W-Cu复合材料的应用现状及掺杂改性的研究进展

W-Cu复合材料因具有高的硬度、耐磨性、抗烧蚀性能、导电性和导热性以及低热膨胀系数等综合性能而被广泛应用于多种工业领域。本文介绍了W-Cu复合材料的最新研究进展及其在电触头、微电子、军事、功能梯度材料方面的应用现状,着重总结和分析了目前W-Cu复合材料掺杂改性的分类及原理,以及掺杂改性对材料性能的影响,最后提出了W-Cu复合材料未来发展的潜在问题和值得关注的研究方向。

Fe_(3)O_(4)掺杂改性电极电化学去除Pb^(2+)的效能研究

为了实现水体中Pb^(2+)的高效电化学去除,采用涂覆法将Fe_(3)O_(4)、粉末活性炭、乙炔黑和聚乙烯醇混合后负载于石墨纸上,制备得到了Fe_(3)O_(4)掺杂改性电极。采用差分柱批式反应器模式进行电化学去除Pb^(2+)实验,考察了电压、温度、运行时间、Pb^(2+)质量浓度对去除Pb^(2+)的影响并评估了电极的重复利用性和稳定性。结果表明,所制备的电极表面孔隙丰富,孔径均匀。电压为1.4 V时,运行150 min后电化学体系对Pb^(2+)的去除率达到了98.73%,延长运行时间可以显著强化Pb^(2+)的去除率。在10~35℃的温度范围内,温度升高有利于Pb^(2+)的电化学去除,电化学体系在不同的Pb^(2+)浓度下均有较好的适用性和适应性,随着Pb^(2+)初始浓度的升高,处理单位体积含Pb^(2+)废水的能耗逐渐增加,但去除单位质量Pb^(2+)的能耗反而降低,拟合结果表明Pb^(2+)的去除过程符合准一级动力学。经过8次循环后,电化学体系仍保持原有的Pb^(2+)去除效果。

Nb掺杂改性LiNiO_(2)正极材料的制备及电化学性能研究

高镍层状氧化物LiNiO_(2)具有高理论比容量和相对低廉价格,被认为是下一代锂离子动力电池的正极材料之一。当LiNiO_(2)正极材料应用于锂离子电池时,其循环稳定性无法满足要求,需经改性后才能得以应用。采用固相法合成了Nb掺杂的层状LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)(x=0.005、0.01、0.015)正极材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱等测试手段,分析了Nb掺杂量(摩尔百分比)对其晶体结构、微观形貌及元素分布的影响,并通过恒电流间歇滴定和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,随着Nb元素掺杂量的提高,LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)材料的晶格晶面间距逐渐扩大,一次颗粒尺寸逐渐减小。在LiNiO_(2)材料中引入Nb^(5+)离子,提高了LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)材料的锂离子扩散系数,并通过稳定晶体结构,抑制了Nb掺杂材料在充放电过程中的相变,有利于其电化学性能的提升。当Nb掺杂量为1%时,LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)材料表现出较好的倍率性能,在10 C大电流密度下的放电比容量高达134.1 mAh·g^(-1);随着Nb掺杂量的增加,LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)材料循环稳定性同步提升,当Nb掺杂量为1.5%时,LiNi_(1-x)Nb_(x)O_(2)材料经150次循环后的容量保持率为73.3%,远高于未掺杂LiNiO_(2)样品的36.2%。表明,Nb掺杂可改善LiNiO_(2)正极材料的晶体结构和电化学性能,为其在下一代锂离子动力电池的应用提供了理论依据。

钛酸锶钡电介质材料的掺杂改性及其应用

综合介绍了国内外对于钛酸锶钡(strontium barium titanate,BSTO)电介质材料在掺杂改性方面的研究状况,介绍了MgO,A12O3, ZrO2,CeO2,Dy2O3和La2O3等金属氧化物的掺杂对于BSTO陶瓷材料的介电性能的影响。论述了材料的组成、显微结构以及介电性能之间的 关系,指出了该材料在移相器领域和存储器领域极负潜力的应用方向。

PZT掺杂改性研究进展及其机理探究

PZT作为典型的钙钛矿结构,该结构为掺杂改性提供了较大的自由度。介绍了PZT压电材料掺杂改性的研究现状,简明扼要的分析了等价掺杂、高价掺杂、低价掺杂以及复合掺杂对压电材料各项性能的影响。并从掺杂离子对晶体结构和电畴结构影响两方面探讨了PZT掺杂改性的机理,进而为复合掺杂改性提供理论基础。

防护性硅烷膜的掺杂改性研究进展

硅烷化处理工艺作为一种环保型金属防护技术,得到国际上的重视。目前的研究重点是通过多种手段进一步提高硅烷膜的防护性能。本文较详细地介绍了通过掺杂纳米粒子及各类缓蚀剂以提高防护性硅烷膜耐蚀性能的研究进展。

掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的作用机理及改性途径

Ti O2掺杂改性已成为光催化材料的研究热点。从光催化材料的结构特点、能级结构、光生电子空穴对作用等方面介绍了Ti O2掺杂改性的作用机理,综述了近年来光催化掺杂改性途径的最新发展,并对Ti O2光催化材料掺杂改性研究的发展方向提出了建议。

HA生物陶瓷的掺杂改性研究进展

离子掺杂是提高羟基磷灰石(HA)生物陶瓷生物功能性和生物相容性的有效办法之一。概述了碳酸根、氟、硅、镁、钠等离子掺杂,以及复合掺杂 HA 生物陶瓷在工艺合成、生物学实验、结构等方面的最新研究成果,同时分析了掺杂 HA 生物陶瓷的应用前景。

铋层状结构压电材料的掺杂改性研究

作者以CaBi4Ti4O15为研究对象,通过对A位选择Nd3+部分替代Bi3+或者Ca2+,以及用V5+和W6+取代部分B位的Ti4+的掺杂改性,研究了不同掺杂元素及掺杂位置对材料结构和性能的影响.结果表明,A位和B位均能通过提高剩余极化和降低矫顽场,来改善陶瓷的压电性能;A位比B位有更高的掺杂固溶量,可获得更好的铁电和压电性能,剩余极化2Pr高达20.4μC/cm,压电常数d33高达20pC/N.

掺杂改性C/C复合材料研究进展

陶瓷掺杂改性碳/碳(C/C)复合材料在保持C/C复合材料原有优异高温力学性能及尺寸稳定性等特性的前提下,显著提高了C/C复合材料的高温抗氧化、抗烧蚀性能,且其具有可设计性和良好的抗热震性能等优势,是新型高超声速飞行器和新一代高性能发动机热防护部件的理想候选材料。综述了国内外在SiC陶瓷掺杂改性C/C复合材料,ZrC,ZrB2超高温陶瓷掺杂改性C/C复合材料以及TaC,HfC超高温陶瓷掺杂改性C/C复合材料等方面的最新研究进展和应用情况,并分析了陶瓷掺杂改性C/C复合材料目前研究及应用中存在的主要问题和今后潜在的研究发展方向。

微波介质陶瓷的助烧与掺杂改性

为满足多层微波元件低温烧结的需求,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。文中综述了近年来微波介质陶瓷研究中的助烧和掺杂改性的发展情况,概述了相关液相烧结的机理,列举了一些低熔点玻璃相的相关微波节电性能。

一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学方法制备了一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用扫描电镜、投射电镜、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该中空二氧化硅微球掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行研究。实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能,中空二氧化硅微球与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应。中空二氧化硅微球的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力。

双元素掺杂改性二氧化钛的研究进展

纳米TiO2作为一种光催化材料,在环境保护、光能转换、医药行业、工业催化等领域有着极为广泛的用途。较低的光量子效率以及短波长高能量的激发源是限制TiO2使用范围的主要原因,进行掺杂改性以实现可见光响应和提高量子效率是提高光催化剂活性的重要方法,但是单组分的掺杂不能同时提高这两种因素,因此多组分掺杂变的重要。本文综述了近几年来利用两种元素协同掺杂来改善TiO2光催化活性方面所取得的进展。

POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学改性方法制备了一种POSS掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜等多种测试手段对POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究.结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能(>90 d),POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.

钛酸锶钡铁电陶瓷材料掺杂改性研究进展

综述了最近几年国内外专家对钛酸锶钡(BST)铁电陶瓷材料的掺杂改性方面的研究情况,介绍了不同掺杂物对BST材料性能的影响,简述了BST陶瓷材料的应用趋势。论述了掺杂物掺杂改性材料的组成、结构和性能之间的关系,提出了研究中需要解决的一些问题,展望了钛酸锶钡电介质材料掺杂改性的发展方向。

掺杂改性高水充填体主要物理力学参数测试分析

在对普通高水材料基本性质测试分析的基础上,对掺杂后的新型改性高水材料进行试验研究。采用土力学中的三轴试验方法,设置了掺杂骨料粒径分别为5~10、10~20、20~40、40~60 mm、无掺杂试件、混合骨料试件和河沙试件的试验组,对以不同粒径作为掺杂骨料的圆柱试件进行固结不排水剪切试验。测试结果表明:不同掺杂粒径对试件的强度和物理力学参数有重大影响;同样掺入比例条件下,掺入的固体粒径越小,掺杂改性后的高水材料强度越高;混合试件和河沙试件的强度和力学参数要明显优于掺杂单一粒径的试件。证明了使用碎石骨料作为掺杂改性材料,不但可以降低高水材料的成本,而且可以改善高水材料充填体的物理力学特征。

太阳电池用YVO_4∶Eu^(3+)下转换材料的掺杂改性研究

为进一步提高YVO_4材料的下转换发光性能,在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO_4∶Eu^(3+)中,通过掺入Bi^(3+)来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度,通过掺入P^(5+)达到以PO_4^(3-)部分取代VO_4^(3-)来改善YVO_4∶Eu^(3+)的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明,掺入的Bi^(3+)和P^(5+)可成功取代YVO_4晶格中的Y^(3+)和V^(5+)。当Bi^(3+)掺入量较少时,样品仍然为四方晶系,Bi^(3+)较好地取代了Y^(3+)的晶格位置,形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P^(5+)之后,YVO_4与YPO_4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下,当Bi^(3+)和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时,发光强度达到最大,特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu^(3+)在619 nm处的发光强度要比YVO_4∶0.05Eu^(3+)的发光强度增大1.9倍。

二氧化钒多晶薄膜的掺杂改性

掺杂能明显改变二氧化钒薄膜的相变温度,影响其电学和光学性质。研究表明:W、Mo等大尺寸原子掺杂可以有效降低相变温度,而Al、P等小尺寸原子掺杂则使相变温度升高。综述、比较了不同掺杂方法和掺杂元素对相变、相变滞豫、电阻和透射性能的影响,介绍了用离子束增强沉积方法对二氧化钒薄膜掺杂改性的优点。综合分析表明,通过对二氧化钒多晶薄膜的掺杂改性,将相变温度降至室温附近,可以大大提高薄膜的室温电阻温度系数。

Ag掺杂改性TiO_2催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

邻苯二甲酸酯是环境中普遍存在的有机污染物（内分泌干扰物）之一。通过湿式机械混合法制备Ag掺杂改性TiO2催化剂。光催化降解实验的结果表明Ag掺杂浓度为1×10-4mol/g,焙烧温度为400℃下所得的催化剂活性较好。对降解体系的研究表明,当催化剂的投加量为0.1~0.3 g/L、pH=5~8时降解效率较高（62.0%）。相对于催化剂的降解过程而言,其吸附作用是比较小的,而是以光催化反应为主。并利用荧光光谱对催化剂的性能进行了初步表征。

TiO_2光催化剂的掺杂改性和固定化研究

纳米TiO2作为光催化剂,由于其化学性质稳定、无毒、价廉等优点,使得纳米TiO2光催化氧化技术在环境领域具有广阔的应用前景,而针对其对可见光利用率低,光生电子-空穴对易复合,在使用过程中回收难,光催化效率不高等问题,近年来科研人员致力于TiO2光催化剂的改性和固定化研究。本文介绍了掺杂改性的不同方法及负载技术的研究进展,其中包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂、表面光敏化、复合半导体等,并提出了TiO2光催化剂今后的研究方向及存在的问题。