用富勒烯碳管作形核剂在铜/钨钽中间层的铁基材料上沉积金刚石

研究了用富勒烯族碳纳米管作金刚石形核剂，在沉积了铜／钨钽中间层的铁基材料上用热丝法化学气相沉积金刚石膜的规律。用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线行射仪检测金刚石膜的质量和中间层的结构变化。结果表明当中间层只有钨层时不能沉积出金刚石；只有当中间层由镀铜层和钨钽屋或钨层时可以沉积出金刚石膜。

形核剂成分对高碳钢凝固过程的影响

高碳钢连铸坯存在的最大质量问题是中心缩松、中心偏析严重。解决这一问题的关键是扩大铸坯等轴晶区比例,细化晶粒。本文以Fe C合金作为形核剂,研究了形核剂含碳量对高碳钢凝固过程的影响机理。研究结果表明,向钢液中加入形核剂可有效地扩大等轴晶区。对高碳钢,中碳铁合金形核剂既可扩大等轴晶区,又可细化晶粒;而低碳形核剂可以扩大等轴晶区,但细化晶粒效果差。为有效地发挥形核剂的作用,对不同钢种要合理地选择形核剂含碳量。

复合形核剂对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃陶瓷微观结构与力学性质的影响

以CaO、MgO、Al2O3和SiO2为主要原材料,采用熔融法制备添加复合形核剂Cr2O3和CaF2的CaOMgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系玻璃陶瓷,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子万能试验机等测试手段研究了复合形核剂对CMAS系玻璃陶瓷微观结构与力学性质的影响。结果表明:当试样中复合形核剂的组成变化时,其析出的主晶相类型不变,均为透辉石,主晶相的结构和含量发生变化,引起玻璃陶瓷力学性质的改变。

用于蛋白质结晶的形核剂研究综述

获取蛋白质晶体是蛋白质三维结构解析、医疗药品生产、自组装纳米体系构建等过程中重要的步骤。例如,利用X射线衍射技术对蛋白质进行三维结构解析时,首先需要通过结晶条件筛选,获得质量较高的蛋白质晶体,进而进行衍射得到蛋白质结构相关信息。蛋白质结晶需要经历从未饱和区经亚稳区至形核区的形核过程以及从形核区到亚稳区的生长成熟过程。在整个蛋白质结晶过程中,形核过程是至关重要的一步。均相形核过程中,结晶体系中各个部分形核概率相同,当蛋白质结晶体系中溶液的过饱和度足够克服形核势垒时,在形核区发生成核,因而在低浓度的结晶溶液体系中,均相形核存在一定的局限性。形核剂的添加使蛋白质晶体异相形核,相较于均相形核其需要克服的阻力小,形核势垒低。因而形核剂的使用对于难结晶蛋白或者起始浓度过低的蛋白质结晶具有重要意义。随着结构生物学的发展,形核剂在蛋白质结晶中的研究仍是结晶方法学领域的热点问题。多孔微球对蛋白质分子的吸附作用有利于无序蛋白质分子团簇的形成,进而促进蛋白质形核。添加多孔微球不但可以增加结晶条件筛选数,也可以提高晶体质量。促进蛋白质分子有序排列的形核剂籽晶的使用,使晶体的形核生长过程始终处于结晶体系溶液浓度较低的状态,而交联的籽晶因为稳定性更高而更有应用前景。新型交互扩散结晶板中,蛋白质结晶体系通过一个较缓慢的交互扩散过程实现蛋白质结晶溶液浓度的变化,并且结晶体系可达到共平衡,因而能显著提高蛋白质晶体结晶条件筛选数和晶体质量:蛋白酶K结晶条件数由39个提升至47个,分辨率由1.66提升至1.54。利用基底材料的一些特性,如静电作用、疏水作用和氢键,可以起到促进蛋白质分子聚集的功能,从而促进形核。本文从物理作用和化学作用两个角度详细总结了形核剂对蛋白质结晶的影响,并展望了该领域的发展前景及研究方向。

稀土形核剂对不锈钢的强化研究

本试验旨在探究形核剂为稀土元素Ce时加入形核剂量与单相奥氏体钢力学性能的关系。所选取的研究对象为单相奥氏体钢1Cr17Mn6Ni5N,实验用钢经前处理后,通过观察不同稀土含量的研究试样在光学显微镜下的组织,并通过屈服强度、抗拉强度、延伸率及断面收缩率为表征指标来评价其机械性能。从而研究稀土元素Ce对单相奥氏体不锈钢的组织及力学性能的影响。分析得出:在一定范围内,随着稀土元素Ce加入量的增加,单相奥氏体不锈钢中细化晶粒,改变碳化物形态,减少碳化物偏聚,提高钢的强度。

形核剂对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶相组成的影响

以唐钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-SiO2-Al2O3系微晶玻璃,利用差热分析、X射线衍射、电子扫描电镜等手段,研究添加不同种类及数量的形核剂对微晶玻璃物相组成的影响。研究结果表明:添加2%Cr2O3作为形核剂时,XRD图谱显示的主要晶相普通辉石、透辉石、铝透辉石和少量的切马克辉石。SEM照片上的晶粒为细小、致密、不规则的块状物体,密集地分布在整个图中,析晶率很高。添加6%Fe2O3作为形核剂时,XRD图谱显示的主晶相为透辉石、辉石和绿辉石。SEM照片上的晶粒为方块状、三角、菱形状,分散地分布在整个图中,析晶率比较低。试验结果为制备不同物相及性能的微晶玻璃成分设计和晶核剂组成方面提供了理论支撑。

形核剂对高炉渣微晶玻璃析晶行为及动力学的影响

以唐钢高炉渣为主要原料，分别加入Cr2O3、TiO2、Fe2O3、P2O5形核剂以及一定配比的其他成分的原料，采用熔融的方法制备高炉渣微晶玻璃。利用差热分析仪、电子扫描显微镜来研究不同形核剂对微晶玻璃析晶行为的影响。结果表明：高炉渣中添加2%Cr2O3，8%P2O5形核剂可以实现体积析晶，形成晶粒细小、分布均匀的微晶玻璃，添加8%TiO2、6%Fe2O3时是表面析晶，不能形成理想的微晶玻璃。

工艺因素对纳米羟基磷灰石结晶形态的影响

为了研究制备工艺因素对纳米羟基磷灰石的结晶形态与尺寸的影响,在磷酸二氢钙均匀沉淀反应体系中加入添加剂,通过控制水浴温度、烧结温度等条件制备出不同形态的羟基磷灰石粒子,利用XRD与TEM技术分析了粒子的微观形态与尺寸.研究结果表明:在70℃水浴温度下,适量加入形核剂柠檬酸,控制溶液的pH值,可获得纯净的针状纳米羟基磷灰石溶胶;随着干燥和烧结温度的提高,羟基磷灰石的晶化程度提高,团聚趋势增强,700℃烧结态羟基磷灰石为类球状,粒径小于100nm.

变形铝合金晶粒细化的进展

综述了变形铝合金晶粒细化方法、细化机理和使用现状。提出了工业用变形铝合金晶粒的高效细化策略，并对晶粒细化的未来发展提出了展望。

多元醇法制备CoNi纳米粒子的形成机制,尺寸控制及磁性能

采用多元醇法在150～190℃合成了CoNi合金纳米粒子,利用SEM-EDX,XRD和VSM对所制备的CoNi纳米粒子形貌、成分、结构以及磁性能进行了研究,并进一步探讨了形核剂K2PtCl4对CoNi纳米粒子形貌及磁性能的影响。结果表明,在180℃用多元醇法制备的Co40Ni60(inat%)纳米粒子为FCC结构,Co2+要易于Ni2+被还原,导致最初10min内合成的CoNi纳米粒子中含有约78%(原子分数)Co,表现为高饱和磁化强度和高矫顽力,随着反应时间的延长,CoNi纳米粒子的Co含量、饱和磁化强度及矫顽力逐步下降。在150～190℃范围内,随着反应温度的提高,Ni2+的被还原能力增强,高温下合成的CoNi纳米粒子具有较低的饱和磁化强度和较小的矫顽力。形核剂K2PtCl4的加入,并不影响CoNi合金纳米粒子的成分和晶体结构。但是,随着形核剂浓度的增加,CoNi纳米粒子平均直径明显减小,其矫顽力有所增大。通过设计形核剂的浓度,CoNi纳米粒子的直径可以在96～580nm范围内任意控制。

Fe^(3+)和Cu^(2+)协同效应对银纳米线形貌的影响

银纳米线(AgNWs)作为一种一维金属纳米材料,不仅拥有银金属本身良好的导热、导电性能,还具有纳米材料特殊的物理化学性质,被认为是最有潜力替代氧化铟锡(ITO)的新兴材料。以硝酸银(AgNO_(3))为银源,CuCl_(2)和FeCl_(3)为形核控制剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为生长导向剂,采用多元醇法合成高长径比的AgNWs。保持反应体系中Cl^(-)浓度恒定,通过改变Fe^(3+)和Cu^(2+)的配比,详细考察Fe^(3+)和Cu^(2+)的协同效应对AgNWs形貌的影响。研究结果表明,当体系中形核控制剂浓度为67μmol/L,Fe^(3+)和Cu^(2+)的摩尔比为4∶3时,可高效合成直径约150 nm、长度140~180μm、长径比高达1500的AgNWs。

增材制造中高强铝合金的缺陷与力学性能研究进展

铝合金是一种重要的轻质金属结构材料,广泛应用于航空航天和交通运输等领域。行业的快速发展对铝合金零件的服役性能和制备过程都提出了更高的要求,传统减材制造已难以满足对铝合金零件高效敏捷、绿色环保的制备要求。增材制造作为一种新兴的快速成形技术,为铝合金零件的制备提供了一个崭新的思路。然而,由于增材制造的工艺特点和铝合金的本征性质,通过增材制造技术制备的中高强铝合金零件中易形成诸多缺陷,严重损害其力学性能,限制其实际生产应用。本文综述了增材制造中高强铝合金零件中的缺陷类型及其成因,并从优化工艺参数、合金成分和添加形核剂三个方面,重点讨论了目前消除增材制造中高强铝合金零件中缺陷,改善其力学性能的进展及发展趋势,并指出未来改善增材制造中高强铝合金微观组织和力学性能的努力方向应为综合调控工艺参数和合金成分,进一步探索增材制造铝合金的最佳热处理工艺,从而获得高强塑性增材制造铝合金。

银源浓度和包覆剂对纳米银线线径的影响

纳米银线因其具有良好的导电性和优异的光学性能,是传统导电材料氧化铟锡(ITO)的理想替代品。为了降低纳米银线的直径并提高均一性,采用多元醇法制备纳米银线,分别考察了形核控制剂浓度、反应物浓度和包覆剂种类对纳米银线生长过程的影响。结果表明,在AgNO_3浓度为25 mmol/L,保持Cl-浓度为300μmol/L的基础上,添加10μmol/L的Fe~(3+)时,纳米银线平均线径为53.2 nm,线径均一。此外,单独使用长链PVP作为包覆剂时,反应产物中的颗粒、短棒等杂质最少。

Fe2O3,ZrO2及F对CaO–MgO–Al2O3–SiO2系微晶玻璃析晶行为的影响

研究了形核剂对CaO–MgO–Al2O3–SiO2系微晶玻璃析晶的影响,将形核剂掺量(质量分数)分别为1.0%Fe2O3,2.0%ZrO2和4.0%F添加到基础玻璃中。用扫描电子显微镜和X射线衍射技术分析了微晶玻璃析晶和显微特征。不添加任何形核剂的样品以及分别添加1.0%Fe2O3和1.0%Fe2O3+2.0%ZrO2形核剂的样品以表面析晶为主,在1053℃保温1.0h后,析出晶体以硅灰石(CaO?SiO2)为主,同时还有少量钙长石(CaO?Al2O3?2SiO2)和透辉石(CaO?MgO?2SiO2)析出。Fe2O3的加入促进了玻璃的析晶和生长,而ZrO2的作用正好相反,抑制了玻璃的析晶。对于添加1.0%Fe2O3+2.0%ZrO2+4.0%F形核剂的样品,在1040℃保温1.0h后,其析出晶体以整体析晶为主,块状晶体均匀析出,析出主晶相为钙长石。

Si-Al-F 系可加工陶瓷制备工艺的研究——化学成分对玻化、结晶过程的影响

玻化和结晶过程是可加工陶瓷制备过程中重要的环节．本文研究了化学成分对玻化和结晶阶段的影响，在玻化阶段希望得到均匀的玻璃熔体，并且冷却过程中不出现晶化；在结晶阶段又希望得到较高的结晶度，这就必须控制晶化成分的加入量．Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＯ的含量降低可使玻化温度降低；ＭｇＯ又是结晶过程的形核剂，含量不宜过低；氟化物含量高可使玻化温度降低，既是助熔剂又是形核剂．最后给出了可以在玻化阶段得到均匀透明玻璃熔体而结晶阶段可获得较高结晶度的最佳配方．

铝合金稀土硝酸盐磷化的电化学行为

采用电化学测试和扫描电镜等方法研究了硝酸铈对6061铝合金磷化过程及磷化膜形貌的影响。结果表明,硝酸铈的加入改变了铝合金基体与磷化液之间液固界面间的初始电位;硝酸铈吸附在铝合金表面上形成凝胶,成为磷酸盐晶体形成的良好晶核,磷化晶粒细化,生成较为致密的磷化膜,膜的耐蚀性得到提高。硝酸铈使铝合金达到最高电位的时间缩短,阴极极化电流密度增大,磷化速度加快。硝酸铈在整个铝合金磷化过程中起到了成核和促进的作用。在本实验条件下,最佳硝酸盐含量为20 mg/L～40 mg/L。

人工合成纳米羟基磷灰石的研究

以磷酸二氢钙 ( Ca( H2 PO4) 2 · H2 O)和氢氧化钙 ( Ca( OH) 2 )的沉淀反应为基础 ,重点探讨反应条件、形核剂、干燥温度、烧结温度对羟基磷灰石形貌及尺寸的影响 .结果表明 ,通过控制反应温度、搅拌速度、反应时间及加入一定量的形核剂 ,可以得到纳米级。

SiO_2-Al_2O_3-MgO-K_2O- (F,Cr_2O_3)玻璃陶瓷的析晶

为了研究形核剂氟化物、氧化铬及其复合作用对SiO2-Al2O3-MgO-K2O系玻璃陶瓷形核和析晶的影响,采用高温熔融法制备了不同氟化物和氧化铬含量的基础玻璃,并对该基础玻璃进行了差热分析、显微分析和X射线衍射分析.结果表明:在所研究的玻璃体系中,氟化物或氧化铬的加入,都不同程度地削弱了玻璃体的结构,降低了玻璃的转变温度;当基础玻璃只含有氟化物时,玻璃在表面析出云母晶体,内部发生分相现象,而玻璃中仅含有氧化铬时,玻璃中发生整体析晶;没有氟化物的存在,不能析出云母晶体;当同时加入两种元素的物质后,对玻璃体析晶的影响不是简单的加合,复合的作用更为突出,进一步降低了玻璃的转变温度和析晶温度,整体均匀析出云母晶体.

SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃陶瓷的等温析晶

应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了不同ZnO含量对SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃等温析晶的影响.结果表明:在所研究的玻璃体系中,ZnO的饱和溶解量小于3.0%的质量分数,下同,当玻璃试样中ZnO含量达到3.0%时,在玻璃中首先析出ZnAl2O4相.ZnO的含量对析出晶体的种类影响不大,主晶相都是云母晶体与莫来石(Al6Si2O13)相,但是对析出晶体的形态有较大程度的影响.在含2.0%ZnO的玻璃试样中,在800℃时首先析出莫来石晶体,进一步提高析晶温度,逐渐析出云母晶体.随着玻璃试样中ZnO含量的增大,云母晶体的析出呈现先增加后下降的趋势.

添加Nd元素对Ti-6Al-4V-2Cr合金组织细化的影响

采用冷等静压–真空烧结法制备Ti-6Al-4V-2Cr-1Nd合金,然后进行固溶及时效热处理,通过实验与最小错配度理论计算,研究Nd元素对该合金组织细化的影响,并分析细化机理。结果表明,添加1%(质量分数)的稀土元素Nd后,析出相Nd2O3能有效促进晶粒细化。二维错配度的计算结果证明析出相Nd2O3是有效的形核剂,可促进非均匀形核,增加形核率,从而使晶粒细化。通过对合金试样薄区进行高分辨率观察,发现另一种絮状的、非常细小的、弥散分布的Nd2Ti4O11相,由于其界面错配度较低,也可作为非均匀形核的核心,促进形核,起到细化晶粒的作用。