穿戴式光纤光栅指套仿生触压感知性能研究EI北大核心CSCD

针对灵巧机器手的仿生触压感知功能,以光纤布拉格光栅作为信息传输和感知载体设计了可穿戴的触压感知指套。分别对指套的三种触压状态进行研究,选择触压位置1为垂直指尖,触压位置2为倾斜15°指尖,触压位置3为倾斜30°指腹。触压感知特性分析和实验研究表明,在0~10 N的触压力范围内,该感知指套具有较好的灵敏度和线性度,在位置1、位置2、位置3的平均灵敏度分别为24.119 6 pm/N、10.338 3 pm/N、-1.580 7 pm/N,线性度都在99%以上,该指套能分辨出手指不同触压位置以及加载力(载荷)的大小。为进一步验证指套仿生触压感知性能,进行硬度辨别感知实验,提出了标准触压波深比作为硬度感知的量化表征参数。该传感指套可以感知出四种硬度硅胶,具有很好的重复性,重复性误差分别为3.82%、0.97%、0.51%、0.29%,为灵巧机器手触压感知的深入研究提供参考。     

用于可充锂电池的高倍率磷酸铁(II)锂正极材料

本文以聚氧化乙烯为碳源,用柠檬酸辅助湿化学法合成了高倍率的碳包覆的LiFePO₄。使用热重、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电表征材料的结构和电化学性质。结果表明,该材料组成为5 wt%疏松多孔的碳包覆相纯度很高的小的LiFePO₄颗粒。该材料适用于高倍率充放电,在5 C、10 C和20C的放电倍率下可以分别得到120、90和60 mAh·g^-1的稳定容量。     

立方KCaF_3电子、弹性和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论和赝势平面波近似法计算研究了立方钙钛矿KCaF_3的弹性、电子和光学性质.基态时,KCaF_3平衡晶格常数、体积弹性模量和实验及其他计算值一致.根据Hooke定律和Christoffel方程,研究了KCaF_3弹性常数Cij、体积弹性模量B、各向同性波速和弹性各向性异性因子随压力的变化关系.从电子能带理论出发,计算得到了KCaF_3电子能带、态密度和Milliken电荷布居数,并对其电子性质进行了详细分析.结果显示:立方钙钛矿KCaF_3为直接带隙绝缘体材料,其禁带宽度为6.22 e V;电荷主要从Ca和K原子向F原子转移;立方钙钛矿KCaF_3属于纯粹的共价型化合物.同时,本文还计算研究了KCaF_3的光学介电函数、吸收系数、复折射率、能量损失谱和反射系数等光学性质.     

钛和锆的添加对MgNi型合金电极电化学性能的影响

用机械球磨法（MA）成功合成了镁基储氢合金MgNi, Mg0.9Ti0.1Ni和Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1。研究了其结构和电化学性能。X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）结果表明合金为非晶结构，并有少量的Ni衍射峰存在。充放电测试结果表明这一系列合金具有很好的电化学活性。Ti和Co的替代使合金的循环稳定性好于MgNi合金。50周充放电循环后，Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1合金的放电容量明显好于MgNi合金，Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1的放电容量比MgNi合金高102.8%，比Mg0.9Ti0.1Ni合金高45.49%。在充放电循环过程中，合金电极容量衰减的主要原因是在合金电极表面Mg变成了Mg(OH)2。Tafel极化测试表明Ti和Co的添加可以提高合金电极在碱液中的抗腐蚀性能和提高合金电极的循环稳定性。EIS测试结果表明Ti和Co的替代可以明显提高MgNi型合金表面的电催化活性。     

Mg1-xTixNi(0≤x≤0.4)系列合金的合成及性能研究

采用机械合金化法成功制备了Mg1-xTixNi(0≤x≤0.4)系列三元合金.XRD结构分析表明,不同成分的合金在相同的球磨时间下非晶化程度有所区别,并且合金的非晶化程度随着球磨时间的增加而趋于完全.少量Ti的加入使得该系列合金的电化学性能及循环稳定性都有所提高.在球磨120h的该系列合金中,Mg0.9Ti0.1Ni合金的最大初始放电容量达到356.85mA·h·g-1(100mA·g-1,-0.5Vvs.Hg/HgO),而Mg0.7Ti0.3Ni合金的循环稳定性最好.Ti的加入亦提高了合金的抗腐蚀性能,使其腐蚀电位正移.     

MgNi2添加对AB5型储氢合金电化学性能的影响

制得了含Mg的AB5型稀土合金, 研究了合金添加Mg后合金电化学性能的变化. 采用ICP, XRD对合金组成和结构进行分析, 并通过EIS、CV、SEM和阳极极化曲线研究了电化学反应机理.     

探索光敏性共聚物P(St/CS-alt-MA)的自组装及其乳化行为

以苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)、香豆素苯乙烯醚化物(CS)为单体, 通过自由基溶液聚合合成了双亲性交替共聚物P(St/CS-alt-MA), 用凝胶渗透色谱、核磁共振等对聚合物结构进行表征, 并对其溶液自组装及组装体的乳化性进行了研究. 结果表明双亲性P(St/CS-alt-MA)可以在选择性溶剂中进行自组装形成马来酸酐单元为亲水微区、CS与苯乙烯单元为疏水微区的胶体粒子, 用紫外分光光度计, XPS, TEM研究了聚合物胶体粒子性质, 结果显示, P(St/CS-alt-MA)在水溶液中可以形成两亲性聚合物胶体粒子, 亲水单元在胶粒表面富集, 该两亲性聚合物胶体粒子具有良好的乳化性能.     

光纤布拉格光栅滑觉感知单元

以悬臂梁为核心结构设计了一种简单实用的滑觉感知单元.利用3支光纤布拉格光栅的中心波长差值的方差,以及波长偏移的大小和方向进行滑动判知,以实现滑动过程接触力变化、滑动速率与方向的检测.实验结果表明,在0.2～1N的接触力范围内,该滑觉感知单元对微小的滑动有良好的检测效果,最小灵敏度可达3.8pm/mm;滑动灵敏度、速率比例系数以及接触力的实验值与理论值的平均相对误差分别为6%、14%和6.6%.     

氮掺杂MnCo2O4/N-KB的制备及氧还原催化性能

以Mn(Ac)_2和Co(Ac)_2作为前驱体,导电碳Ketjenblack (KB)作为负载碳源,采用水解-水热法制备氮掺杂的MnCo_2O_4/N-KB催化剂材料,对其结构特征和碱性溶液中氧还原反应的催化性能进行表征,并进一步分析其氧还原反应活性。结果表明:MnCo_2O_4/N-KB催化剂的形态是KB骨架上生长纳米级MnCo_2O_4,并且在N-KB和MnCo_2O_4之间形成化学耦合,产生协同作用,有效提高了MnCo_2O_4/N-KB催化剂的氧还原活性。MnCo_2O_4与N-KB的质量比为1∶9时,MnCo_2O_4/N-KB催化剂在O_2饱和0.1mol·L~(-1)KOH溶液中对氧还原反应的电催化性能最佳,反应的极限电流密度为5.7 mA·cm~(-2),半波电位接近0.81 V,电子转移数为4。在相同负载量下,MnCo_2O_4/N-KB催化剂相比商用Pt/C(电流密度5.2 mA·cm~(-2),半波电位0.83 V)有着更高的极限电流密度和耐久性。