状体结构。分别相对于底物,这两种结构分别是面对面和边缘的,因此它们的衍射在Q空间中很好地分开,因此可以分别监测每个种群的掺杂诱导的结构变化。当电影掺杂2,3,5,6- tetrafluoro-7,7,8,8-四甲苯喹啉甲烷烷(F 4 TCNQ)时,比浓度更容易诱导的结构变化,而不是浓度更容易诱导的结构变化。这一发现表明,在掺杂过程中,聚合物晶体结构的重新排列是一个重要的能量术语,并且可以通过设计新聚合物来促进半导体聚合物的掺杂,在该聚合物中,可以在结构减少的聚合物及时中容纳掺杂剂。s
抽象的摩擦电纳米生成剂(Tengs)站在能量收集创新的最前沿,通过扭矩电信和静电诱导将机械能转化为电力。这项开创性的技术解决了对可持续和可再生能源解决方案的迫切需求,为自动系统开辟了新的途径。尽管有潜力,但Tengs仍面临挑战,例如材料优化,以增强摩擦电效应,可伸缩性和在各种条件下提高转化效率。耐用性和环境稳定性也构成了重大障碍,需要对更弹性的系统进行进一步的研究。自然启发的Teng设计通过模拟生物学过程和结构(例如植物的能量机制和动物皮肤的质感表面)提供了有希望的解决方案。这种仿生方法已导致材料特性,结构设计和整体性能的显着改善,包括提高能量转换效率和环境鲁棒性。对生物启发的Tengs的探索已解锁了能源收集,自动传感和可穿戴电子产品的新可能性,强调通过创新设计降低能耗和提高效率。本综述封装了自然界中的挑战和进步,激发了滕斯的启发,强调了仿生原理的整合以克服当前的局限性。通过专注于增强电气性能,生物降解性和自我修复功能,自然启发了Tengs为更可持续和多功能的能源解决方案铺平了道路。
与无协议脱欧相比,英国的无协议脱欧可能会带来更多前期损失,但基本的自由贸易协定仍意味着贸易摩擦将比现在严重得多。我们估计,2020 年后过渡到欧盟-英国自由贸易协定将使爱尔兰的产出从长远来看降低约 3.5%。比我们模拟的自由贸易协定更全面的欧盟-英国协议将减少这些损失。相反,如果英国在 2020 年后转为按照 WTO 条款进行贸易,这将导致爱尔兰产出下降超过 5%。无论未来协议的具体性质如何,没有任何安排能够复制欧盟成员国的贸易和经济一体化程度,这将给受影响的行业,尤其是农业食品行业带来重大挑战。随着有关英国脱欧后最终欧盟-英国贸易关系的更多细节浮出水面,将需要进一步分析以评估其对爱尔兰经济的影响。