冲击合成金刚石中的纳米级多晶结构

冲击合成的金刚石微粉中存在一种晶粒沿一定方向排列的纳米级织构组织。织构晶粒的尺寸厚度为5～10nm,长度20～50nm。这种织构通常是立方和六方金刚石的共生晶体。

高转化率冲击合成金刚石微粉

高转化率冲击合成金刚石微粉李晓杰，张凯，董守华（大连理工大学工程力学研究所１１６０２４）关键词：冲击波合成法；金刚石；高压技术分类号：ＴＧ３９２；ＴＧ７３１利用３０～１５０ＧＰａ的压力冲击石墨原料，可使石墨转化为金刚石；早在１９６１年ＤｅＣａｒｌｉ和...

BaCO_3和TiO_2粉末混合物冲击压缩性和BaTiO_3冲击合成的实验研究

利用高能炸药爆轰驱动冲击波、狭缝扫描闪光隙高速照相技术和阻抗匹配解原理,在10—100GPa压力范围内,测量了BaCO_3和TiO_2 粉末混合物的冲击缘热数据。同时,利用轴对称柱面和平面爆轰装置,进行了该混合物样品的冲击后回收实验和回收样品的X射线衍射分析,考察 BaTiO_3的冲击合成。 测量出的冲击绝热数据,以冲击波压力和比容平面上的结果为例,在约 30和45 GPa两个压力值时,比容发生明显跃变。冲击绝热数据与回收样品X射线衍射分析结果相结合,判断出,这两个跃变分别对应于 TiO_2 从锐钛矿相转变到高压β-TiO_2 相,BaCO_3与TiO_2开始急剧化学反应合成出BaTiO_3 并放出CO_2。此外,在压力为10GPa左右作回收实验,其回收样品的X射线衍射分析表明TiO_2由锐钛矿相完全转变为金红石相。

氮掺杂TiO_2的冲击合成及可见光催化活性研究

冲击相变及冲击诱导化学反应可导致材料的物理、化学性能发生显著改变。采用炸药爆轰驱动飞片高速碰撞产生冲击波的方法,对富氮掺杂物双氰胺(C2N4H4)与P25TiO2或偏钛酸(H2TiO3)的粉末混合物进行冲击加载,对回收产物进行X射线粉末衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、比表面积及紫外-可见漫反射光谱表征,通过亚甲基蓝和罗丹明B评价了回收产物的可见光催化降解活性。结果表明:以P25TiO2为原料的冲击氮掺杂浓度可达8.88%,掺杂样品具有明显的可见光吸收,能带宽度减小到1.75eV,样品中形成了少量Srilankite高压相;而以偏钛酸为原料的冲击氮掺杂浓度为3%～4%,能带宽度变化较小,但是由于其独特的冲击脱水膨胀机理,比表面积剧增。冲击氮掺杂样品对亚甲基蓝和罗丹明B染料有较好的吸附和可见光催化降解作用,其中高飞片速度处理的样品有更高的光催化降解活性。

用冲击波合成法制备纳米铁酸锌粉体──一种制备纳米粉体的新方法

用冲击波处理共沉淀法制备的氧化铁与氧化锌混合物合成了铁酸锌，用XRD、TEM和电子衍射法对这种产品进行了鉴定．与传统的高温焙烧法相比，这种产品的特点是其颗粒尺寸为纳米级．主要原因可能在于冲击波的作用时间极短，因此生成的铁酸锌不会生长成为完整的晶粒．由此可以认为，冲击波处理可能是一种制备复合金属氧化物的纳米粉体的新方法．

纳米铁酸锌的冲击波合成及它的光催化活性

利用溶液共沉淀法制备了纳米氧化锌和三氧化二铁的非常均匀的混合物。通过常规的高温焙烧法和冲击波压缩方法分别合成了铁酸锌。这两种铁酸锌对硫化氢气体的光催化脱氢表现出显著不同的催化活性。试验表明：高温焙烧法合成的铁酸锌是一种颗粒度为几十纳米的结晶完整的化合物；而冲击波合成的铁酸锌是一种颗粒度为几个纳米的非化学计量比化合物，它的光催化活性随着冲击波合成压力的增高而迅速提高。在３７ＧＰａ时，冲击波合成的铁酸锌对Ｈ２Ｓ脱氢的光催化活性要比高温焙烧法制备的铁酸锌高出３倍以上。利用粉末Ｘ光衍射，透射电镜及电子衍射，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱等分析手段对这两种铁酸锌的晶格结构。

用冲击波合成法制备羟基磷灰石粉体

羟基磷灰石 (HA)已广泛用作人体硬组织的修复和替换材料 ,采用冲击波处理CaCO3与CaHPO4·2H2 O的混合物合成了HA粉末 ,并用XRD、SEM和FTIR对制得的粉末进行了表征。研究结果表明 :与传统的高温焙烧法相比 ,用冲击波法合成的HA粉末不仅有类似的晶相结构及成分 ,而且含有少量CO2 -3 离子 ,为类人骨的羟基磷灰石 ;其粒度更细、分布更均匀、内部存在大量的晶格畸变 ,有更高的活性。冲击波处理是合成HA粉末的一种新方法。

冲击波合成立方氮化硅的烧结稳定性研究

以冲击波合成的γ-Si_3N_4粉体为原料,Y_2O_3-Al_2O_3-La_2O_3体系作烧结助剂,在5.7GPa、1370～1670K的高温高压条件下,进行了γ-Si_3N_4粉体的烧结.研究了不同烧结温度对γ-Si_3N_4稳定性、相对密度、力学性能及显微结构的影响.结果表明:γ-Si_3N_4在1420～1670K的条件下,完全相变为β-Si_3N_4,在1370K左右的条件下,发生部分向β-Si_3N_4相变.在5.7GPa,1370K的条件下,烧结样品的相对密度与维氏硬度分别为98.83%和21.09GPa.

柱面冲击波合成对PZT 95/5粉体性能及烧结特性的影响

以Pb_3O_4、ZrO_2、TiO_2和Nb_2O_5为原料,按Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3+1%Nb_2O_5配料混合,采用柱面冲击波装置对粉料进行冲击合成,研究了冲击波作用对粉体性能和烧结特性的影响,并利用球模型推导的扩散机制的烧结方程获得PZT95/5陶瓷的烧结活化能.结果表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相PZT95/5粉体,同时由于冲击波的活化作用和破碎作用,使粉体晶粒细化,并产生了一定程度的晶格畸变,可显著改善陶瓷的烧结性能.该试样在1200℃无压烧结3h,陶瓷体致密度达到7.79g·cm^(-3),其烧结活化能由固相合成试样的242.57kJ·mol^(-1)降低为115.12kJ·mol^(-1),起到活化烧结的目的.

利用X射线衍射研究冲击波合成纤锌矿型氮化硼

用X射线衍射法,对不同结晶度的石墨型氮化硼(gBN)在冲击波作用下转变成的纤锌矿型氮化硼(wBN)产物进行了研究,对wBN中的杂质含量等进行了分析。结果表明,gBN的石墨化指数G.I值对wBN的产率有明显的影响。

基于听觉感知的被击阻尼板冲击声合成方法

为了合成任意材料板的冲击声,提出了一种基于球-板撞击模型的冲击声合成方法,并进行了感知验证。通过在铝、玻璃和木材三种材料之间进行插值的方法,给出了二维材料感知空间中任意虚拟材料的冲击声合成方法。设计并完成了两组主观评价实验,实验1通过材料辨识实验研究了合成声和录音对材料辨识的影响,实验2产生材料渐变的冲击声连续统,并对材料控制策略进行感知评估。结果表明,与录音相比使用合成声可以获得更好的材料辨识结果,此外听者对材料的辨识结果与阻尼的变化趋势一致,从而验证了该冲击声合成方法的有效性。

一种新的氮化碳相的冲击波合成

为了合成理论预测存在的高密度氮化碳相,以富氮的C-N-O非晶材料和晶态的双氰胺为前体,在低于50 GPa的冲击压力范围内进行了一系列冲击回收实验。回收产物的XRD衍射表明,形成了由β-C3N4和一种新的氮化碳相组成的复合相。该新相的衍射峰可以完全指标化为一个单斜晶胞,晶胞常数为a=0.981 nm,b=0.723 nm,c=0.561 nm,β=95.2°,晶胞体积Vcell=0.396 6 nm3。根据实验结果可以认为,氮化碳复合相的形成是前体有机分子在瞬态的冲击波化学反应后,经历了极高速的冲击淬火过程(约109K/s),作为一种高压亚稳相而被保存下来。冲击压缩富氮的有机物前体,是合成氮化碳相的一种新方法。

Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3粉体的冲击波合成及烧结研究

以ZrO_2、Pb_3O_4和TiO_2为原料(Nb_2O_5为掺杂剂),采用柱面冲击波装置合成了Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05)) O_3(PZT95/5)粉体,并对粉体活性及其烧结性能进行了研究。XRD及SEM分析表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相PZT95/5粉体,并使得粉体发生了晶粒细化与晶格畸变,这有利于增强粉体活性,促进低温活化烧结。该粉体在1100℃的低温下即可烧结成瓷;在1200℃烧结3h,陶瓷体致密度达到最大,约7．79g/cm^3,且晶粒尺寸相近,分布均匀。中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰波物理实验室。

雷诺数对冲击合成射流流动及传热特性影响的实验研究

采用粒子图像测速(PIV)和热成像磷光测温(TPT)相结合的方法,对冲击合成射流的流动和传热特性进行了实验研究.在其他实验条件保持不变情况下,重点关注合成射流雷诺数的影响.研究结果表明,随着雷诺数的增加,冲击合成射流驻点冷却系数和壁面有效冷却面积均逐渐增大,这对应于冲击合成射流诱导形成的壁面射流径向速度和脉动强度的增大;最高雷诺数(Re=1475)工况的壁面射流甚至完全处于湍流状态,显著增强的湍流脉动导致该工况的有效冷却面积远大于其他工况.

爆炸法合成致密相氮化硼的实验研究

本文分析了致密相氮化硼的动态高压合成条件,用轴对称爆炸装置对石墨型氮化硼进行了一系列加载试验,对回收样品进行了X光衍射试验和扫描电镜观察,结果表明回收样品中黑色部分含有致密相氮化硼。提高试样初始密度,增加炸药量和加限制钢管,明显地有利于致密相氮化硼的生成。

直流电缆绝缘特性和合成试验研究

介绍为满足极性转换试验而研制的极性反转试验设备，还介绍了新颖的气动开关及其应用和直流叠加冲击电压合成试验方法。

一种间接测量圆柱形管内样品冲击波压力的方法

描述了一种联合使用锰铜计和康铜计间接测量柱对称滑移爆轰条件下，金属管内样品中冲击波压力的方法。给出了冲击压缩方法合成纤锌矿型氮化硼（ｗＢＮ）时的测量结果。结果表明：管内样品中压力范围大致在１１．５～２２ＧＰａ范围内，满足冲击波合成ｗＢＮ所需的压力条件；管内样品压力的发展变化具有不连续性。证明了这种间接测量管内压力的方法是可行的。

冲击板边界条件对材料辨识的影响

针对声源辨识中声源物理属性的相互影响问题,研究了边界条件可变情况下冲击阻尼板的材料辨识。利用球-板撞击物理模型进行声音合成,完成了两组主观评价实验。实验1对不同边界条件和不同材料板的冲击声进行不相似评价,通过多维尺度分析研究了人耳对材料和边界条件的感知。实验2对板材料连续变化的声音集合进行材料辨识,分析了不同边界条件下听者对阻尼的利用能力。结果表明:听者具有利用不同边界条件下板的冲击声进行材料辨识的能力,但辨识结果的优劣与所采用的主观评价实验方法有较大关系,不同边界条件下听者对阻尼的利用能力也相同。