甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料 Ⅱ.微观结构与宏观性能

研究了甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米复合材料的应力-应变特性,物理机械性能与温度间的依赖关系及动态压缩疲劳性能。推测了复合材料内部可能存在的多种物理和化学结构,并提出了一些模型。认为离子键及其所形成的离子簇易于在外力和热的作用下松弛,使材料的伸长率和永久变形增大,高温性能下降,同时也对材料的常温强度产生贡献。聚甲基丙烯酸锌纳米粒子强的内聚能及其与橡胶间的化学接枝是材料高温性能优异和常温高强度的主要原因。

SDBS/HCl化学刻蚀法制备具有纳米-微米混合结构的铝基超疏水表面

采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为辅助刻蚀剂,利用盐酸刻蚀,在铝基质的表面形成了纳米-微米混合的粗糙结构;化学刻蚀后的粗糙表面经过1H,1H,2H,2H-全氟癸烷基三乙氧基硅烷(FDTES)的修饰,形成了接触角大于160°的超疏水表面.扫描电镜表征结果显示,所得到的超疏水表面具有纳米-微米混合结构;基于此,利用气泡辅助刻蚀机理初步解释了二级混合结构产生的原因,认为是坑刻蚀和位错刻蚀的共同作用导致了混合结构的产生.此外,不同pH和长时间暴露实验证明所制备的铝基超疏水表面具有良好的稳定性.

多孔氧化铝表面方便制备纳米-微米ZnO薄膜材料

利用双通多孔阳极氧化铝(AAO)和非双通的AAO(含有Al基底)为模板通过液相沉积法制备了ZnO纳米-微米材料。结果显示在两种模板上面生成ZnO的过程比较相似,ZnO在表面择优生成,随着反应时间延长到72h,生成了比较独特的纳米-微米结构。这样的制备方法为非双通的AAO为模板方便地制备纳米材料提供了一定的依据,制备的ZnO薄膜结构有望可以在传感器,催化剂等领域得到应用。

Au(Ru)-SiO_2纳米-微米复合粒子的制备及精细结构研究

在制备出高性能的Au(Ru) SiO2 纳米 微米复合粒子的基础上 ,使用高分辨透射电镜、电子探针和X 射线衍射等现代手段 ,研究了该复合粒子的精细结构。研究结果表明 :所制备的纳米 微米复合粒子在结构上呈现类似天体星云式的多层次结构 ,可区分为三级 ,其中一级结构是在微米尺度上 ,该层次上的SiO2 微粒是整个复合粒子的承载骨架 ,其粒度均匀 ,分散性好 ,这在一定程度上大大降低了其所包含的功能金、钌纳米粒子的团聚问题 ;二级结构是在纳米尺度上 ,观察发现 ,金、钌纳米粒子相对均匀地镶嵌在第一结构层次的SiO2 微粒中 ,它们是整个材料的性能载体 ,对材料性能起决定作用 ,研究指出进一步适度降低第一层次的SiO2 微粒的粒径有望进一步降低甚至消除其中金、钌纳米粒子间的团聚 ;三级结构为金、钌纳米晶粒的高分辨晶格像 ,表明纳米晶表面原子点阵存在畸变。研究还指出 ,在该纳米 微米复合粒子中 ,金属金、钌的纳米粒子是以机械混合形式存在 ,不形成合金 。

纳米-微米纤维复合形式对惯性粒子过滤性能影响的数值研究

考虑纳米纤维表面流体滑移效应,在二维简化模型下采用数值方法研究了纳米-微米复合纤维对惯性粒子的捕集行为。分析了纳米-微米纤维复合形式对粒子捕集效率、效率增长比例因子以及综合过滤性能的影响。结果表明:在微米纤维迎风面45°和90°处放置纳米纤维,可显著增大复合纤维对粒子的捕集效率,并对弱惯性或中等惯性粒子捕集表现出较高的过滤性能质量因子;而当纳米纤维位于微米纤维迎风面0°位置时,仅对3μm以下粒子的捕集效率起增大作用;纳米-微米纤维间距(δ)增大对粒子的捕集效率有增大作用,且与纳米纤维放置角度和所捕集的粒子大小均有关。

纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响

通过盆栽试验研究了纳米．亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明，1）施入纳米-亚微米级复合材料后，褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变，F1（〈2μm）和B（10-50μm）粒级含量降低，F2（2～10μm）和F4（50～100μm）粒级含量增加。2）纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量，而增加幅度因材料而异；蒙脱土纳米-亚微米级复合物〉高岭土纳米-亚微米级复合物〉塑料纳米-亚微米级复合物。3）F3（10-50μm）粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低，但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大，因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4）纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2（2～10μm）粒级最高，说明各养分进入F2粒级最多，表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。

缓/控释肥料纳米-亚微米级胶结包膜复合材料的制备与表征

目的以天然高岭土和废弃泡沫塑料为原料,制备高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料,用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。方法采用有机物质插层复合、微乳化和高剪切方法制备了高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料,并通过扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱和激光粒度分析对复合材料进行了测试和表征。结果(1)有机物质插入了高岭土的层间,天然高岭土被剥离成纳米尺寸的片状结构,有机物质和高岭土层间的水合羟基形成氢键连接;(2)塑料-淀粉纳米-亚微米级复合材料表面存在10～20nm左右大小不一的皱褶或孔径。结论此2种复合材料可用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。

喷雾干燥法制备微米-纳米复合结构高吸油树脂中空微球

以苯乙烯和甲基丙烯酸十八酯为单体、甲基丙烯酸双环戊二烯酯为交联剂,采用喷雾干燥法制备了高吸油树脂中空微球。表征了高吸油树脂微球的微观形貌,考察了交联剂用量对树脂吸油性能的影响,同时与采用悬浮聚合法制备的树脂的吸油及疏水性能进行了对比。结果发现,采用喷雾干燥法制备的微球是由许多纳米粒子聚集而成的中空微米级微球;随着交联剂用量的增加,树脂吸油量呈先增加后减少的趋势,到达饱和吸油率所需时间减少;交联剂用量为3%(质量分数)的树脂吸油性能达到最好,对甲苯、三氯甲烷的饱和吸油率分别为20.78及28.32g/g,4h内对甲苯的吸收基本饱和;而采用悬浮聚合所制备的高吸油树脂,对甲苯和三氯甲烷的饱和吸油率分别为11.26、24.18g/g,12h吸油达到饱和;喷雾干燥及悬浮聚合制备的树脂与水的接触角分别为111.14与85.39°,表面能分别为38.10与42.85mJ/m2,采用喷雾干燥制备的高吸油树脂中空微球表现出较好的疏水性。

亚微米-纳米晶粒WC-Co硬质合金烧结与组织

将用高能球磨法制取的亚微米 纳米晶粒WC Co粉,采用脉冲电流在不同温度下加热烧结。结果表明,在1200℃真空烧结3min可以获得致密的块状亚微米 纳米晶粒WC Co硬质合金,而WC晶粒无明显长大,其硬度高达HRA94。温度过低则组织疏松,过高则WC晶粒发生再结晶长大。

亚微米-纳米纤维的技术进展及应用现状

纳米纤维具有独特性能,可广泛用于环境修复、过滤与分离、能源生产与贮能、电气和光学传感器、组织工程以及药液控释等领域。静电纺丝法是目前纳米纤维生产最常用的技术之一,但其生产效率较低,大规模生产的制约因素较多。针对此,文章介绍了几种生产亚微米-纳米纤维的新技术,如离心纺丝工艺、熔法纳米纤维工艺及其杂化工艺等。

纳米-亚微米MoS_2涂层的结构和摩擦性能

利用等离子喷涂技术在GCr15钢表面制备了纳米-亚微米MoS2固体润滑涂层.采用MHK-500型摩擦磨损试验机在油润滑条件下测试了MoS2涂层的摩擦学性能.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了涂层的表面和断面的磨损形貌以及涂层的物相组成.结果表明,纳米-亚微米MoS2涂层的物相主要为六方的MoS2,还有少量的Mo,Mo2S3和MoO3.涂层的晶粒尺寸在100～400 nm.与GCr15钢原始表面相比,纳米-亚微米MoS2涂层的减摩耐磨性有了明显的提高,摩擦系数降低近1倍,在载荷为375 N的条件下,磨损量也降低近1倍.

渗硼+两步处理硬质合金微米-纳米金刚石复合涂层工具研究

研究了固体粉末渗硼+碱酸两步预处理硬质合金基体的表面组织、形貌、粗糙度。实施优化的微米-纳米为0.1402μm金刚石复合涂层沉积工艺,得到表面平整、光滑、平均粗糙度的优质金刚石复合涂层。该涂层与基体附着力高,压痕测试其临界载荷大于1500 N,金刚石复合涂层刀具加工ZAlSi12合金试验表明其切削寿命是无涂层刀具的41倍。

相分离法制备PLGA微米-纳米多孔结构研究

相分离技术是近年来制备组织工程支架的一项新技术。研究了溶剂、溶液浓度、降温速率对多孔材料微孔结构的影响,确定了获得微米-纳米尺度微结构的参数。通过试验探索出了用高凝固点溶剂低温快速冷冻制备PL-GA纳米结构的方法,讨论了溶剂影响微米-纳米多孔结构的因素。通过选取适当的溶剂、冷冻温度和溶液浓度,可以控制获得的多孔结构的尺寸,制备更适合细胞黏附、增殖的组织工程支架。

铝表面ZnO/Zn-Al LDH微米-纳米结构及其超级疏水性能

超疏水性是自然界中一种极为常见的现象．如荷叶的表面、蝴蝶的翅膀等都具有超强的疏水性和自洁净功能刚。近年来对超疏水性仿生材料的研究引起了人们的普遍关注．在荷叶表面超疏水和自清洁效应启发之下．科学家对于如何调控固体材料表（界）面微纳米结构来实现超疏水的技术表现出极大的兴趣．因为固体表面的超疏水性研究在现代科技发展、工农业生产及日常生活中具有广阔的应用前景.

微米-纳米分层阵列结构减反膜的制备

介绍一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料的微米-纳米分层阵列结构双重减反膜。微米阵列结构模板图案由常规的激光直写光刻机光刻而成。微米阵列结构被复制到PDMS薄膜上,对PDMS薄膜进行等离子体表面修饰处理后在微米阵列结构上形成纳米褶皱结构,从而低成本制备出微米-纳米分层阵列结构双重减反膜。测试结果显示,所制备的微米-纳米分层阵列结构的PDMS减反膜可以将高效率多晶硅太阳电池的相对效率提高4.6%以上,相对反射率减小30%以上,并使减反膜表面的水接触角提高30°以上。

飞秒激光三光束干涉制备ZnO晶体表面微米-纳米复合周期结构的发光增强

利用飞秒激光三光束干涉在ZnO晶体表面制备微米-纳米复合周期结构。该结构由两部分组成:由激光干涉强度花样决定的微米长周期结构以及由飞秒激光偏振决定的短周期纳米条纹结构。利用800nm激光激发大面积的微米-纳米复合周期结构后发现,该结构的荧光强度得到了极大提高。显微发光照片表明,该结构在平板显示、高密度光存储以及光子晶体制备上都具有潜在的应用价值。

纳米-亚微米材料对土壤中速效钾重力方向运移的影响机制研究

基于室内一维土柱入渗试验,采用黄壤土表层均匀添加不同含量表层煤纳米-亚微米材料(质量含量分别为0、0.004%、0.020%、0.040%、0.100%),研究了纳米-亚微米级材料对黄壤土的速效钾在重力方向的运移规律。结果表明,纳米-亚微米级材料对黄壤土中速效钾在重力方向的运移有明显影响。在培养时间内,试验组的速效钾含量均保持小幅度平稳变化,无较大波动。纳米-亚微米材料起到了缓释作用。土壤中的钾离子极其容易流失,钾离子迁移主要受水分迁移及土壤胶体吸附作用的影响。添加纳米-亚微米材料的土壤具有较强的保水性和吸附性,使得水分及速效钾大量吸附于此。

微米/纳米尺度的材料力学性能测试

针对如何定量测定纳米、微米尺度及低维材料的力学性能，叙述了采用当今先进观测手段，结合设备特点和力学分析技术来评价材料的硬度、弹性模量、屈服应力、抗蠕变及抗疲劳性等力学性能的测试方法．