纤维新材料

• β-环糊精改性多级孔纤维素膜的制备及其吸附性能

  孟建强;郜慧慧;潘赢;马六甲;侄伦豪;

  为制备面向水体中微量污染物脱除的兼具高吸附容量和高吸附速率的理想型吸附剂，设计了一种多级孔高分子吸附膜，将β-环糊精（β-CD）通过硅烷偶联反应负载到大孔纤维素微滤膜表面。β-环糊精因具有外亲内疏的特性，可以与有机污染物分子形成包合物，为吸附作用的产生贡献活性吸附位点，而纤维素膜的大孔径能够为物质的传输提供对流传质通道，提高吸附速率。结果表明：通过简单的硅烷偶联反应将β-CD修饰再生纤维素微滤（RC）膜，制备出了具有介孔-大孔多级孔结构的RC-g-KHCD膜；吸附膜对苯酚的平衡吸附容量可到达0.130 mmol/g，对异丙甲草酸的平衡吸附容量可到达0.048 mmol/g，吸附热力学曲线符合Langmuir吸附模型，而吸附动力学曲线则符合膜扩散模型；再生重复使用测试进行10次后，吸附膜的再生效率仍然均达到90%以上，说明β-环糊精改性的纤维素膜是一种有效的吸附膜材料。

  2022年03期 v.41;No.204 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2154K]
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• 膜电渗透装置分离戊二醛-水及电场对聚砜膜的影响

  王韬;曹利娜;李赛;纪志超;

  为了发掘电场作为膜分离过程推动力的巨大潜力，强化近似匀强电场下的膜分离传质过程，采用自主设计的膜电渗透装置对具有极性差异的戊二醛-水物系进行无相变的分离。结果表明：在膜的两侧施加电场后，纯水和戊二醛-纯水物系的膜通量均有所增加；戊二醛-纯水物系的膜通量相较于单一纯水的膜通量有所减少，从而证明电场对极性大的物质的作用力较强；随着电压的增大、电场强度不断增强，电场对体系中极性分子的作用力也不断增大；施加电场后，渗透液中戊二醛的含量扩大了1.6～2.5倍；对渗透膜本身而言，电场的存在使聚砜膜的亲水性降低，并且聚砜膜的表面结构没有因为弱化匀强电场的存在而发生显著的变化，但是电场的施加能够产生与强吸电子基团存在时同样的效果，从而出现醛基中C—O伸缩振动强吸收峰，该极性共价键的突出说明了在电场对物质极性的增强具有明显的作用。

  2022年03期 v.41;No.204 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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• PA/n-PPS隔膜的制备及其在水系电池中的性能

  张马亮;谭策;程博闻;李振环;

  为构建高性能水系电池隔膜，通过聚酰胺（PA）膜溶液涂覆修饰聚苯硫醚（PPS）超细纤维膜的方式制备了PA/n-PPS微纳米复合纤维隔膜，并研究了PA/n-PPS隔膜的形貌结构对隔膜性能的影响。结果表明：当PA的质量分数为11%时，PA/n-PPS隔膜的孔隙率最大并且膜孔结构均匀，电化学性能最佳，其保液率达到548.41%，离子电导率为3.12×10~(-2)mS/cm；在0.2 C倍率条件下，隔膜组装的电池初始放电比容量为340mA·h/g，并且经过100次循环，放电比容几乎无波动，放电效率接近100%，表现出极佳的循环稳定性。

  2022年03期 v.41;No.204 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K]
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染整与化工

• 聚醚醚酮水性上浆剂对碳纤维热塑性复合材料界面性能的影响

  周存;田智勇;

  为了提高碳纤维（CFs）热塑性树脂基复合材料的界面性能，采用以相反转乳化法制备的聚醚醚酮（PEEK）水性上浆剂对CFs进行上浆处理，然后通过手糊热压的方式制备CFs/PEEK树脂热塑性复合材料，研究上浆剂乳液浓度与上浆剂的附着量对CFs及其热塑性复合材料界面性能的影响。结果表明：当PEEK上浆剂在水乳液中质量分数为2%时，乳液的表面张力具有最小值29.2 mN/m,PEEK上浆剂乳液具有最佳的表面润湿与铺展性能，PEEK上浆剂的最佳附着量为6 mg/g；采用此上浆工艺条件上浆后的CFs表面氧元素质量分数增加到19.51%,CFs复丝断裂强度较原厂上浆CFs提高了23.7%，制备的CFs/PEEK复合材料拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度比未上浆改性的分别提高了58.37%、37.01%和47.53%。与基体树脂同质的PEEK复合型水性上浆剂能明显改善CFs/PEEK复合材料的界面黏结性能，显著提高CFs/PEEK的整体力学性能。

  2022年03期 v.41;No.204 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K]
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• 长循环寿命多孔铁钴双金属氧化物纳米球电极材料的制备

  张庆印;季梦鸽;刘小露;时志强;

  为了提高双金属氧化物电极材料的电化学性能和循环稳定性，通过简单省时的溶剂热煅烧法制得多孔铁钴双金属氧化物（Fe_xCo_yO_4）纳米球，并探究加入不同比例的铁钴对电化学性能的影响；通过XRD、SEM和XPS对所得的电极材料进行表征，利用电化学工作站和蓝电电池测试系统等进行电化学性能测试。结果表明：多孔的双金属氧化物纳米球可以有效地提高超级电容器的电化学性能，同时还具有超长的循环寿命；当加入的铁钴比例为1∶1时，所制备的FeCoO_4多孔纳米球电极表现出最大比电容596 F/g；将电极材料组装为对称超级电容器，测试其循环稳定性，在3 A/g的电流密度下循环20 000圈后，其容量保持率可增加至120%。

  2022年03期 v.41;No.204 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2715K]
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• 富含氮氧杂原子的共价嗪基框架的合成和结构

  赵永男;高国伟;高海燕;

  为了获得一种新型富含氮氧杂原子的共价嗪基框架，以富含氮、氧杂原子的2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪和三聚氯氰为单体，通过傅克反应合成了这种聚合物（CTFO）;IR、XPS证实了三聚氯氰在2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪的苯氧基对位上发生缩聚，形成三连接的片层状框架结构；XRD、HRTEM测试结合结构拟合表明了CTFO的AB堆叠多孔层状结构，孔径为0.52 nm；氮气吸附测试证实了CTFO中存在0.5 nm的微孔和堆积形成的24.14 nm的介孔，比表面积为87 m~2/g，孔容为0.47 cm~3/g；热重分析表明了CTFO在低于450℃下具有良好的热稳定性。

  2022年03期 v.41;No.204 36-41+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K]
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• 强化球磨法对废钒钨钛脱硝催化剂载体TiO_2的分散工艺

  桂建舟;周光虎;李柯志;刘丹;

  为降低回收废钒钨钛选择性催化还原（SCR）催化剂载体TiO_2颗粒粒径，增大回收载体TiO_2的比表面积，通过系列化优化工艺实验，考察了分散剂种类、颗粒表面单位面积氢离子数量、颗粒表面单位面积分散剂质量和球磨时间对废SCR催化剂载体TiO_2颗粒分散效果的影响。结果表明：废SCR催化剂载体TiO_2颗粒的最佳分散工艺为：聚氧乙烯月桂醚为分散剂，颗粒表面单位面积氢离子数量为7.1×10~(-12)mol/m~2，颗粒表面单位面积分散剂质量为0.33 mg/m~2，球磨时间为2 h，此时得到的回收载体TiO_2颗粒粒径最小，降至2.19μm。

  2022年03期 v.41;No.204 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K]
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电子信息与自动化

• 基于电磁式阵列传感器的平纹编织碳纤维复合材料检测方法

  李红利;李硕;修春波;张荣华;

  为了研究平纹编织结构碳纤维复合材料（CFRP）的结构特点并检测其表面是否存在裂纹缺陷，针对CFRP的各向异性和异质性特点，提出了方块模型和纱线模型；同时基于电磁感应原理，设计了一种无需手动旋转的12线圈电磁式阵列涡流传感器，通过采集CFRP样板上传感器电阻的变化规律来研究其结构特点；在此基础上，采用方块模型模拟表面存在裂纹缺陷的平纹CFRP，利用传感器得到在有缺陷的样板上传感器电阻的变化规律，并进行了实验验证。结果表明：阵列涡流传感器在2种模型上的电阻极坐标图都为蝴蝶形，2种模型都具有一定的有效性，提出的模型和传感器还可以检测平纹CFRP裂纹缺陷，存在裂纹时电阻减小。

  2022年03期 v.41;No.204 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2396K]
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• 基于转矩前馈补偿的双永磁电机系统转速同步控制

  耿强;李亮;周湛清;

  针对负载转矩扰动造成的双永磁电机系统转速同步性能下降的问题，提出采用观测器测量负载转矩并进行前馈补偿的策略，以减小负载转矩扰动对系统同步性能的影响。首先基于电机数学模型设计了负载观测器，根据传感器测量得到的机械角速度与q轴电流信息准确地估计电机的负载转矩，并结合交叉耦合结构实现了两台电机的转速同步。仿真与实验结果证明：采用所提策略可以准确观测负载转矩，显著减小双永磁电机间的同步误差，大幅缩短双电机调速过渡过程，有效提升系统同步性能。

  2022年03期 v.41;No.204 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 3367K]
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• 一种抑制提离噪声的相位解析电磁无损检测方法

  张荣华;宋观惠;

  为解决在涡流检测中提离高度变化会造成对检测结果误判的问题，推导并修正了一个与提离高度无关的相位解析模型。由于拟合相位的参数能辨识导电材料电导率、厚度、缺陷等变化，因此建立了能反映样板品质的参数集合。结果表明：在0～6 mm提离噪声下，该模型能快速响应不同提离高度下材料电导率和厚度的变化，测量结果与实际结果的误差均小于1%；在0～2 mm提离噪声下，结合集肤效应理论，选择适当的频率区间，能有效辨识表面缺陷与亚表面缺陷。

  2022年03期 v.41;No.204 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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• 基于空洞卷积神经网络的毒株胚蛋裂纹分割

  耿磊;张静;肖志涛;童军;

  针对工厂机械设备的噪声和振动、胚蛋蛋壳表面的污斑和裂纹大小、光源打光方式会对裂纹检测产生严重影响，提出一种基于密集空洞卷积模块（DACM）与空洞空间金字塔池化结构（ASPP）的卷积神经网络（CNN）分割方法分割胚蛋裂纹。采用编码器-解码器网络结构与密集连接的空洞卷积结合，增强空间信息表示并重建不同尺度目标信息；同时，在网络浅层引入ASPP，获取多尺度特征，增强细节信息，提高网络分割性能。结果表明：在自制毒株胚蛋顶部裂纹与侧面裂纹数据集上，该方法的平均交并比（MIoU）分别达到了74.2%与81.3%，具有较强的鲁棒性。

  2022年03期 v.41;No.204 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K]
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机械设计与制造

• 五剑杆织机引纬工艺设计及纬纱张力研究

  杨建成;何浩浩;王慧勇;岳三旺;刘家辰;

  为提高带芯立体织物的织造效率，在分析现有立体织机织造技术缺点的基础上，设计了一种新型的五剑杆引纬工艺。对五剑杆引纬过程的纬纱进行分析和计算，得出多层纬纱张力不均；针对五层纬纱张力不均，基于动摩擦力一致性设计了一套新型共轭凸轮摆杆组合式张力补偿机构，运用Voigt模型建立了摆杆摆角与纬纱张力的数学模型并通过Matlab进行仿真，基于Adams平台模拟共轭凸轮与滚子接触碰撞并进行了运动学仿真。结果表明：五剑杆引纬效率是单剑杆引纬效率的5倍，该张力补偿机构在补偿过程中摆杆运动平稳，从而纬纱张力变化平稳且无波动，此机构能够实现初始张力不同的多层纬纱在凸轮转动50°后其张力达到并稳定在6N。

  2022年03期 v.41;No.204 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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• 计及蜂窝芯层的垂直轴风力机叶片主梁结构优化设计

  张旭;余翔;

  针对主梁采用蜂窝芯层后垂直轴风力机叶片会出现重量激增的问题，提出通过主梁的结构优化来达到叶片轻量化设计的目的。利用Fluent软件计算叶片的气动力，应用多项式拟合分别建立主梁结构参数与叶片的质量、最大等效应力的响应面方程；以叶片的质量最小为设计目标，利用遗传算法优化腹板的位置和厚度以及蜂窝芯层的厚度、胞元斜壁长，研究优化前后叶片在额定工况下最大的位移、应力和应变。结果表明：优化后叶片的质量减少了8.14%，且位移、应力和应变分别减少3.92%、29.39%和35.32%，结构性能得到明显提高。

  2022年03期 v.41;No.204 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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