药物晶型研究及其在临床和结晶工艺中的应用进展

药物晶型的差异导致药物溶解度和稳定性不同,进而影响药物的临床疗效及生物利用度。因此,近年来药物晶型越来越受到研究者们的重视。该文通过查阅并整理相关文献,从药物晶型的影响因素、药物晶型的识别与控制、药物晶型评价方法及应用等方面对近年来药物结晶理论研究进展进行概括总结,旨在为药物晶型的控制、工艺筛选等提供参考。

不同粒级铜尾矿对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃析晶性能的影响

采用不同粒级铜尾矿通过熔融法制备CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)微晶玻璃,通过差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)等测试方法分析了不同细度的铜尾矿对微晶玻璃析晶行为的影响,并借助JMA方程拟合了不同粒级铜尾矿微晶玻璃的析晶动力学行为。研究表明,不同粒级组成的铜尾矿中含铁矿物的种类和价态影响微晶玻璃的析晶行为。铜尾矿中的铁氧化物来源于原生矿物,如菱铁矿、硫铁矿、磁铁矿等含铁矿物多为Fe^(2+),不具备成核诱导作用且促进了玻璃体和中间体的形成,而外加氧化铁为Fe^(3+),具有较好的成核诱导作用并促进了高铁辉石晶相的析出,从而提高了微晶玻璃的各项性能。

组成对钠铝硅玻璃中钇锆酸盐纳米晶析晶性能的影响

基于含Y2O_(3)和ZrO_(2)的钠铝硅玻璃体系,研究了玻璃组分中Al_(2)O_(3)/Na2O摩尔比值(MAN)与SiO_(2)/Al_(2)O_(3)摩尔比值(MSA)对玻璃析晶性能的影响。研究结果表明,当MAN<1时,玻璃经热处理后表面析出钠霞石晶体;当MAN≥1时,玻璃热处理后析出钇锆酸盐纳米晶体,且此时微晶玻璃仍然具有不小于90%的高可见光透过率。对于固定MAN的玻璃,调整其MSA也能实现钇锆酸盐纳米晶的析出,且析出晶体尺寸随MSA增加而减小。随着热处理温度升高微晶玻璃样品中纳米晶体尺寸增大,维氏硬度也增大。

1,6-己二酸对聚丁烯-1的结晶行为及晶型转变的影响

本文采用示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)等设备研究了聚丁烯-1(PB-1)中加入1,6-己二酸(AA)之后的结晶行为、晶型转变行为及其机理,所获得的复合材料为PB-1/AA。实验结果表明,加入1%质量分数的AA能够显著提升PB-1/AA的结晶温度及晶型转化速度。POM的结果显示,加入AA能够使得PB-1/AA晶体结构松散,这与I型晶体结构相似,疏松的结构有利于II-I相转变。DSC的结果显示,AA能提高PB-1/AA的转化过冷度、结晶温度及结晶度,也能在转化过程中提高PB-1/AA的晶片厚度,使得PB-1/AA非晶区的系带分子和缠结环数量减少。连续自成核退火实验(SSA)结果表明,AA与PB-1的I型晶体存在一定的晶格匹配,从而加速PB-1/AA的相转变。

非(001)晶面促进激光单晶熔凝过程中柱状晶外延生长

当激光熔池内的柱状枝晶沿着熔池边界外延生长时,其方向并不严格平行于温度梯度,而是选择与基体一致的择优方向生长,因此基体取向可以影响柱状晶的外延生长行为。在使用激光金属成型/沉积技术修复昂贵的单晶部件时,需要考虑这一特性。现有研究已经实现了(001)晶面上的柱状晶完全外延生长进而获得完整单晶。然而由于叶片形状复杂,实际修复过程中可能会遇到的不同取向表面。论文对(001)和非(001)取向表面修复过程中的杂晶形成能力进行了比较研究,通过数值计算获得了控制微观组织的局部凝固变量,并将杂晶晶粒的体积分数作为量化单晶完整性指数。结果表明,与(001)晶面相比,多数非(001)晶面可以促进柱状晶的外延生长,进而获得更好的单晶完整性,实验结果也验证了这一结论。分析显示不同枝晶生长区域的边界是杂晶形成敏感区,两种晶面的差异在于边界数目及其位置。研究结果可以优化修复和制造应用中的沉积方向和激光加工窗口提供指导。

小晶粒高硅铝比NaY分子筛低温合成研究

采用自制的偏铝酸钠为合成导向剂,在低温下水热晶化合成出了小晶粒高硅铝比的NaY分子筛。考察了合成导向剂的陈化温度、陈化时间、晶化碱度、晶化温度和晶化时间对产品的影响,得到了制备NaY分子筛最佳的工艺条件,并进行了放大制备。在此条件下,NaY分子筛结晶度(峰面积)≥90%,结晶度(峰高)≥85%,硅铝比≥5.5,晶粒尺寸均在(100~200)nm,不仅优于工业标样的指标要求,且易于放大。

多晶X射线衍射在石油炼制与化工催化剂研究中的应用

在石油化工领域,多晶X射线衍射是一种最有效、应用最广泛的研究催化材料晶体结构的分析方法。简要介绍了X射线衍射技术的基本原理。重点从物相定性/定量分析对催化材料组成确定、相对结晶度的现行标准及其对分子筛水热环境下结构变化的研究、晶胞参数的现行标准及其对催化活性中心的辨识、晶粒大小测定方法及其对反应扩散的影响等多个方面综述了近年来X射线衍射基础方法在石油炼制与化工催化剂研究中的应用,并阐明了这些方法的注意事项及适用范围。此外,介绍了中石化石油化工科学研究院有限公司在该领域取得的研究进展。并对X射线衍射技术在技术升级、机器学习、原位表征及联用技术等4个方面的发展进行了展望。

ZnO对尖晶石微晶玻璃的析晶和性能影响

尖晶石微晶玻璃不仅具有良好的透过性能,而且具有优异的机械性能,在盖板玻璃、航空航天、军事、牙科和光学器件领域有着重要的应用。本文研究了ZnO含量对MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)玻璃析晶和性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加,玻璃化转变温度逐渐下降,析晶峰温度也向低温区移动,而且析晶峰逐渐增强,说明ZnO的加入能够促进析晶。通过拉曼光谱对玻璃的结构进行分析,发现随着ZnO含量增加,玻璃网络中的Q^(3)、Q^(3)(Zr)以及Q^(4)单元逐渐减少,Q^(2)单元逐渐增多,说明玻璃网络结构变得疏松,有利于晶体生长。ZnO的加入提高了热处理后样品的硬度,在920℃热处理2 h时ZnO含量为7.5%(摩尔分数)的样品硬度达到最大值,为8.13 GPa。同时,ZnO的加入还改善了高温热处理样品的透过率,样品在可见光范围内的平均透过率大于80%,具有良好的透光性。

以碳酸钾为原料制备碳酸锂晶体团聚现象及调控方法的研究

以氯化锂与碳酸钾为原料进行反应结晶制备碳酸锂,以提高碳酸锂收率、降低其钾含量及获得良好粒径分布为目标,考察反应温度、搅拌转速、晶种加入量及晶种加入的粒径大小对实验的影响。实验结果表明,氯化锂与碳酸钾反应结晶存在着明显的晶体团聚现象,反应温度不同,对晶体形貌有显著影响,低温下晶体呈片状团聚体,较高温度下晶体呈棒状团聚体。剪切力的增加可以减小团聚体尺寸,晶种的加入有利于抑制爆发成核,减轻晶体团聚和黏壁现象。实验结果表明,在反应温度为85℃、搅拌转速为400 r/min、氯化锂浓度为3.2 mol/L、晶种加入量为3.0 g/L、晶种粒径控制在小于54μm、超声功率为100 W、超声时间为150 min条件下,获得的碳酸锂收率高、晶体不易发生聚结、钾含量较低且拥有较好的粒径分布。以碳酸钾为原料制备的碳酸锂与以碳酸钠为原料制备的碳酸锂收率相当,但杂质含量有一定的降低。且在反应结晶过程中加入超声后可有效避免出现大团聚体,在保证碳酸锂收率无明显降低的情况下,钾含量明显降低。通过研究获得的实验条件可以为碳酸锂生产调整工艺参数提供依据,并为产品质量的提高提供指导。

茂金属聚乙烯薄膜晶点的组成及形成原因

采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜以及红外光谱等分析手段,从原料的分子链结构分析了茂金属聚乙烯薄膜晶点的组成及其形成原因。结果表明,茂金属聚乙烯薄膜晶点的结晶形态与无晶点的正常薄膜的不同,构成晶点的晶体尺寸均匀性远不如无晶点的正常薄膜,这是因为晶点中含有类似于纤维状的晶体,这种晶体先结晶,导致随后形成的晶体在此处生长不均匀。此外,分子链上的端基双键(RCH CH 2)在吹膜过程中引起的分子间交联和分子链中存在的亚甲基序列较长的规整结构,是形成类纤维状晶体的主要因素,而较长亚甲基序列的规整结构是由于共聚单体分布不均匀引起的。

利用纤维素工业废丝/胶高效制备再生纤维素纳米晶

为解决再生纤维素工业丝的废丝以及生产过程中的废丝/胶的再利用问题,设计了以再生纤维素工业废丝或废丝/胶为原料高效制备再生纤维素纳米晶(RCNC)的方法,并通过傅里叶变换红外光谱、马尔文激光粒度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射和原子力显微镜等方法,对比了利用新溶剂法再生纤维素工业废丝/胶、粘胶再生纤维素工业废丝和浆粕制得的RCNC、CNC的结构性能上的区别。结果表明:新溶剂法再生纤维素工业丝废丝/胶高取向度、高结晶度和结构简单的特性使其可以在更温和的条件下酸解,制备的RCNC得率高达到65.09%,远大于以浆粕为原料制备CNC的得率,且具有更高的结晶度。与粘胶纤维素工业废丝制得的RCNC相比,两者具有相似的尺寸与形貌,都为纳米级的棒状结构,长度和长径比分别为93 nm±26 nm和35±20,表明此方法对于不同来源的纤维素工业丝废丝具有一定的普适性。

晶化温度对硅灰微晶玻璃性能的影响

为响应国家对固体废弃物资源循环利用的号召,坚持以绿色发展为理念,本文以高硅废微硅粉为主要原料,采用整体析晶法制备了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃,采用TG-DSC、XRD、SEM等分析方法表征了微晶玻璃的晶相种类和显微形貌,并测试了其理化性能。研究表明,在900℃下核化2 h并在1150℃晶化2 h后,可制备出以钙长石为主晶相的微晶玻璃,当晶化温度继续升高至1200℃后,微晶玻璃中出现少量气泡,内部出现缺陷,从而导致析晶效果和理化性能下降。该方法制备出的微晶玻璃具有优良的机械性能,抗折强度为93.58 MPa,维氏硬度为845.62 HV_(0.5),体积密度为2.88 g/cm^(3)。

晶粒尺寸对竹节晶铜箔微轧制变形行为影响的模拟

高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔−压缩−剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究。建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应。该微观模型将每个离散单元只是作为晶粒的组成部分,同时在积分点上采用单晶体本构模型建立本构方程。结果表明:微观层次复合轧制竹节晶铜箔的变形特征表现为高度的异向性和局部化;竹节晶铜箔轧制力变化符合类似Hall-Petch关系,即轧制力随晶粒尺寸的减小而增大;随着晶粒尺寸减小,复合轧制竹节晶铜箔的滑移均匀性和晶界滑移协调能力均增强;动态剪切带和变形带随着晶粒尺寸的减小向晶界偏移。为保证轧制竹节晶铜箔变形的稳定性和进一步减薄,晶粒尺寸小于100μm为宜。

高品质DHMX转晶过程工艺控制研究

奥克托今(HMX)是目前广泛使用的高能量密度材料,但由于HMX晶体颗粒存在聚晶、孪晶、内部溶剂包藏、孔隙等各种晶体内外部缺陷,使得单质炸药的感度较高。本文通过结晶过程调节溶剂非溶剂比例、调控搅拌速度、温度、超声刺激轻度输入等方式,有效控制HMX晶型转变过程,改善结晶质量,获得高品质DHMX平均粒度分布在20~30μm、100~170μm以及200~260μm,晶体密度≥1.90 g/cm^(3),实现高品质DHMX粒度精确控制的工程化制备。

Li_(2)O/Na_(2)O对YAS微晶玻璃结构、析晶与力学性能的影响

透明微晶玻璃由于优异的力学性能被广泛应用于电子领域。本文采用熔融法制备了不同质量分数Li_(2)O和Na_(2)O的Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(YAS)微晶玻璃,通过Raman、DSC、XRD、FESEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了其结构特征、析晶与力学性能。结果表明:当碱金属氧化物R_(2)O(R=Li,Na)总量保持不变,随着Li_(2)O取代Na_(2)O含量的增加,YAS微晶玻璃的转变温度、软化温度和结晶峰温度逐渐降低,Q^(4)基团对应的含量逐渐减少,说明Li_(2)O作为网络外体使YAS微晶玻璃结构逐步解聚,玻璃的析晶能力逐渐增强。在同一热处理制度下,随着Li_(2)O取代量的增加,YAS微晶玻璃维氏硬度显著提升,而透过率明显下降。在680℃/10 h+750℃/1 h热处理制度下,可以制备出晶体大小一致且分布均匀的以钇稳定氧化锆为主晶相的透明YAS微晶玻璃,此时2%(质量分数,下同)Na_(2)O+4%Li_(2)O YAS微晶玻璃具有良好的综合性能,如维氏硬度为646 HV,断裂韧性为1.07 MPa·m^(1/2),透过率为85.7%,在诸多领域具有巨大的应用潜力。

基于原子体系人造晶格构建量子模拟器

量子模拟技术通过调控原子体系构建人造晶格,可用于模拟微观世界的多体物理现象。概述了以超冷原子光晶格、莫尔超晶格与量子点超晶格为代表的人造晶格构建量子模拟器的方法及其研究成果,讨论了原子体系下不同类型人造晶格量子模拟平台的特点和优势。然而,由于材料和技术上的限制,目前固态量子模拟平台还未能实现室温工作且大规模集成生产。硅纳米晶体管局域沟道内具有量子点特性的杂质原子为解决这一问题提供了可能。最后,总结了人造晶格量子模拟器所面临的挑战,并给出了后摩尔时代基于杂质原子量子点阵列构建硅基量子模拟器的发展思路。

ECAP对预置孪晶AZ31镁合金组织和力学性能的影响

为了探究剪切变形对预置孪晶AZ31镁合金组织和力学性能的影响,对应变量为5%的预置孪晶试样在250℃进行了不同道次的等通道转角挤压(ECAP),随后对不同状态试样进行了显微组织观察和室温单轴拉伸测试。结果表明:预置孪晶试样经过ECAP变形后,试样组织与商用挤压态合金相比明显细化,延展性获得较大提高;且随着挤压道次的增加,合金晶粒更加细小均匀,延展性改善更加显著。其中,挤压四道次合金的室温断后伸长率较挤压态棒材提高了约163%,表明预置孪晶后引入剪切变形能有效提高镁合金棒材的室温塑性。

Na_(2)O对锂铝硅微晶玻璃析晶及性能的影响

采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但Na_(2)O的引入促使微晶玻璃中析出Li_(2)Si_(2)O_(5)新相,并且随着Na_(2)O引入量的增加,Li_(2)Si_(2)O_(5)转变为主晶相。由于晶体尺寸均为纳米级,主晶相的转变对透过率影响较小,微晶玻璃的可见光透过率均高于85%。主晶相的转变有效增强了微晶玻璃的机械性能,其弯曲强度由300 MPa提升至331 MPa。Na_(2)O的引入有效增强了Na-K交换,Na_(2)O含量为4%(质量分数)的Li 2O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃在410℃的KNO_(3)熔盐中交换6 h后,维氏硬度由7.108 GPa提升至7.403 GPa,弯曲强度由331 MPa提升至470 MPa。

超细晶/纳米晶钨材料制备技术的研究进展

晶粒细化可显著提高超细晶/纳米晶钨材料的性能,介绍了超细晶/纳米晶钨材料制备技术的最新研究进展,包括粉末冶金法和深度塑性变形法,粉末冶金法的烧结工艺主要包括热等静压烧结、超高压通电烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等;深度塑性变形法包括高压扭转、等通道挤压、表面机械研磨处理和累积轧制等。由于超细晶/纳米晶钨材料存在大量的晶界可有效提高材料的力学性能和抗辐照性能,因此有望解决纯钨材料作为核聚变堆面向等离子体材料存在的问题,对超细晶/纳米晶钨材料的发展提出了建议。

冷轧变形量对热处理后CoCrFeMnNi高熵合金退火孪晶及力学性能的影响

经冷变形与热处理后的CoCrFeMnNi高熵合金性能会受到在退火过程中产生退火孪晶的影响,而孪晶形貌与种类的变化与冷变形量和热处理条件相关。探究了高温短时热处理下,冷变形量对退火孪晶及力学性能的影响。采用真空中频感应熔炼炉制备了FCC单相CoCrFeMnNi高熵合金,样品经均匀化退火后使用两辊轧机沿同一方向进行多次冷轧,得到不同变形量的样品。样品在900℃条件下退火1 h,采用金相显微镜、X射线衍射与透射电子显微镜对样品的微观组织形貌进行表征以观察样品中退火孪晶的变化,在室温下对样品进行了静态单轴拉伸试验,研究了不同变形量对于退火孪晶的影响以及退火前后力学性能的变化。结果表明,退火孪晶的种类和数量会随变形量变化:变形量30%的样品内部晶粒尺寸大,退火孪晶的种类和数量最少;变形量80%的样品晶粒尺寸与30%的样品相近,但退火孪晶数量、种类多;变形量50%的样品晶粒尺寸最小,退火孪晶数量与种类中等。未经热处理的样品其抗拉强度与变形程度呈正相关,抗拉强度最高可达到1333.44 MPa,经900℃×1 h退火处理后,其抗拉强度与变形程度呈负相关,抗拉强度最高为585.81 MPa。结果表明,CoCrFeMnNi高熵合金在高温短时间的热处理条件下具有良好的相稳定性,轧制和退火后均为FCC单相结构,没有析出相产生。冷变形后的样品在热处理后样品内部发生了再结晶,晶粒的尺寸大小与退火孪晶的数量和种类以及样品的力学性能会随着变形量的不同产生变化。同时,合金内部产生的小尺寸退火孪晶起到了存储位错的作用。