纳米Gd2O3:Tb3+荧光粉的微乳液法合成及其光致发光性质

利用TX-100/正己醇/正辛烷/水微乳液法合成纳米Gd2O3:Tb3+荧光粉,结构表征证实其为单相的氧化钆,掺杂对晶型无影响,粒子大小较均匀,分散性好,较少团聚.TG-DTA测量了Gd2O3:Tb3+的晶型最终形成温度为590℃,发射光谱显示出Tb3+的4个特征发射.随着纳米粒子粒径的减少,发光强度逐渐减弱.

CaYAlO4:Tb3+绿色荧光粉的低温燃烧合成及发光性能

以尿素为燃料,乙二醇为络合剂,采用低温燃烧法合成 CaYAlO4: Tb^3+绿色发光荧光粉。根据荧光粉的物相组成,确定最佳的合成温度和尿素用量;对荧光粉的形貌与发光效果进行观察与测试,并研究 Tb^3+掺杂量对荧光粉发光性能的影响。结果表明:尿素与基质物质 CaYAlO4的最佳比例 n(CH4N2O):n(Ca)为 3:1,最佳合成温度为800 ℃。合成的 CaY0.96AlO4: 0.04Tb^3+绿色荧光粉为球形颗粒,直径约为 15 nm。荧光粉的激发光谱主要由 O2 →Y^3+和 O2 →Tb^3+宽带激发带构成,激发峰波长 265 nm;发射光谱由位于 490,545,586 和 620 nm 的发射尖峰构成,为 Tb^3+的 5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,545 nm 跃迁强度最大,荧光粉发绿光。Tb^3+的最佳掺杂浓度(摩尔分数)为 0.06,浓度猝灭是由交换相互作用引起的。在紫外 265 nm 激发下,CaY0.96AlO4: 0.06Tb^3+荧光粉发射光谱的色坐标为(0.320,0.363),在 CIE1931 色度图上位于绿黄白光交界处,是一种潜在的 LED 用单掺杂绿光发光材料。

NaGdF4:Ce3+/Tb3+纳米材料的磁性性质和MRI应用研究

本研究制备了水溶性的NaGdF4:Ce^3+/Tb^3+纳米粒子,并深入研究了其磁性性质及体外的MRI应用。

国内首套ORP除烯烃装置的工艺及应用研究

美国UOP公司新研制的ORP除烯烃装置首次在中国石油广东石化公司260万t/a芳烃联合装置进行了工业应用。该装置用于脱除重整上游重整生成油中的烯烃,在45~110℃工作温度､2.1 MPa操作压力､5.0质量空速条件下,可满足下游吸附分离单元对进料中溴指数低于20×10^(-6)的进料要求。通过与传统的酸性白土吸附工艺的对比,分析其工艺､操作､参数和配备设施等情况,研究表明,该ORP除烯烃装置具有低生产成本､催化剂可在线再生､大幅降低固废产生､可根据不同生产状况及时进行调整等优点。

纳米SiO_(2)复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

将Stöber法制备的胶体SiO_(2)粒子溶液与粉体SiO_(2)粒子进行物理共混得到SiO_(2)复合粒子溶液,以三乙氧基甲基硅烷(MTES)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备的酸性有机硅低聚物为黏结剂,使用3-氨丙基三甲氧基硅(KH540)与全氟癸基三甲基氧硅(PFDT)对其进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO_(2)复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层。考察了SiO_(2)复合粒子、酸性有机硅低聚物、KH540及PFDT对复合涂层的影响。结果表明,当SiO_(2)复合粒子溶液由粒径为110 nm的胶体SiO_(2)粒子溶液与粒径为50 nm的粉体SiO_(2)粒子(其用量为胶体SiO_(2)粒子溶液质量的1%)组成、SiO_(2)复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液质量比为4∶1、KH540与PFDT的添加量(以混合液总质量计,下同)均为1%时,制备的复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性。

利用掺杂提高石墨烯吸附二氧化氮的敏感性及光学性质的理论计算

为了研究NO_(2)在未掺杂石墨烯和掺杂石墨烯(N掺杂、Zn掺杂、N-Zn双掺杂)上的吸附,本工作采用密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势对其吸附过程进行模拟.计算了石墨烯表面吸附NO_(2)分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质.研究结果表明,与未掺杂石墨烯表面相比,掺杂石墨烯表面对吸附NO_(2)表现出了更高的敏感性,吸附能大小顺序为:N-Zn双掺杂表面>Zn掺杂表面>N掺杂表面>未掺杂表面.未掺杂石墨烯和N掺杂石墨烯表面与NO_(2)的相互作用较弱,是物理吸附.Zn掺杂和N-Zn双掺杂石墨烯表面与NO_(2)之间形成了化学键,是化学吸附.在可见光范围内,3种掺杂方式中N-Zn双掺杂表面对于提高石墨烯光学性能效果最佳,其吸收系数和反射系数的峰值较未掺杂石墨烯表明分别提高了约1.12倍和3.42倍.N-Zn双掺杂石墨烯不但能增强表面与NO_(2)的相互作用,同时也能提高材料的光学性能,这为基于石墨烯基底的NO_(2)气体检测传感提供了理论支撑和实验指导.

基于波速区间的导波延迟累加损伤成像

延迟累加成像方法是导波损伤监测技术中的一种经典的损伤成像方法,但是其性能非常依赖于精确的导波波速。而在复杂工程结构中的精确导波波速往往难以获得,从而该方法的有效性会受到复杂工程结构的影响。针对上述问题,提出了基于波速区间的延迟累加成像方法。所提方法利用导波波速的估计区间,将导波损伤散射信号的一段用于延迟,并将该段延迟信号的最大值进行累加作为损伤成像值。通过对复合材料加筋板上不同位置损伤的识别,对所提方法的有效性进行了验证。试验结果表明,所提方法能对损伤进行准确识别,且在鲁棒性方面要优于延迟累加成像方法。

ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的制备及压电特性

采用静电纺丝技术,通过两步低温水热法制备了ZnO@聚丙烯腈(PAN)柔性复合纳米纤维膜。研究了静电纺丝电压和滚筒转速对ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜压电和铁电性能的影响。研究结果表明,当静电纺丝电压为20 kV、滚筒速度为1000 r/min时,ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的输出性能达到最佳,输出开路电压可达到5.5 V,短路电流可达到0.61μA,剩余极化强度可达到0.43μC/cm^(2)。在外部负载电阻为13 MΩ时,柔性复合纳米纤维膜达到最大输出功率0.63μW。经过5000次循环敲击测试,所制备的ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜输出性能保持稳定。通过ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜可实时监测握力器微握、半握、全握三种不同的状态,在自供电柔性压力传感器领域有着广阔的应用前景。

飞机复合材料机身壁板装配技术分析与展望

复合材料以其优异的综合性能在航空航天领域得到了大量应用,其应用范围逐渐从次承力结构向主承力结构扩展,包括在机身结构的组成方面,传统的金属组装壁板逐渐被复合材料整体壁板所取代。由于复合材料壁板具有不同于传统金属材料壁板的装配工艺特点,因此对其装配方法和装配工艺提出了新的要求。针对圆筒状机身复合材料机身壁板的装配过程,分别介绍了复合材料机身壁板大尺寸测量技术、复合材料机身壁板装配定位调姿技术和复合材料机身壁板的先进制孔连接技术,系统总结了近年来国内外相关研究进展和应用情况,指出了飞机大尺寸复合材料结构装配技术未来的研究与应用方向。

陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索

细粒度金刚石微粉大量积压是目前金刚石微粉制造行业面临的问题之一,为促进其应用,以铝硼硅结合剂为黏接剂、Si粉和Ti粉为添加剂制造团聚磨料试样,并将制成的团聚磨料加入铝硼硅结合剂中制成陶瓷结合剂试样,对所制试样的抗弯强度、物相构成和微观形貌进行分析。结果表明:添加Si或Ti的铝硼硅黏结剂均能起到团聚金刚石的作用;当团聚磨料中Si或Ti的质量分数为10.0%时,所制得的陶瓷结合剂试样抗弯强度最大,且添加Si的团聚磨料试样抗弯强度为43.74 MPa;当Si或Ti的质量分数超过10.0%时,团聚磨料试样中出现大量Si或者TiO2峰,其抗弯强度急剧下降;添加Si的团聚磨料试样与添加Ti的团聚磨料试样相比,其具有更大的粒度和更均匀的粒度分布,添加Si的铝硼硅黏结剂可将1~2μm的磨料团聚为5~10μm的磨料。

材料微形态与微图案加工及可视化应用

近年来微纳技术革新层出不穷,对材料微纳尺度下的形态结构进行设计与加工的精度和稳定性得到了大幅提升。在此基础上能够实现材料形态的微观可视化,这在半导体与微电子、仿生表面构筑等领域应用前景广阔。本文从纳米材料发展过程及具体分类出发,探讨其微观可视化的相关技术,并阐述了以飞秒激光为主的热点微纳加工制造方法,分析不同加工方法带来的不同材料特性差异,以及典型功能化应用。同时,藉由微形态、微图案等微观可视化的视觉艺术设计与创作内涵,开展微观艺术审美解析与探讨。

基于银纳米线/聚苯胺纳米复合材料的电致变色薄膜及器件的制备与性能

以质量比分别为1:5,1:15,1:25的银纳米线(AgNWs)和苯胺为原料,采用化学氧化聚合法制备了银纳米线/聚苯胺(AgNWs/PANI)纳米复合材料,喷涂在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上得到AgNWs/PANI电致变色薄膜,将喷涂AgNWs/PANI(质量比为1:15)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)电致变色薄膜的ITO基电极组装得到分层式电致变色器件,研究了AgNWs/PANI电致变色薄膜和电致变色器件的微观形貌和电致变色性能。结果表明:AgNWs/PANI电致变色薄膜中PANI均匀包覆在AgNWs上形成线性核壳结构,当AgNWs和苯胺质量比为1:5时薄膜中有很多AgNWs暴露在外,当质量比为1:25时AgNWs暴露缺陷较少但形成的导电通路连续性差,当质量比为1:15时AgNWs被PANI完美包覆且导电通路连续均匀;与纯PANI电致变色薄膜相比,AgNWs/PANI电致变色薄膜的峰值电流密度、离子扩散速率和光学对比度增大,电荷传递阻抗减小,变色效果明显,电致变色性能提升,AgNWs和苯胺质量比为1:15时电致变色性能最佳;电致变色器件的最大光学对比度为65.2%,着色和褪色过程响应时间分别仅为6.5,4.9 s,经历1 000次恒电位跃迁后光学对比度保留率高达97.7%,着色效率高达124.6 cm^(2)·C^(-1)。

NiCoSe_(2)纳米微球的合成和电化学检测水中As(Ⅲ)的研究

NiCoSe_(2)纳米微球通过构建双金属活性位点有利于提高界面电荷转移速率,协同增强活性位点的本征活性,促进电催化性能的提升,在检测As(Ⅲ)方面灵敏度可达0.34μA/ppb。在反应体系中存在Ni(Ⅱ)/Ni(Ⅲ)和Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)循环。类芬顿反应加快了电子转移速率,改善了电化学检测信号。相较于单一金属体系,第二种金属的引入可以激活原有的金属活性位点。硒化物相较于氧化物、硫化物拥有更强的金属性,拥有良好的导电性,在重现性、稳定性等方面性能较好,实现了在真实水样中稳定检测As(Ⅲ),这些结果表明NiCoSe_(2)作为检测As(Ⅲ)的电极修饰材料在电化学领域具有潜在的应用前景。

纳米MnO_(2)复合材料制备及其光催化性能的研究

相关研究主要研究了纳米MnO_(2)复合材料在光催化领域的应用。首先,通过水热法制备出了纳米MnO_(2),并对其进行了表征。接着,制备了MnO_(2)/活性炭和MnO_(2)/硅藻土两种复合材料,并对其进行了结构和性能的表征。实验结果表明,纳米MnO_(2)复合材料具有较好的全光谱响应性能和光催化效率,有望在废水处理等领域得到广泛应用。此外还深入探讨了纳米MnO_(2)复合材料的内在机制,包括光吸收与能量转化过程、电子行为和稳定性等方面。通过这些研究,可以为提高光催化效率、拓展应用领域提供重要的理论依据和技术指导。

豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的电化学检测性能研究

通过煅烧聚多巴胺包覆的FeVO_(4)·1.1H_(2)O纳米线得到豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线,以SEM、XRD、XPS表征了材料的形貌与物相。将其修饰于玻碳电极采用阳极方波伏安法实现对Pb(Ⅱ)的灵敏检测,检测灵敏度62.27μA/μM,理论检出限为0.021μM。电化学检测结果显示,具有内部空间的Fe_(2)VO_(4)/NC相较于裸纳米线对Pb(Ⅱ)的灵敏度有明显提升。通过吸附实验证实,豆荚状Fe_(2)VO_(4)/NC纳米线对Pb(Ⅱ)的吸附最强。此外,对实验的稳定性、重现性、抗干扰性能进行了评估,并且将其成功应用于对实际水体环境的检测,证明该敏感材料具有实际应用的潜能。

CFRP在汽车轻量化与安全中的应用进展

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)具有比强度高、吸能性好等优点,在汽车结构安全及轻量化中的应用优势明显,前景广阔。本文综述了CFRP在汽车轻量化及安全性中应用的研究进展,从汽车车身、底盘以及配件等方面阐述了CFRP在汽车轻量化的应用,从安全性的角度分析了CFRP在汽车安全部件的优势,指出了制约CFRP应用的结构设计理论及异质连接工艺等难点,并展望了未来CFRP在汽车领域的应用前景。旨在拓展CFRP在汽车轻量化与安全中的应用范围,为其在汽车工业发展及轻量化中的广泛应用提供参考。

增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。

原子级制造测量与表征研究现状综述

原子级制造是指将能量作用于原子,通过原子级材料的可控去除或者原子/分子级结构的大规模操控及组装,实现产品性能与功能跃迁的前沿制造技术,是一种可以大规模、批量化的先进制造技术。该过程需要在10-10m空间尺度下精确操控原子。同时,制造过程中原子的键合时间、电子动力学变化均发生在飞秒(10-15s)至阿秒(10-18s)量级。因此,只有具备超快时间和空间分辨在线检测与表征能力,才能够深入了解并利用原子级制造过程中原子尺度的新原理、新效应,保障原子级制造的可达性与可控性;只有实现原子级制造过程的高通量、大范围的在线监测,才能保障原子级制造的可靠性。基于此,原子级制造的测量与表征是指在原子级的时间、空间、能量尺度上对材料、结构或器件进行精确的测量和表征,以保障原子级制造的可达性、可控性与可靠性。本文介绍了原子级制造所需的测量表征手段的研究现状,从原子级超快动力学过程观测、原子结构演变原位表征、原子级制造过程在线质量监测三大方向进行系统梳理,总结了目前原子级制造测量与表征的挑战并针对未来发展给出建议。

纳米碳/铝复合材料强韧化研究现状及展望

以碳纳米管、石墨烯为代表的超高性能纳米碳,具有优越的力、热、电等综合性能,是复合材料的理想增强体,以纳米碳为强化相少量加入到铝中,有望开发出高强、高模、低热膨胀的复合材料,并使复合材料保持轻质、易加工等特性,在航空、航天、国防等领域具有重大的应用前景,因而以纳米碳/铝为代表的新一代铝基复合材料备受关注。然而,碳纳米管等纳米碳易团聚,与铝等大多数金属并不浸润,且容易分布在晶界上诱导显著的晶粒细化,使得复合材料的强韧性等关键性能指标提升困难,或者使强度提高的同时使塑韧性下降显著,限制了其工程应用潜力。综述近年来国内外研究者在纳米碳/铝复合材料强韧化方面的策略和方法,包括纳米碳分散、界面和构型调控等,以期推动新一代轻质高强纳米碳/铝复合材料的发展,支撑国家未来重大工程应用。

宽光谱响应范围的氮化碳纳米片的制备及其光催化产氢性能研究

以块体氮化碳(CN)为前驱物,采用氧化剥离制备氧化型氮化碳纳米片(o-CN NSs),将o-CN NSs还原制得了还原型氮化碳纳米片(r-CN NSs)。o-CN NSs和r-CN NSs厚度均约2 nm,且都保留了纯CN的庚嗪环骨架结构;相比于o-CN NSs,r-CN NSs具有更小的禁带宽度(2.62 eV)、更宽的光响应范围(485 nm)和更高的产氢速率(1700μmol/(g·h));r-CN NSs的光催化产氢速率是CN的8.5倍、o-CN NSs的2.1倍。经过20 h的循环测试,r-CN NSs的光催化产氢速率没有衰减,具备良好的光催化稳定性。实验和理论分析表明,r-CN NSs是边缘基团为氨基的纳米片结构,氨基的引入改善了纳米片的结晶性,提高了电子和空穴的分离效率、拓宽了纳米片的光响应范围,从而导致光催化性能增强。