氮化硼纤维合成工艺与结构表征

硼酸和三聚氰胺以一定配比合成氮化硼前驱体高聚物。将该前驱体超声溶于甲酸溶液,在静电纺丝电压25 kV,正负极距离18 cm的条件下,可通过静电纺丝法制备直径均匀的纤维。将该电纺纤维放入马弗炉,以10℃/min升温速率加热至600℃和850℃,保温不同时间,可制备白色BN纤维。利用SEM、TEM、TG-DSC、XPS和IR对BN纤维的结构,性能进行详细表征。结果表明,前驱体高聚物具有良好的静电纺丝性能,提高煅烧温度、延长煅烧时间可制备较纯的氮化硼纤维。

碳纤维的电纺制备及结构表征

采用离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[MMIM]+[MMP]-对纤维素进行溶解,并加入电解质得到不同导电性的纺丝液。利用静电纺丝工艺制备碳纤维,并对电纺碳纤维的表面结构、化学状态、热分解及其稳定性、表面形貌、导电特性等进行研究。结果表明,加入电解质能有改善碳纤维的表面化学状态、碳化产率、导电性及尺寸均匀性,最佳的LiCl添加量是1.2wt%,最佳的碳化温度是900℃。本研究为高质量碳纤维的大规模电纺制备提供了新的思路。

WO_(3)/石墨烯的湿化学法制备及其室温光激发甲苯气敏性能

采用简单的低温化学合成法成功制备出WO_(3)/石墨烯纳米复合材料,该材料在室温下表现出极佳的光激发甲苯气敏性能。结果表明:石墨烯的加入会使WO_(3)片层尺寸减小到300 nm左右,同时会组装成球状结构。在复合材料中石墨烯与WO_(3)会以化学键结合,有效降低WO_(3)中氧空位的浓度。在蓝光激发下,WO_(3)/石墨烯复合材料对100 mL/m^(3)甲苯的气敏响应性能比WO_(3)材料提高了3.3倍。该甲苯传感材料在易爆、易燃和有毒环境中有很好的应用前景。

缺陷石墨烯的可控制备及其室温湿敏性能

利用活泼的金属钠还原廉价的糖类,成功实现了一种缺陷石墨烯的可控制备,该石墨烯材料在室温下表现出极佳的湿敏性能.表征结果显示:蔗糖前驱体使石墨烯片层厚度增加到0.4 nm,并改变缺陷石墨烯表面的修饰基团及缺陷含量(摩尔分数).蔗糖前驱体制备的缺陷石墨烯,其表面含氧基团的摩尔分数可达24.2%.不同缺陷含量的石墨烯样品室温湿敏性能表现不同.相比不加糖类的石墨烯样品,蔗糖前驱体制备的缺陷石墨烯室温湿敏性能最高可提升4.5倍.研究结果可为石墨烯基材料在室温气敏探测方面的应用提供技术参考.

V掺杂ZnO薄膜磁控溅射制备及其压敏性能

用磁控溅射成功制备出V掺杂ZnO压电薄膜。在不同温度对样品进行退火处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的表面形貌、晶体结构和表面化学状态进行表征,并测量了不同退火温度下薄膜样品的电流密度(J)-电压(V)曲线。结果表明,高温退火后V向ZnO晶格内部迁移,引起晶格畸变,形成表面氧空位。随着退火温度的升高,非线性系数先增大后减小,薄膜的压敏电压逐渐增大,漏电流密度先减小后增大。800℃退火后样品表面氧空位浓度最高,薄膜具有较为理想的综合电性能,其非线性系数为15.19,压敏电压为5.13 V,漏电流密度为0.42μA·mm^(-2)。

高强冷轧铌钢的再结晶退火与性能模型

冷轧汽车钢板需要进行退火处理,以消除加工硬化,改善力学和加工性能。通过研究冷轧高强度含铌汽车钢板再结晶退火过程中的组织、结构与力学性能变化规律,建立再结晶退火工艺与钢板力学性能间的数学模型。该模型高度显著,可用于指导生产。

纳米ZnO中Al的掺杂及其在水溶液中光催化性能的研究

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/ZnO和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌。在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性。效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解。

轴承滚动体材料新生产工艺的研究

通过对比冷拔变形的GCr15热轧控冷线材在球化热处理前、后的组织与性能，开展轴承滚动体材料生产新工艺研究，在加工过程中将球化与再结晶退火合二为一。研究结果表明，当变形量小于20％时，球化透烧温度为790℃;在20％～40％之间为785℃；大于40％变形量的透烧温度应为770℃。该工艺在大生产中实施，成功地将生产周期由6d减为4d，降低了能耗，并有利于减少线材的脱碳，提高了产品的质量。

溶胶凝胶法制备Ce_xPd_(1-x)O_(2-δ)纳米晶的结构表征及紫外拉曼光谱研究

通过溶胶凝胶法合成了Ce_xPd_(1-x)O_(2-δ)(x=1,0.7,0.5,0.3)系列纳米晶,X射线衍射(XRD)结果显示所得晶体为立方相。X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示Pd的价态有Pd^(4+),Pd^(2+)及Pd0,其中Pd4+的出现说明形成了固溶体结构。结合高分辨透射电镜(HRTEM)、XRD和Raman光谱数据,发现掺杂物的物相中含有PdO。HRTEM谱图显示CeO_2表面分布有Pd单质,说明形成固溶体后高温导致晶格中的Pd析出。对系列化合物分别进行可见光拉曼谱(λ_(ex)=532nm)和紫外光拉曼谱(λ_(ex)=325nm)测试,并采用归一化法对比PdO的峰面积及CeO_2的峰面积,发现紫外光谱下CeO_2的F2g峰得到增强,同时还在593cm-1,1170cm-1,1750cm-1处出现三个峰,分别归为CeO_2本征纵向光学吸收LO(longitudinal optic),2LO和3LO,该现象由于共振拉曼效应导致的。结合紫外拉曼光谱,对不同比例Pd掺杂的CeO_2纳米晶中的氧缺位进行了量化研究。结果表明,随着Pd掺杂量的提高,氧缺位浓度逐渐增加,这与XPS测试结果的趋势基本一致。

冷轧高强度汽车钢板的再结晶及组织

为了改善冷轧后铌微合金高强度钢的力学性能需对其进行退火处理。笔者通过此钢在不同再结晶条件下的退火处理试验,研究其在退火过程中的微观组织,并建立了组织演变过程的数学模型,用于预测该钢的退火组织,以控制实际生产中钢的再结晶退火工艺。