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织构化工艺在无铅压电陶瓷中的应用
伍萌佳,杨群保,李永祥
2007 Vol. 22 (6): 10251031
摘要(
3981 )
PDF(1016KB)(
2426
)
近年来, 织构化工艺作为一种提高无铅陶瓷压电性能的有效方法, 在国内外得到了广泛地研究和关注. 本文综述了几种常用的织构化工艺, 包括热处理技术、非等轴粒子取向固化技术、模板晶粒生长技术、反应模板晶粒生长技术和多层晶粒生长法的发展与应用, 并详细讨论了每一种工艺对陶瓷微结构和织构化生长机制的影响.
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无水溶胶-凝胶法制备LiFePO4/C电极材料及其结构和电化学性能
樊军良,潘洪革,高明霞,林燕,刘继强
2007 Vol. 22 (6): 10321036
摘要(
3093 )
PDF(484KB)(
1932
)
以乙二醇为溶剂, 采用溶胶-凝胶法合成了LiFePO4/C. 采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和电化学阻抗谱等分析测试方法, 研究了600~750℃范围内合成的LiFePO4/C的微观结构特征、在不同放电倍率下的循环稳定性和放电容量等电化学性能. 研究结果表明, 合成温度对LiFePO4的结晶状况及LiFePO4/C电极的电化学性能有着显著的影响. 700℃烧结的产物结晶完整, 颗粒细小(~150nm) 均匀, 电化学性能有了显著的提高, 0.5C的放电容量达到150mAh/g, 1C的放电容量仍有141mAh/g, 经200个循环, 放电容量基本保持不变.
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Al2O3膜表面包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的微观结构和电化学特性
李新禄,康飞宇,白新德,沈万慈
2007 Vol. 22 (6): 10371040
摘要(
3054 )
PDF(461KB)(
1970
)
采用液相浸渍法在球形颗粒LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆上了一层Al2O3膜. 结构分析表明, 表面Al2O3膜的厚度约100nm, 具有一定的无定形结构, 核体材料具有纯六方相结构. 实验结果证明, 表面Al2O3膜能够有效提高正极材料的耐过充能力和循环稳定性. 在截止电压为3.0~4.5V, 充放电倍率为1C的条件下, Al2O 3表面包覆膜后正极活性物质50次循环的容量保持率提高了11.5%.
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团聚对中温固体氧化物燃料电池电解质Sm0.15Gd0.05Ce0.8O1.9致密化的影响
罗丹,骆仲泱,余春江
2007 Vol. 22 (6): 10411045
摘要(
3265 )
PDF(643KB)(
1697
)
采用乙二胺四乙酸(EDTA)-硝酸盐、溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法合成了Sm0.15Gd0.05Ce0.O1.9 (SGDC)纳米粉体, 研究了以不同分散方式和分散时间制备的SGDC在各种烧结温度下的致密化行为. 为更好地考察团聚对SGDC致密化的影响, 本实验引入团聚体系数(Coagulation factor)来具体表征和量化纳米SGDC的团聚程度. 结果表明: 团聚在烧结过程中, 严重阻碍和抑制了SGDC的致密化; 在同一烧结温度下, 团聚体系数较低的固溶体具有更高的烧结致密度. 通过高剪切乳化分散后, SGDC的团聚体系数为1.04时, 烧结致密化温度可降低至1300℃. 这个温度比以前文献中所报道的1400~1600℃的烧结温度要低得多. 通过对团聚的控制, 显著改善了SGDC电解质的烧结性能.
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水蒸汽活化树脂炭用做双电层电容器电极材料
韩鹏献,王成扬,时志强,吕嘉辉,秦军,姚国富
2007 Vol. 22 (6): 10461050
摘要(
3398 )
PDF(569KB)(
1748
)
以热固性酚醛树脂为前驱体, 采用水蒸汽为活化剂, 通过改变活化时间, 制备出了一系列双电层电容器用活性炭(PFR(1-5)). 采用低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构, 发现随着活化时间的增加, 活性炭的比表面积和中孔率增 大. 电化学测试表明, 用活化时间为5h的PFR5H制备的模拟EDLC的比电容, 在有机体系中50mA/g恒 流放电比电容达106.5F/g, 1000mA/g下放电仍保持99.7F/g, 仅衰减了6.4%, 具有良好的倍率特性. 交流阻抗谱测试结果显示PFR5H的内阻最低, 具有良好的电容性能和功率特性.
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全钒液流电池用石墨-乙炔黑复合电极的研究
张远明,黄启明,李伟善,彭海燕,胡社军
2007 Vol. 22 (6): 10511055
摘要(
3306 )
PDF(513KB)(
2052
)
用循环伏安法研究了石墨及其与乙炔黑复合所制备的电极在5mol/L H2SO4+1mol/L VOSO4溶液中的循环伏安行为, 并用扫描电镜观察了复合材料的表面形貌. 循环伏安结果表明, 石墨对全钒液流电池的正极电对V(IV)/V(V)和负极电对V(II)/V(III)的氧化还原反应具有良好的可逆性, 但氧化还原电流较小; 乙炔黑能够明显提高二电对在石墨上的氧化还原电流. 扫描电镜观察表明, 细小的颗粒状乙炔黑能够均匀地覆盖在片状石墨的表面. 通过比较复合电极的循环伏安行为, 得到用作全钒液流电池的正负极材料的最佳乙炔黑与石墨质量比分别为15:85和4:96.
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掺磷四面体非晶碳薄膜电极的电化学伏安特性
刘爱萍,朱嘉琦,韩杰才,韩潇,吴化平
2007 Vol. 22 (6): 10561060
摘要(
2965 )
PDF(445KB)(
1675
)
采用过滤阴极真空电弧技术, 以高纯磷烷气体为掺杂源制备掺磷四面体非晶碳(ta-C:P)薄膜. 利用X射线光电子能谱和激光拉曼光谱表征薄膜的成分和结构, 采用循环伏安和微分脉冲伏安分析薄膜的电化学行为. 结果表明, 磷的掺入没有引起薄膜非晶结构的明显变化, 只是促进了sp2杂化碳原子的团簇. 经过酸预处理的ta-C:P薄膜在硫酸溶液中有宽的电势窗口和低的背景电流; 对Cl-有催化活性; 薄膜表面电子传输速度快; 对水溶液中Cu2+和Cd2+有检测活性. 因此具有良好导电性的ta-C:P薄膜适于作为电极并有望用于污水中重金属离子的分析检测等领域.
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掺Sr铬酸镧粉体的合成及低温烧结行为研究
刘伟明,李胜利,李士刚,王笑
2007 Vol. 22 (6): 10611064
摘要(
3264 )
PDF(723KB)(
1742
)
通过溶胶-凝胶法制备了La1-xSrxCrO3纳米粉体并实现了低温致密烧结, 用X射线衍射仪、透射电镜、差示扫描量热分析仪和扫描电镜对粉体和烧结体进行分析. 结果表明: 粉体的平均直径<50nm, 当x=0, 0.1时, 粉体为单一的La1-xSrxCrO3, x=0.3时存在第二相SrCrO4. Sr掺杂使铬酸镧晶格产生畸变, 随Sr含量的增加, 晶格常数逐渐变小. 铬酸镧纳米粉体的烧结分为两个阶段, 1200℃以前的缓慢放热和1350℃左右的较快放热, 分别对应烧结的初期和中期. 依据DSC分析结果制订了烧结工艺, 并在1380℃烧结得到相对密度91%的铬酸镧烧结体.
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铈掺杂TiO2/Ti光电极制备及可见光下光电催化性能的研究
孙海健,刘惠玲
2007 Vol. 22 (6): 10651069
摘要(
4078 )
PDF(543KB)(
2485
)
采用阳极氧化法制备铈掺杂TiO2/Ti光电极, 用SEM、XRD、XRF、XPS和UV/VIS/NIR对光电极的性能进行表征, 并对其可见光照射下的光电催化性能进行了测试. 研究结果表明:在成膜电压为160V, 电流密度为100mA/cm2, Ce(NO3)3浓度为960mg/L条件下制备的铈掺杂TiO2/Ti光电极在降解罗丹明B的实验中表现出良好的光电催化活性.
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燃烧合成铁掺杂TiO2纳米晶的染料敏化光催化性能
赵尹,李春忠,刘秀红
2007 Vol. 22 (6): 10701074
摘要(
3235 )
PDF(507KB)(
1900
)
采用气相扩散火焰燃烧合成铁掺杂TiO2纳米晶, 研究了铁掺杂TiO2纳米晶在可见光辐照下降解罗丹明B的活性, 探讨了可见光染料敏化光催化机理. Fe3+掺杂可显著提高TiO2纳米晶的可见光催化活性, Fe3+最佳掺杂摩尔分数为0.12%. 经过铁掺杂改性后, Fe3+的3d电子也可被可见光激发引发光催化反应, 从而促进整个染料敏化光催化降解过程.
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BaTinO2n+1光催化性能和结构关系的研究
邢精成,王文邓,卞建江,杨建华,黄富强
2007 Vol. 22 (6): 10751078
摘要(
3264 )
PDF(683KB)(
1932
)
光催化剂BaTinO2n+1(n=1, 2和4)粉末是通过sol-gel法制得的聚合物前驱体在800℃下烧制而成. 利用XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱表征样品的物相和吸收光谱特性. 在样品的光催化活性测试中, 采取甲基橙作为染料光降解的模型, 研究了BaTiO3、BaTi2O5和BaTi4O9在各种酸性条件下对甲基橙溶液的降解效率, 并初步探讨了其光催化性能差异的影响机制. 实验表明, 在相同的酸性条件下, 三种钛酸钡BaTinO2 n+1(n=1, 2和4)的光催化活性都随n的增大而增强, 即BaTiO32O54O9. 引入堆积率(定义为单位晶胞内所有组成离子的体积占整个晶胞体积的百分比)的概念, 堆积率越小, 则表明材料晶体结构越开放. 利用结构开放度的概念模型可以很好地解释光催化活性的差异, 即在这三种材料中, 结构越开放, 光催化性能越好.
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纳米多孔TiO2厚膜的制备及其汞溴红敏化光电化学性能
高相东,李效民,于伟东,邱继军,甘小燕
2007 Vol. 22 (6): 10791085
摘要(
3378 )
PDF(1007KB)(
1993
)
采用“粉末刮涂”与“化学分散”相结合的方法制备了用于染料敏化太阳电池光阳极的纳米多孔TiO2厚膜, 解决了传统工艺中TiO2浆料难于制备和保存等问题, 同时可对膜层微结构进行精确调控. 采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征所得膜层的晶体结构、表面和断面形貌; 采用透过光谱考察了涂覆次数、退火温度、汞溴红敏化对TiO2膜光学性质的影响, 并以汞溴红敏化TiO2膜为光阳极制作了染料敏化太阳电池原型器件. 结果表明, 采用以稀硝酸为分散剂、低分子量聚乙二醇为结构调控剂的化学分散技术可以制得满足染料电池要求的TiO2厚膜. 所得膜层致密均匀, 无孔洞、缺陷以及分层现象, 在纳米尺度表现出典型的纳米多孔结构特征. 浆料涂覆次数、退火温度、汞溴红吸附对纳米多孔膜层的光学透过率影响显著. 采用汞溴红敏化TiO2光阳极制作的染料电池原型器件具有较强的光电响应, 经12~15次涂覆、500℃退火工艺制得的膜层显示出较优的电池性能(Voc~430mV, Isc~150~215μA).
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Yb:YAG透明陶瓷的制备和激光输出
吴玉松,潘裕柏,李江,姜本学,徐军,刘茜,郭景坤
2007 Vol. 22 (6): 10861088
摘要(
3385 )
PDF(444KB)(
1897
)
制备了高质量的Yb:YAG透明陶瓷. Yb:YAG透明陶瓷的晶粒尺寸为10μm左右且分布均匀, 晶界处和晶粒中没有杂质、气孔的存在. Yb:YAG样品中所有元素分布均匀, 不同的晶粒间, 晶粒和晶界间成分是一致的, 没有出现成分的偏析. 4mm厚样品的透过率为80%. LD泵浦获得了波长为1030nm, 最大功率为268mW的连续激光输出.
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(Y,Gd)2O3:Eu(YGO:Eu)纳米粉体合成及透明陶瓷制备
李晓东,修稚萌,白丽丽,高 铁,Liu Yi-Nong,Hu Xiao-Zhi,孙旭东
2007 Vol. 22 (6): 10891094
摘要(
3409 )
PDF(508KB)(
1841
)
研究以碳酸氢铵作为沉淀剂制备Y1.34Gd0.6Eu0.06O3(YGO:Eu)纳米粉体的工艺, 并采用真空烧结制备了YGO:Eu透明陶瓷. 实验结果表明: 以硝酸盐为母盐, 以碳酸氢铵为沉淀剂, 在本研究试验条件下获得的YGO先驱物为晶态的水合稀土碳酸钇钆正盐. 先驱物在600℃煅烧后可以得到立方晶型的YGO粉体. 煅烧温度对粉体的颗粒尺寸及尺寸分布有影响, 1100℃煅烧所获得的粉体由粒径~100nm的球形颗粒组成, 颗粒尺寸分布均匀, 粉体具有较好的烧结性能. 采用所制备的YGO:Eu纳米粉体, 在1670℃真空烧结2h可获得透光性良好的透明陶瓷, 样品在可见光区的最高透过率可达74.6%, 高于相同工艺条件下制备的氧化钇透明陶瓷.
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掺铒碲基单模光纤的制备及其放大自发辐射光谱
陈东丹,张勤远,杨中民,姜中宏
2007 Vol. 22 (6): 10951098
摘要(
2907 )
PDF(426KB)(
1592
)
制备了一种新型的可应用于1.5μm通讯窗口宽带放大自发辐射光源的掺铒碲酸盐玻璃单模光纤(EDTF), 并分析了其热学性质和光谱特性. 该玻璃显示了良好的热稳定性(Δ T>150℃)和匹配的热膨胀系数. 采用自制EDTF短光纤, 组装了超荧光单程反向结构光源(SPB),利用波长为980nm的半导体激光器抽运掺Er3+的碲酸盐短光纤, 可在1450~1650nm范围获得宽带宽的铒离子放大自发辐射光谱(ASE). 研究了光纤长度, 泵浦功率等对放大自发辐射光谱的影响. 研究结果显示, 该碲酸盐玻璃是一种适用于宽带放大自发辐射光源的基质材料.
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光学浮区法生长YFeO3晶体
申 慧,徐家跃,郁金星,武安华
2007 Vol. 22 (6): 10991102
摘要(
3641 )
PDF(560KB)(
1826
)
采用光学浮区法生长了新型磁光晶体YFeO3, 通过工艺优化, 获得了φ(7~10)mm、长度约60mm的YFeO3晶体. XRD分析表明晶体具有正交钙钛矿结构, 晶格常数a=5.5964A, b=7.6052A, c=5.2842A. 晶体生长界面为凸界面, 生长取向接近[100]方向.晶体截面抛光后观察, 未发现肉眼可见的包裹体、晶界等缺陷.
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Ca2+离子对 KDP晶体生长习性及性能的影响
牟晓明,王圣来,房昌水,孙 洵,顾庆天,李毅平
2007 Vol. 22 (6): 11031107
摘要(
3109 )
PDF(642KB)(
1638
)
Ca2+是KDP原料中一种常见的杂质离子, 通过传统降温法和“点籽晶”快速生长法研究了Ca2+离子对KDP晶体生长习性及性能的影响. 实验表明, Ca2+低浓度掺杂时对溶液的稳定性及生长过程没有明显的影响; 高浓度时溶液稳定性有所降低, 经常出现杂晶; 快速生长时, 晶体柱面易出现包藏, 晶体的紫外透过呈下降趋势, 晶体中散射颗粒密度随掺杂浓度的增加而增大.
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Pb1-xSrxSe薄膜材料的微结构和光学特性
王擎雷,吴惠桢,斯剑霄,徐天宁,夏明龙,谢正生,劳燕锋
2007 Vol. 22 (6): 11081112
摘要(
3087 )
PDF(475KB)(
1817
)
采用分子束外延的方法在BaF2衬底(111)上制备出了高质量的Pb1-xSrxSe (0≤ x≤0.050)薄膜. X射线衍射结果表明, Pb1-xSrxSe 薄膜为立方相NaCl型晶体结构, 没有观察到SrSe相分离现象, 薄膜的取向为平行于衬底(111)晶面. 薄膜晶格常数随Sr含量的增加逐渐增大, Sr含量由Vegard公式得到. 再用理论模拟Pb1-xSrxSe 薄膜透射光谱的方法得到了相应的带隙. 最后通过介电函数模型拟合得到了PbSe和Pb1-xSrxSe 薄膜在光子能量位于基本带隙附近的折射率n和吸收系数α.
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氧分压对直流磁控溅射制备 ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响
马全宝,叶志镇,何海平,朱丽萍,张银珠,赵炳辉
2007 Vol. 22 (6): 11131116
摘要(
3210 )
PDF(393KB)(
1983
)
通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO(ZnO:Ga)透明导电薄膜, 研究了氧分压对ZnO:Ga透明导电薄膜结构和电光学性能的影响. X射线衍射结果表明所制备的薄膜具有c轴择优取向的六角多晶结构. ZnO:Ga透明导电薄膜的晶粒尺寸强烈依赖于氧分压的大小, 随着氧分压的增大薄膜的晶粒尺寸先增大后减小, 在氧分压为0.30 Pa时沉积的ZnO:Ga薄膜半高宽最小, 晶粒尺寸最大. 薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大, 沉积薄膜的最低电阻率可达3.50×10-4Ω·cm. 此外, 所有ZnO:Ga薄膜在可见光范围内的平均透射率均超过90%.
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基于欧珀模板磁控溅射生长氧化锌薄膜及其光学特性
张蜡宝,熊予莹,初本莉,余红华,肖 化
2007 Vol. 22 (6): 11171121
摘要(
3342 )
PDF(586KB)(
1781
)
采用常温射频磁控溅射方法在聚苯乙烯欧珀模板上生长氧化锌薄膜, 通过煅烧去除模板得到了类似纳米碗结构的氧化锌. 用SEM分析了模板和氧化锌的形貌. 实验结果表明: 模板为FCC结构的聚苯乙烯密堆小球, 氧化锌呈六角排列的纳米碗结构. XRD分析结果表明, 实验中制备的ZnO为沿(001)方向择优生长的六方晶型结构薄膜. 样品FTIR、UV-Vis和PL谱等的分析表明, 欧珀模板-氧化锌复合结构光致发光强度比除去模板后的氧化锌薄膜高4~5倍. 这可能是由于样品的微结构造成的, 其机理值得进一步研究.
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分散剂CTAB对碳纳米管悬浮液分散性能的影响
肖 奇,王平华,纪伶伶,谭小科,欧阳林莉
2007 Vol. 22 (6): 11221126
摘要(
4512 )
PDF(447KB)(
2529
)
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂, 制备了分散性能良好的碳纳米管悬浮液. 通过测定等温吸附曲线和悬浮液的Zeta电位, 研究了CTAB对碳纳米管表面性质的影响. 结果表明, CTAB的加入使Zeta电位由-29mV变为65mV左右; 等温吸附曲线表明,CTAB在碳纳米管表面为“两阶段吸附”, CTAB浓度为9×10-4 mol·L-1时, 在碳纳米管表面达到饱和吸附. 通过悬浮碳纳米管浓度测定确定了所需最佳CTAB的用量为9×10-4 mol·L-1左右, 同时对CTAB的吸附分散机理进行了分析和讨论.
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碳纳米管的表面改性与羟基磷灰石的包覆
卢志华,孙康宁,孙晓宁,朱广楠,李轩琦
2007 Vol. 22 (6): 11271130
摘要(
3602 )
PDF(635KB)(
1884
)
通过TEM、FTIR及XRD等检测手段对原位合成法制备羟基磷灰石/碳纳米管复合材料过程中碳管的表面改性及影响羟基磷灰石包覆的因素进行了系统探讨. 研究表明, 浓酸处理后, 碳纳米管表面产生大量官能团; 阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的加入提高了碳纳米管与水的相容性; 实验中随着(NH4)2HPO4溶液的加入, 羟基磷灰石原位沉积并形成包覆层. 结果发现: 碳纳米管的表面改性、适当的pH值和陈化温度是得到羟基磷灰石连续包覆层的关键因素.
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基体诱导法制备碳纳米管/云母复合导电粉
彭 珂,张庆堂,陈国强,周固民,林浩强,瞿美臻
2007 Vol. 22 (6): 11311134
摘要(
3139 )
PDF(479KB)(
1817
)
基体诱导法制备碳纳米管(CNT)/云母复合导电粉, 即用聚乙烯醇(PVA)或聚丙烯酰胺(PAM)对云母进行处理, 将处理后的云母与CNT分散液混合, 使CNT吸附在云母表面. 测试复合导电粉的体积电阻率(ρ)发现, CNT含量为1.0wt%时, CNT/云母的ρ为2.0×104Ω·cm, 而用PVA修饰的云母制备CNT/云母, 体积电阻率达到86.6Ω·cm. 运用XPS、SEM对复合导电粉进行表征. 结果表明当云母表面经PVA修饰后, 能改善CNT在其表面的吸附和分散, 使CNT/云母的体积电阻率明显降低.
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微波加热合成SiC纳米线的研究
卢 斌,刘吉轩,朱华伟,焦羡贺
2007 Vol. 22 (6): 11351138
摘要(
3205 )
PDF(757KB)(
1922
)
采用单质Si粉和酚醛树脂为原料、均混、成型、碳化, 并以10℃/min的升温速率在1300~1400℃/0.5~2h的微波加热条件下制备了SiC纳米线. 用SEM和TEM观察所得SiC纳米线形貌, EDX检测样品成分. 结果发现: 所制备的SiC纳米线具有典型的SiC/SiO2芯-壳式缆状结构特征, 直径约为20~100nm. 分析认为, 在微波加热条件下, 液态Si在SiC纳米线生长过程中起着至关重要的作用, 既具有催化作用, 同时又是制备SiC纳米线的关键原料.
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MnV2O6纳米片的简易水热合成
刘 奕,钱逸泰
2007 Vol. 22 (6): 11391141
摘要(
3254 )
PDF(364KB)(
1832
)
以醋酸为酸化剂,Mn(CH3COO)2·4H2O 和NH4VO3 为原料, 在180℃反应18h, 经水热制备了MnV2O6纳米片. 利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征, 该产物由宽约0.85μm, 长度约1.7μm, 厚度平均为100nm的纳米片构成.
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界面涂层对气相渗硅Cf/SiC复合材料力学性能的影响
周清,董绍明,丁玉生,张翔宇,王震,黄政仁,江东亮
2007 Vol. 22 (6): 11421146
摘要(
3046 )
PDF(931KB)(
1892
)
在1650℃气相渗硅(Vapor Silicon Infiltration-VSI)制备了3D碳纤维增强SiC基复合材料(Cf/SiC), 其密度约为1.85g/cm3. 当C/SiC界面涂层存在时, 气相渗硅Cf/SiC强度为239.5MPa; 而无界面涂层存在时, Cf/SiC弯曲强度大幅下降, 约为67.4MPa. 无界面涂层保护时, 气相渗硅过程中纤维与硅蒸气发生反应, 使得纤维硅化, 造成材料性能下降. 纤维表面沉积的C/SiC涂层, 不仅保护纤维, 避免被硅侵蚀, 而且具有弱化界面、偏转裂纹等作用, 复合材料的断裂功得到显著提高. 将气相渗硅温度提高到1700℃后, 有界面涂层存在情况下Cf/SiC复合材料密度显著提高, 达到2.25g/cm3, 强度基本与1650℃时相当.
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界面涂层与基体对先进CVI-SiC/SiC复合材料性能的影响
杨文,荒木弘,杨启法,野田哲二
2007 Vol. 22 (6): 11471150
摘要(
2970 )
PDF(620KB)(
1796
)
对含有几种典型界面结构和SiC纳米线的CVI-SiC/SiC复合材料的弯曲性能和断裂韧性进行了比较研究. 研究表明: 界面涂层对SiC/SiC的力学性能至关重要, 120nm厚的碳界面涂层使材料的强度与韧性都增加一倍; 在用140nm厚的SiC层将该碳层分为更薄的两层, 形成C/SiC/C多层界面涂层时, 材料的强度没有明显的变化, 而断裂韧性则略有提高. 对基体中弥散分布有SiC纳米线的SiC/SiC的力学性能研究表明, SiC纳米线具有非常高的强化效率, 使SiC/SiC复合材料具有更高的强度和韧性.
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MSI工艺制备C/SiC复合材料的氧化动力学和机理
闫志巧,熊翔,肖鹏,黄伯云
2007 Vol. 22 (6): 11511158
摘要(
3367 )
PDF(982KB)(
1818
)
以针刺整体炭毡为预制体, 采用CVD+MSI工艺制备了C/SiC复合材料, 借助XRD和SEM研究材料的微观组织, 通过等温氧化失重和非等温热重分析研究材料的氧化反应动力学和反应机理. 结果表明: MSI工艺所制备的C/SiC材料致密度高, 物相组成为类石墨结构的C、反应生成的SiC和残留Si. 其等温氧化反应机理: 第Ⅰ阶段为反应控制, 第Ⅱ和Ⅲ阶段为扩散和反应共同控制; 材料的非等温氧化过程呈现自催化特征, 氧化机理为随机成核, 氧化动力学参数为: lgA=8.752min-1, Ea=169.167kJ·mol-1. 与C/C材料相比, C/SiC材料有较差的低温氧化性能和稳定的高温氧化性能, 这与MSI的工艺特征密切相关.
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孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
李贺军,费杰,齐乐华,付业伟,李新涛,王鹏云
2007 Vol. 22 (6): 11591164
摘要(
3897 )
PDF(680KB)(
1771
)
碳纤维增强纸基摩擦材料是应用于汽车自动变速器中的一种新型湿式摩擦材料. 在固定原材料配比和含量的基础上, 通过改变摩擦材料厚度, 制备出几种孔隙率不同的碳纤维增强纸基摩擦材料. 采用液体渗透法测试摩擦材料的孔隙率. 利用扫描电镜观察试样形貌. 通过惯量试验机研究孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响. 试验结果表明: 短切碳纤维在树脂基体中均匀分散, 相互桥接, 形成了大小不一的贯穿性孔隙; 随着孔隙率的增大, 摩擦力矩曲线趋于平稳; 动摩擦系数升高, 静摩擦系数降低, 磨损率增大.
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炭纤维预制体的微波加热性能及其加热机理探讨
邹继兆,曾燮榕,熊信柏,黎晓华,唐汉玲,李龙
2007 Vol. 22 (6): 11651168
摘要(
3639 )
PDF(553KB)(
1677
)
通过研究微波功率、炭纤维预制体的密度和叠层层数对预制体微波加热效果的影响, 分析了微波电场在预制体中的分布特点, 提出了炭纤维预制体的微波加热模型, 并对其损耗机制进行了探讨. 结果表明: 在(2450±50)MHz的微波波段, 炭纤维预制体能吸收微波而加热, 其损耗机制主要为偶极子极化、界面极化及电导损耗.
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片状Fe-Cr-Si-Al 磁粉/Co2Z铁氧体粉末混合组分的电磁特性
王鲜,龚荣洲,胡昌吉,冯则坤,何华辉
2007 Vol. 22 (6): 11691172
摘要(
3342 )
PDF(512KB)(
1773
)
采用机械球磨的方法扁平化处理气雾化Fe-Cr-Si-Al软磁合金(SMSS)粉末, 并以柠檬酸溶胶-凝胶法合成六角铁氧体Ba3Co2Fe24O41(Co2Z)粉末. 运用SEM、XRD表征粉末的表面形貌和晶体结构, 并测试不同质量比的片状SMSS磁粉与Co2Z粉末混合组分在2.0~8.2GHz范围的复介电常数和复磁导率. 结果表明, 随着Co2Z粉末质量分数的增加, 样品的复介电常数和复磁导率减小; 同时计算得到的反射系数曲线显示样品的匹配频率移向高频, 当SMSS磁粉与Co2Z粉末的质量比为4/1时, 样品具有最小的反射系数峰值.
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Bi2O3对烧结LiZn铁氧体性能的影响
余忠,陈代中,兰中文,蒋晓娜,刘保元
2007 Vol. 22 (6): 11731177
摘要(
3022 )
PDF(732KB)(
1789
)
采用氧化物陶瓷工艺制备了掺Bi2O3的Li 0.4 Zn 0.2 Fe 2.4 O 4铁氧体. 用XRD、SEM、密度测试和磁性能表征, 研究了Bi2O3对LiZn铁氧体性能的影响. 结果表明: Bi2O3能有效抑制烧结过程中的锂挥发, 促进固相反应, 降低烧结温度, 但过多的Bi2O3会阻止晶粒生长; 适量掺杂Bi2O3可以提高LiZn铁氧体的饱和磁感应强度和矩形比, 降低铁氧体的矫顽力.
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溶胶-凝胶自燃法合成MnxZn 1-x Cu 0.2 Fe 1.8 O 4 纳米颗粒的结构和磁性
王冠峰,张宝峰,张洪娥,董晓慧
2007 Vol. 22 (6): 11781182
摘要(
3692 )
PDF(404KB)(
3615
)
采用溶胶-凝胶自燃法制备了MnxZn 1-x Cu 0.2 Fe 1.8 O 4 (x=0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9)的粉末样品, 并对样品在空气中500℃退火4h. XRD分析表明, 所有的样品都具有单相尖晶石结构, 不同Mn含量样品的平均颗粒尺寸在30~40nm之间. XPS表明: 退火前后, 样品中大部分Mn以Mn 3+ 形式存在; 而Fe则在退火前以Fe 2+和Fe 3+ 混合价态存在, 退火后以Fe 3+ 形式存在. 退火使表层的Mn和Fe所占的百分比都增大. 用VSM常温下磁性的测量, 发现退火样品的矫顽力(HC) 随Mn含量的增加陡峭地增大. 未退火样品的MS随颗粒中Mn含量的增加先增大后减小, x=0.8的样品有最大的MS. 退火对不同Mn含量样品的MS影响不同.
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基于组分磁性差异制备ZrO2/Ni功能梯度材料研究
师伟堂,彭晓领,马天宇,罗伟,严密
2007 Vol. 22 (6): 11831186
摘要(
3083 )
PDF(531KB)(
1752
)
根据不同组分的磁性差异, 提出一种在梯度磁场中, 采用粉浆浇注法制备铁磁性/非磁性功能梯度材料的方法, 并用此方法制备出成分连续变化的ZrO2/Ni功能梯度材料. 采用能谱分析仪、光学显微镜和X射线衍射仪对ZrO2/Ni功能梯度材料的成分分布、微观结构和相组成进行了研究. 结果表明, 在0.5T/m的磁场梯度作用下, 浆料中Ni和ZrO2颗粒由于所受磁场作用不同而发生重新排列, 形成沿样品厚度方向成分的梯度分布. 此外, 建立了功能梯度材料成分与颗粒粒度、饱和磁化强度以及磁场梯度之间的定量关系.
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不同直径玻璃包覆非晶微丝的制备及其磁性能
邸永江,江建军,何华辉
2007 Vol. 22 (6): 11871191
摘要(
2980 )
PDF(550KB)(
1675
)
采用熔融拉丝法制备了直径范围分别在6.1~28.0μm和14.0~35.2μm之间的玻璃包覆非晶Fe基和Co基合金微丝, 测试了不同合金直径和不同玻璃包覆层厚度的玻璃包覆合金微丝样品的静磁性能. 结果表明: 轴向矫顽力和轴向剩磁比随着微丝直径的增大而降低, 随着玻璃包覆层的增大而升高; 径向剩磁比的变化趋势则相反. 微丝合金直径和玻璃包覆层厚度改变, 静磁性能变化的主要原因是作用在合金芯上的内应力的变化, 导致了具有不同磁畴结构的合金内芯区和合金外壳区体积比的改变.
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TiO2种子层对Bi 3.15 Nd 0.85 Ti 3 O 12铁电薄膜的结晶取向和铁电性能的影响
李佳,于军,彭刚,王耘波,周文利
2007 Vol. 22 (6): 11921196
摘要(
2897 )
PDF(540KB)(
1826
)
用sol-gel法分别制备了直接沉积在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上和加入了TiO2种子层的Bi 3.15 Nd 0.85 Ti 3 O 12 (BNT)铁电薄膜, 研究了种子层对BNT薄膜结构和电学性能的影响. XRD结果表明直接沉积在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的BNT薄膜具有(117)和(001)的混合取向, 而加入TiO2种子层之后薄膜的最强峰为(200)取向; FE-SEM显示具有TiO2种子层的BNT薄膜, 其表面主要是由具有非c轴取向的晶粒组成且更为致密; 直接沉积的BNT薄膜和具有TiO2种子层的BNT薄膜的剩余极化Pr值分别为26和43.6μC/cm2, 矫顽场强Ec分别为91和80.5kV/cm; 疲劳测试表明两种薄膜均具有良好的抗疲劳特性, TiO2种子层的引入并没有降低BNT薄膜的疲劳特性; 两种薄膜的漏电流密度均在10-6~10-5 A/cm2之间.
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BaO-CeO2-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性及物相组成
周东祥,余晓华,王鹤,赵俊
2007 Vol. 22 (6): 11971200
摘要(
3104 )
PDF(552KB)(
1870
)
采用TG-DTA、SEM、EDAX、XRD等测试手段研究了BaO-CeO2-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性及物相组成. BaO-CeO2-TiO2的预烧温度和烧结温度分别为900~1100℃和1250~1300℃. 结果表明: Ba 6-3x Ce 8+2x Ti 18 O 54(x=0.8)在1300℃下烧结后形成了由A、B两相共存的体系, 其中A、B两相的元素摩尔比分别为Ce:O=1.0:1.3, Ba:Ti:Ce:O=1.00:6.70:0.35:9.46. 此时体系的介电 常数为28.72, 品质因数为最高值4862.13GHz.
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β-环氧树脂电子模塑料的导热性能研究
祝渊,陈克新,金海波,傅仁利
2007 Vol. 22 (6): 12011205
摘要(
3288 )
PDF(599KB)(
1801
)
选用β-Si3N4粉体代替传统的SiO2填料与环氧树脂复合, 制备新型高导热电子模塑料. 初步研究了单独添加β-Si3N4及与SiO2复合添加对复合材料导热性能的影响. 结果表明: β-Si3N4粉体可以显著提高复合材料的导热性能, 当填充率达到50vol%时, β-Si3N4填充复合材料热导为SiO2填充复合材料的约3.8倍. 并在实验基础上, 探讨了复合材料的热导率计算模型, 给出了单一填充和复合填充复合材料的Agari热导率计算模型表达式及相关参数.
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反应溅射法制备铝掺杂氧化锆薄膜及其热稳定性的研究
马春雨,李智,张庆瑜
2007 Vol. 22 (6): 12061210
摘要(
3127 )
PDF(983KB)(
1799
)
采用反应射频磁控溅射在Si(100)基片上制备了不同微结构的铝掺杂氧化锆薄膜. 利用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜研究了退火温度对铝掺杂氧化锆薄膜热学稳定性、界面稳定性和表面粗糙度的影响, 探讨了铝掺杂氧化锆薄膜的I-V特性与薄膜的微观状态之间的关系. 研究结果显示: 在铝掺杂氧化锆薄膜中掺入不同量的Al对薄膜的微结构有较大影响, 随着薄膜中Al/Zr原子含量比的增大, 薄膜微结构经历从a-ZrO2(未掺杂)到t-(Zr,Al)O2相和c-(Zr,Al)O2相(Al/Zr=1/4)再到a-(Zr,Al)O2(Al/Zr=4/5)的变化; 与纯ZrO2薄膜相比, Al掺杂氧化锆(Al/Zr=4/5)薄膜的结晶化温度明显提高, 薄膜热学稳定性得到改善.
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互换电极电解法快速制备高 Al13含量的聚合氯化铝
李小忠,叶群峰,王连军
2007 Vol. 22 (6): 12111215
摘要(
2926 )
PDF(482KB)(
1728
)
以AlCl3为原料, 采用互换电极电解法制备高Al13含量的聚合氯化铝. 本工作对电解过程中Al13的形成机理进行了探讨, 并研究了电解电压、Al3+的初始浓度、电解液的循环搅拌速度和阴阳电极的互换频率对Al_13的合成速度、Al13占总铝的比率及电解所需时间的影响, 得出了电解法制备Al13的最佳工艺条件: 电极互换频率为1次·min-1、电解液中Al3+的初始浓度为0.5000mol·L-1、电解电压为12V和0.5L·min-1的电解液循环搅拌速度, 在此条件下电解125min可制得碱化度为82.0%, Al13占总铝的比率达91.2%的液体产品.
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纳米 ZnO涂层对不同孔径 α-Al2O3微滤膜的修饰作用
周健儿,胡学兵,于云,胡行方,汪永清,张小珍
2007 Vol. 22 (6): 12161220
摘要(
3396 )
PDF(664KB)(
1660
)
采用不同粒径的α-Al2O3微粒, 利用浸渍涂覆的工艺方法, 在粒径为10μm的α-Al2O3载体上制备了厚度约为25μm的不同孔径的微滤膜. 并以Zn(NO3)2和尿素为原料, 采用共沉淀法, 对上述不同孔径的微滤膜进行纳米ZnO涂层修饰改性. 结果表明: 采用ZnO改性后的微滤膜的水通量都得到了提高, 且以粒径为0.5μm的α-Al2O3微粒构成孔径为0.15μm的微滤膜其水通量增幅最大; 当Zn(NO3)2的浓度为0.3mol/L, 经二次涂覆后, 改性作用最佳, 微滤膜的水通量增幅最高达到46.4%. 同时, 文中还对纳米ZnO涂层改性作用机理进行了初步探讨.
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金属丝网型 La0.8Sr0.2MnO3催化剂的制备及其表征
谢晶,卢晗锋,刘华彦,李秋菊,陈银飞
2007 Vol. 22 (6): 12211226
摘要(
3437 )
PDF(748KB)(
1650
)
以316L不锈钢丝网为基材, 利用电泳沉积技术对丝网表面进行改性, 考察了添加剂浓度、电压加压方式、热处理温度对铝粉在丝网表面包覆效果的影响, 制备出表面规整、高粘结强度的Al2O3/Al载体膜, 在30min超声振荡后, 载体膜脱落率仅为0.5wt%; 结合表面浸涂技术, 在丝网上涂覆纳米La0.8Sr0.2MnO3, 通过SEM、XRD、BET等手段对催化剂进行表征, 发现丝网表面催化剂负载均匀, 比表面积达到119.4m2/g, 在30min超声振荡后, 脱落率为5.0wt%. 催化燃烧性能测试表明, La0.8Sr0.2MnO3在不锈钢丝网上有较好的活性, 高空速、高浓度的甲苯在400℃基本能被完全燃烧.
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整体式堇青石载体上 TS-1的原位合成
宗丽,刘莹,辛峰
2007 Vol. 22 (6): 12271232
摘要(
3350 )
PDF(763KB)(
1626
)
运用水热合成技术, 在通道密度为62cell/cm2的堇青石蜂窝陶瓷载体上, 原位合成了TS-1分子筛. 并用XRD、FT-IR和SEM等测试手段对其进行了表征. 在此基础上, 寻找出能降低模板剂和钛源用量的原料配比, 并简化了合成路线. 同时, 还讨论了原料中H2O和SiO2 的摩尔比以及晶化时间对TS-1负载状况的影响. 结果表明, 用37%盐酸处理6h后的堇青石蜂窝载体的内外表面上, 经过一次水热合成, 可牢固、均匀地生长出TS-1分子筛膜, 而相应的载体增重为10%~16%.
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Si-Al-Zr-O系非晶晶化过程研究
谭小平,梁叔全,张勇,唐艳,钟杰
2007 Vol. 22 (6): 12331238
摘要(
2998 )
PDF(804KB)(
1773
)
借助DSC、XRD、SEM和TEM等技术探讨了Si-Al-Zr-O(SAZ)系非晶的原位受控晶化过程. 结果表明, SAZ系非晶在900℃左右存在分相, 形成富Si区和富Zr、Al区. 在920~950℃间, 开始成核析出初晶相四方氧化锆, 并从富Al区形成Al-Si尖晶石相. 当温度升高至1000℃时, 莫来石晶相开始生成. 温度进一步升高, Al-Si尖晶石相消失, 四方氧化锆、莫来石成为主晶相, 同时生成了方石英. 其中, 莫来石是通过过渡相Al-Si 尖晶石与非晶二氧化硅反应得到.
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表面张力对流对 BaB2O4晶体生长界面边界层的作用
潘秀红,金蔚青,艾飞,刘崐岩,张英
2007 Vol. 22 (6): 12391242
摘要(
3259 )
PDF(504KB)(
1613
)
利用高温光学实时观察方法, 实时地观察了BaB2O4 (BBO)高温熔体的表面张力对流效应以及BBO单晶的旋转生长过程, 计算了固液界面附近的浓度、温度以及动量边界层厚度δC, δT和δV, 并研究了热毛细对流对边界层厚度的影响. 结果发现, 浓度边界层厚度远远小于温度以及动量边界层厚度, 说明晶体生长过程中, 质量扩散在界面输运过程中起着主导性作用, 同时发现, 边界层厚度随体系无量纲Marangoni数的增大而线性地减小.
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Ni-BaCe0.9Y0.1O3-δ金属陶瓷的氢渗透性能研究
杨静,方曙民,吴修胜,陈初升,刘卫
2007 Vol. 22 (6): 12431246
摘要(
2959 )
PDF(401KB)(
1629
)
研究了Ni-BaCe0.9Y0.1O3-δ(Ni-BCY)金属陶瓷在600~750℃间的氢渗透性能. 通过对具有不同体积比的Ni-BCY金属陶瓷样品的测试, 发现Ni含量达到25%时就可以得到电子-质子混合导体, 而体积比为30:70的样品具有最高的氢渗透速率. 不同厚度样品的研究表明: 对于Ni-BCY(40/60)体系, 厚度在0.6mm左右及以上时氢的渗透以体扩散为主, 而当厚度降至0.36mm及以下时改为表面控制为主.
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疏水疏油二氧化硅增透膜的制备
晏良宏,匙芳廷,蒋晓东,吕海兵,袁晓东,江波
2007 Vol. 22 (6): 12471250
摘要(
4596 )
PDF(484KB)(
2128
)
以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法,结合全氟辛基癸烷三甲氧基硅烷(FAS)自组装对膜层表面改性,制备了疏水疏油二氧化硅增透膜. 采用红外光谱仪, 分光光度计, 扫描探针显微镜, 椭偏仪, 静滴接触角测量仪, 抗油污染能力测试等技术对膜层性质进行了分析. 结果表明: 疏水疏油增透膜的峰值透光率为99.8%; 与水的接触角为118.0°, 与二甲基硅油的接触角达到74.5°; 在抗油污染能力测试中, 疏水疏油增透膜的抗油污染能力较常规增透膜大大增强.
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在酸性条件下采用高能球磨法制备 Cu2O纳米粉末
陈鼎,倪颂,陈振华,陈更莉,陈刚
2007 Vol. 22 (6): 12511254
摘要(
3568 )
PDF(521KB)(
2002
)
采用行星球磨机在pH=2的稀盐酸溶液中对Cu粉进行球磨, 球磨机筒体和磨球材质均为纯Cu, 球料比为20:1, 球磨机转速为300r/min, 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对球磨产物进行了表征. XRD结果表明, 球磨3h后, 所加入的纯Cu粉末基本转化为Cu2O粉末. 球磨70h后得到纯的Cu2O粉末, 粉末粒度为50~100nm. 并对Cu2O纳米粉末的生成机制及球磨工艺参数对Cu2O形成的影响进行了讨论.
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软骨修复用 HA/PU多孔支架材料的制备与表征
董志红,李玉宝,张利,左奕
2007 Vol. 22 (6): 12551258
摘要(
3033 )
PDF(541KB)(
1860
)
研制了用于软骨的组织工程的HA/PU多孔支架材料, 采用气体发泡法制备了三维贯通的多孔HA/PU支架材料, 通过XRD、IR对其结构组成进行了分析, 用DSC测量了玻璃化转变温度, 用SEM观察了微观形貌和孔径尺寸, 并计算了孔隙大小和孔隙率的分布. 通过燃烧试验分析了HA/PU复合材料中HA的百分含量, 并对力学性能进行了评估. 结果表明, 多孔HA/PU复合支架材料, 其大小孔道相互贯通, 孔径范围在100~800μm, 大孔中含有微孔, 孔隙率可达到78%~80%, HA含量达到30wt%, 力学强度达到271kPa. 多孔HA/PU复合材料具有一定的弹性, 是一类性能很好的可望用于软骨修复的支架材料.
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