铜片在纳米碳化硼水基流体中的腐蚀行为

纳米流体已经被广泛地研究用于提高系统的传热性能和效率,然而对纳米流体的防腐蚀性能关注较少,因此本实验研究了铜片在纳米碳化硼(B4C)流体中的耐腐蚀性能。通过模拟加速防蚀实验,在不同分散情况下的纳米碳化硼流体中对铜片的腐蚀程度进行对比。实验结果表明:采用非离子分散剂,分散介质为膜处理水,流体呈中性或碱性且温度较低时,水基纳米碳化硼流体具有良好的抗腐蚀性能。

纳米碳化硼对水性聚氨酯木器涂料性能的影响

围绕水性聚氨酯木器涂料(WPU),以纳米碳化硼(B4C)为改性剂,采用物理共混的方法制备改性水性聚氨酯木器涂料,利用磁力搅拌和超声处理的方式提高B4C的分散性,从而改善WPU的硬度、耐磨性和附着力等,通过扫描电子显微镜(SEM)观察不同添加量下纳米B4C在涂层中的分散性。结果表明:纳米B4C的添加显著增强了固化后水性聚氨酯涂层的硬度、耐磨性和附着力,但光泽度和涂料黏度有所下降。当B4C添加量为3%时,涂层表面B4C分散均匀,漆膜表面没有产生明显粗糙感,没有明显团聚现象产生;改性水性聚氨酯的涂层力学性能达到最佳,涂层硬度由2H提高至4H;涂层耐磨性与未改性涂层相比明显提高,磨耗量降低50%,最佳磨耗量为0.042 g;涂层附着力没有明显变化,在B4C各添加量配比下均保持1级;涂层的光泽度随着B4C的添加逐渐降低,由18.6%变为8.3%。碳化硼改性水性聚氨酯涂料的制备原理简单、实验过程易操作且绿色无污染,为纳米改性功能型水性涂料的制备提供了新的有效途径。

聚多巴胺改性纳米碳化硼对水性聚氨酯涂层性能的影响研究

通过多巴胺(DA)常温自聚合产生的聚多巴胺(PDA)对纳米碳化硼(B_(4)C)进行改性,制备聚多巴胺改性纳米碳化硼(B_(4)C-PDA),通过添加B_(4)C-PDA对水性聚氨酯涂料进行改性,成功制备改性涂料。当B_(4)C-PDA添加量为1%时,改性涂层的力学性能最佳,磨耗量最低为0.0058 g/100 r,较对照涂层降低了96.2%;此时改性涂层的耐磨性最好且附着力保持1级,硬度提升为2H;改性涂层的热失重质量保存率由4.20%提升为7.97%。聚多巴胺改性纳米碳化硼/水性聚氨酯涂层具有良好的力学性能和热稳定性。

碳化硼纳米线的制备和结构

以碳纳米管为模板,通过加热碳纳米管与硼粉的混合物,获得了笔直的硼碳纳米线.对纳米线的结构和成分进行研究,结果表明纳米线主要为B4C纳米线.在部分B4C纳米线的端部存在Ni颗粒,这些端部具有Ni颗粒的纳米线构成了纳米磁针.讨论了B4C纳米线的生长机制,B4C纳米线的生长主要为硼原子在碳纳米管中扩散并发生化学反应,使得碳纳米管晶格结构发生重组,形成B4C纳米线.反应后,硼原子部分取代了碳纳米管中碳原子,修补了碳纳米管中的晶格缺陷,获得了形态笔直的B4C纳米线.

碳化硼五次孪晶纳米线的结构弛豫现象研究

通过透射电子显微学方法研究纳米材料内部结构有助于理解界面与缺陷对纳米材料性能的影响。在碳化硼五次孪晶纳米线体系中,为了缓解5°角度过剩引起的五次孪晶轴心区域的弹性应变能,在纳米线内部会产生一些结构缺陷。本文通过系列电子衍射分析结合暗场成像技术揭示了碳化硼五次循环孪晶纳米线中的一种结构弛豫模式。孪晶轴向纳米线边缘偏移从而导致其中2片单晶结构单元的缺失,形成仅具有3个单晶结构单元的非完整循环孪晶结构。统计分析发现此类结构弛豫现象少量存在于1100℃固相烧结合成的碳化硼五次孪晶纳米线中,从能量角度定性分析表明这可能与该结构弛豫发生过程中会产生具有较高能量的界面及表面有关。

反应温度和添加剂含量对微波合成碳化硼微观形貌的影响

微波烧结由于具有高效、快速、绿色等特点越来越受到人们的关注。本文以天然煤粉(C)和硼酸(H3BO3)为原料,在无气氛保护条件下,利用2.45 GHz的TE666单频微波烧结炉,快速碳热还原反应法制备出纳米碳化硼(B_4C)粉体。结果发现:当煤粉(C)和硼酸(H3BO3)质量比为3∶1,微波烧结温度为1400~1800℃,保温时间为5min,即可制备出结晶良好的碳化硼(B_4C)晶体,调整相关工艺参数可以控制B_4C晶体的形貌,如直径为50~150nm的球形颗粒或碳化硼片状结构,通过改变Na_2CO_3添加剂含量(3wt%~9wt%),可得到不同尺寸的碳化硼纳米片(边长为200~800 nm),获得传统电阻烧结条件下无法得到的碳化硼(B_4C)晶体。

增摩填料复合稀土氧化镧增强汽车摩擦片材料摩擦磨损性能研究

目的研究纳米填料复合氧化镧对汽车摩擦片摩擦磨损性能的影响。方法采用热压成型工艺制备CaSiO3、纳米SiC、纳米B4C复合氧化镧增强汽车摩擦片,将摩擦试样在100~350℃条件下进行摩擦磨损实验。采用XRD、EDS、SEM和三维非接触式表面形貌仪表征摩擦试样磨损前后的物相组成、化学成分和微观结构。分析不同纳米填料的摩擦片的摩擦磨损演变规律,探究纳米填料在摩擦磨损过程中的作用机制。结果纳米SiC填料试样的高温摩擦系数明显提高,300、350℃时分别为0.49和0.5;磨损率较大,最大值高达0.35×10^−7 cm^3/(N·m);试样磨损面较平整,磨痕较浅。纳米B4C填料试样的摩擦系数不高,较稳定;高温磨损率低,300℃时为0.2×10^−7 cm^3/(N·m);试样磨损面较光滑,磨痕最浅。结论纳米B4C填料试样中的硼氧化物提高了界面润滑性,磨损面形貌质量最好,高硬度的细小颗粒强化了材料的机械啮合力,提高了摩擦磨损性能。纳米SiC硬质颗粒在磨损过程中容易脱落,易对磨损面造成损伤,加剧磨损。

Nano-B_4C水基流体流变特性研究

对纳米流体粘度和流变特性的研究有助于揭示纳米流体强化传热和传质过程中的机理。选用纳米碳化硼作为纳米材料,研究了不同分散情况下纳米碳化硼流体的粘度值,通过粘度值来评价其流变特性。实验结果表明:不同种类分散剂、不同粒径纳米碳化硼对流体的流变性能影响较大;当pH值为6.8左右时溶液的粘度最小,溶液粘度随着温度的升高而显著降低;机械搅拌转速为650r/min、超声波分散时间为10min时溶液粘度分别有一个最佳值。

Length dependence of linear and nonlinear optical properties of finite-length BN（5,0） nanotube

In this paper, we investigate the length dependence of linear and nonlinear optical properties of finite-length BN nanotubes. The recently predicted smallest BN（5,0） nanotube with configuration stabilization is selected as an example. The energy gap and optical gap show the obvious length dependence with the increase of nanotube length. When the length reaches about 24 /~, the energy gap will saturate at about 3.2 eV, which agrees well with the corrected quasi- particle energy gap. The third-order polarizabilities increase with the increase of tube length. Two-photon allowed excited states have significant contributions to the third-order polarizabilities of BN（5,0） nanotube.