微波辅助sol-gel法合成Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)粉体及其压电性能研究

采用微波辅助溶胶-凝胶(sol-gel)法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)(BNT)粉体,通过DSC/TG,XRD,SEM,FT-IR等表征方法,分析BNT的反应历程,煅烧温度对BNT成分、晶粒尺寸和压电性能的影响.结果表明,当微波煅烧温度为650℃时,可合成出高纯度BNT粉体(30~120 nm),其居里温度为394℃,d_(33)=7.5 pC/N,ε_(r)=535.58,tanδ=0.29.对比传统马弗炉煅烧sol-gel法,微波辅助sol-gel法有利于提高BNT的介电性能和居里温度,降低介质损耗.

K^(+)掺杂对BNT基压电陶瓷结构与性能的影响

采用微波辅助溶胶-凝胶法合成xKBNT粉体,烧结后形成三方结构的xKBNT压电陶瓷,系统研究了K^(+)掺杂浓度对xKBNT陶瓷微观结构、电导率、压电性能和介电性能的影响。结果表明:K^(+)掺杂有利于改善xKBNT陶瓷的压电性能和介电性,掺杂引起的晶格畸变是影响陶瓷xKBNT晶粒尺寸、致密度,以及压电性能和介电性能的主要因素。0.04KBNT压电陶瓷的压电常数d_(33)为28.8 pC/N,介电常数ε_(r)为1349.8,远高于单相BNT的d_(33)和ε_(r)。

SiC/Al复合材料界面反应的热力学分析

为有效控制SiC/Al复合材料制备过程中的界面反应,分析了SiC/Al复合材料可能发生的界面反应,并基于Gibbs-Helmholtz方程式和化学反应的热力学平衡条件,应用基本热力学数据,计算了反应标准Gibbs自由能随温度的变化值.根据化学平衡理论,进一步分析了在界面上生成的Al4C3和MgAl2O4的热力学稳定性.结果表明:当界面上硅活度大于某一临界值A0Si时,界面上不能生成稳定的Al4C3,且A0Si随温度的升高而下降,在1000K时有一个跳跃;AS0i界面上生成MgAl2O4的反应过程以及生成物的比例,受界面Mg、Al活度的影响较大,存在临界AM0g,AA0l和A1Al值,且这些值随温度的升高而升高.

热滞后对溶胶-凝胶法合成氧化铋超微粉的影响

以硝酸铋和柠檬酸为起始反应物,采用溶胶-凝胶法合成了氧化铋超微粉.研究了凝胶煅烧温度和时间对最终产物的成分、结构和形貌的影响.结果表明,由于干凝胶煅烧过程中的热滞后,在500℃煅烧1 h,得到的主要产物为亚稳β-Bi2O3纳米片,平均厚度约为45 nm;500℃煅烧3 h,或600℃煅烧1 h,均得到稳定相-αBi2O3微粉.所得纳米片可能是由于凝胶的模板作用可以有效抑制热解过程中晶粒的长大和团聚而致.

含铋多元金属氧化物的研究现状

含铋多元金属氧化物具有优异的铁电性、催化性、光催化性、离子传导性、高温超导性等,在数字存储、催化剂、固态电解液、气敏传感器、高温超导材料等方面具有潜在的广阔的应用前景.主要对含铋多元金属氧化物的制备方法、结构、性能和应用的研究现状进行了综述,并对含铋多元金属氧化物今后的研究方向进行了展望.

高能球磨法制备核壳结构Bi/WO_x复合粉末的结构与性能

以α-Bi2O3和WO3粉末为原材料,利用铋的半金属性,通过高能球磨制备核壳结构的Bi/WOx复合粉体材料,通过对粉末的微观形貌与结构的分析,进一步研究富氧壳层对复合粉体耐热氧化性和禁带宽度的影响。结果表明,核壳结构的Bi/WOx复合粉体的壳层为非晶态WOx,壳层厚度约30 nm,内核为结晶完好的六方金属Bi,内核的平均粒径为20~90 nm。Bi/WOx复合材料在富氧环境下耐热氧化性较好,这是由非晶态WOx中O原子的扩散速率大决定的。球磨时间是影响Bi/WOx复合粉末微观形貌、结构和性能的重要因素。当球磨时间为5 h时,产物中存在单斜WO3纳米晶,禁带宽度约1.72 eV;随球磨时间延长,产物形貌更均一,禁带宽度蓝移,这是由壳层非晶态WOx中过量O原子和明显的结构缺陷所致;当球磨时间延长至15 h时,禁带宽度为2.1 eV;进一步延长球磨时间,禁带宽度红移。

民族院校工科实验教学改革的目的及对策

文章根据工科实验教学的特点,阐述了民族院校工科实验教学改革的背景,分析了工科实验教学在人才培养中的价值。在此基础上,通过对国家民族教育政策和民族地区人才需求的调研,探讨了民族院校在素质教育过程中对工科实验教学改革的目标定位,针对民族院校教学主体的独特性及工科实验教学改革的目标定位,提出了民族院校工科实验教学改革的对策。

电解腐蚀合成铋纳米粉的热氧化性

以块体金属Bi为阳极牺牲材料,通过电化学腐蚀可以控制合成厚度为20～30nm的准二维金属Bi纳米片,进一步在空气中热处理可以氧化生成Bi2O3.研究结果表明:所得Bi纳米片由于尺寸较小和比表面积较大,其热氧化温度相对于文献报道明显降低;而热处理温度是影响热氧化形成Bi2O3晶体结构的关键因素.

基于最大拉应变理论的岩石损伤机理

以岩石内部微元体为研究对象,研究了在宏观应力作用下微元体的应力分布特点.将微元体应力的分布按正态分布考虑,结合最大拉应变强度准则,提出岩石微元体破坏的控制条件是最大拉应变.据此建立了微元体的三种破坏方式,研究了不同破坏方式对岩石承载能力的影响,推导出各破坏方式发生的条件及概率,并将微元体的三种破坏与三个方向的损伤因子联系起来,实现了细观与宏观的结合.在此基础上,建立了考虑各向损伤异性的岩石损伤本构模型,推导了参数的求解方法.最后对该模型的合理性进行了验证,发现利用该模型能够很好地解释不同应力条件下岩石的破坏方式以及围压对岩石峰值强度和残余强度的影响规律.

Ni-SiC复合镀层的制备及耐蚀性研究

用电沉积法在碳钢表面制备Ni-SiC复合镀层.考察镀液中SiC的质量浓度,阴极电流密度,施镀温度和搅拌速度等工艺参数对复合镀层耐蚀性的影响,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站分别对镀层的表观形貌、组成和耐蚀性进行测定.结果表明,复合镀层的表面平整致密,由金属Ni和SiC颗粒组成;对比碳钢基体和镍镀层,复合镀层的耐蚀性能最佳.

思维导图在工科基础化学中的教学效果分析

基于对课程内容特点、学生前期知识基础、上课状态及考试结果的全面分析,我们尝试将思维导图的教学方式嵌入到实际的工科基础化学课程教学中。通过对使用和未使用思维导图授课班级的期末考试结果进行对比分析,发现使用该辅助方法的教学效果明显,能够显著提高学生在逻辑性题型上的得分率,表明思维导图法对锻炼培养学生的逻辑思维能力起到了积极的作用。

《材料物理与性能学》课程内容模块化构建与教学实践

《材料物理与性能学》一书是在《材料物理》与《材料性能学》两门课程的基础上编写的一部创新性教材,其相应的课程是北方民族大学材料学相关专业的一门重要的专业基础课。近年来,北方民族大学材料科学与工程学院围绕该课程进行了教学内容、师资队伍、教学方式和方法、实验教学模块建设等方面的改革与创新,注重学生自学能力和创新能力培养,取得了良好的综合效应。

大学课堂教学中融入相声艺术的探究

相声是一门语言艺术,讲究说学逗唱。文章首先分析了相声语言的特点,其次论述了大学课堂教学中融入相声艺术探索与实践,以及在课堂教学中融入相声表演艺术技巧,最后提出了大学课堂教学中融入相声艺术需要注意的问题。

思维导图在《工科基础化学》教学中的应用初探

《工科基础化学》是高等院校工科非化工专业开设的一门重要专业基础必修课。针对我校材料科学与工程专业学生化学基础薄弱、自主学习能力较差以及《工科基础化学》教学中存在的公式多、记不住、理解难、假设条件多等问题,以热力学第一定律章节为例,将思维导图嵌入到其课程教学与章节复习总结中,探索了思维导图在构建知识脉络体系和培养学生逻辑思维和分析总结能力中的应用。

民族地区工科专业实践教学存在的问题及对策

文章从实践教学内容及特点入手,从实验教学问题、实习问题两个方面分析了实践教学目前存在的主要问题,提出了提高实践教学效率的措施和途径:扩大参与科研辐射面,加强分散实习力度。

TiO_2/AC复合材料的吸附性与光催化性能

以煤基活性炭为原材料,采用浸渍-水热法合成TiO_2/AC复合材料,进一步分析TiO_2负载量对TiO_2/AC复合材料吸附性能和光催化活性的影响.结果表明:TiO_2负载量为10.2%时,TiO_2/AC复合材料对Rh B的单层饱和吸附量为19.5mg/g,高于煤基活性炭饱和吸附量13.8mg/g.紫外光辐照下,不同负载量的TiO_2/AC复合材料均表现出优异的光催化活性.TiO_2负载量为11.4%时,紫外光辐照2h后,TiO_2/AC复合材料对Rh B降解率为98.5%,远高于同等条件下P25光催化剂对Rh B的降解率(72.1%).这是由于活性炭和TiO_2之间的界面可以有效分离光生电子-空穴对,同时石墨化C的存在可以提高光生电子的迁移率,因此TiO_2/AC复合材料表现出明显优于P25的光催化活性.

核壳结构Bi/WO_x复合粉体材料的可控合成

以a-Bi03和WO3为原料，采用高能球磨法制备核壳结构Bi／w03复合粉体材料．当添加0．1mL无水乙醇，球磨15h时，得到的产物纯度较高，粒径分布为50～120nm．通过XRD分析可知，所得Bi／WOX复合粉体材料为非晶态氧化钨包裹六方相晶态Bi的核壳结构，其中Bi晶核尺寸约为20～90nm，壳层厚度约为30nm．

TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)复合光催化剂的制备及光催化性能研究

TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)异质结是当前最具潜力的一种可见光响应半导体光催化剂。以富含缺陷的TiO2纳米带为基体,采用水热法,诱导Bi2WO6在基体缺陷位点进行异质生长,从而合成具有异质结构的TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)复合材料。利用XRD、SEM、UV-Vis等技术,分析了基体表面缺陷、Bi2WO6负载量对TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,在基体表面引入缺陷,可以使TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)复合材料在可见光下对有机污染物Rh B的降解速率提高约50%。Bi2WO6负载量为0.12时的TiO_(2)/Bi_(2)WO_(6)复合材料,在可见光下,辐照6 min后对Rh B的降解率达99.3%,辐照30 min后对MB的降解率达99.7%,辐照15 min后对TC-HCl的降解率达87.7%。

铜/金刚石复合材料化学镀铜后的组织结构和焊接性

铜/金刚石复合材料具有高的热导率及与半导体材料相匹配的热膨胀系数,是功率器件散热的理想材料。但由于金刚石的非金属特性,铜/金刚石复合材料在使用过程中存在焊接性差的问题。针对该问题,通过化学镀铜来提高铜/金刚石复合材料的润湿性和焊接性。在化学镀铜之前,先用稀硫酸粗化复合材料,然后用氯化亚锡溶液敏化,再用氯化钯溶液活化。通过扫描电镜、X射线衍射和拉拔试验研究了化学镀铜时间对镀层微观形貌、厚度、晶相结构及膜基结合强度的影响。结果表明,化学镀铜60 min时镀层较为均匀、致密,膜基结合强度最高,尤其是金刚石粒径为116μm的铜/金刚石复合材料表面铜镀层的膜基结合强度达27.6 MPa。在相同的镀覆条件下,金刚石粒径小的铜/金刚石复合材料的膜基结合强度高于金刚石粒径大的铜/金刚石复合材料。润湿角测试和焊料铺展试验结果表明,铜/金刚石复合材料表面化学镀铜后焊接性提高。

高效率BiOCl纳米盘光催化剂的溶剂热合成

BiOCl是一种新型半导体光催化剂,在光催化降解有机污染物、光催化制氢等领域受到广泛关注。采用溶剂热合成法制备BiOCl纳米结构,结合XRD,SEM,UV-Vis DRS等表征以及光催化性能检测,研究了氯源、表面活性剂对BiOCl纳米结构的微观形貌、结构和光催化性能的影响。结果表明,以NH_(4)Cl为氯源时,有利于提高BiOCl中的光电子迁移率及其光催化活性。表面活性剂是影响BiOCl纳米结构形貌和光催化活性的重要因素。以乙二醇-水混合溶液为反应介质、PVP K30为表面活性剂时,合成的BiOCl纳米盘自组装成三维结构的纳米花,纳米花直径约为200 nm;以柠檬酸为表面活性剂时,形成厚度为10 nm、直径约为100 nm的BiOCl纳米盘。在紫外光辐照4 min时,BiOCl纳米盘对Rh B的降解率为99.36%;辐照40 min时,该纳米盘对Phenol的降解率为96.95%,其光催化活性远高于P25。