非晶态Ti-Zr-Cu-Ni基钎料性能的研究

利用快速凝固技术制备了Ti-Zr-Cu-Ni基非晶态薄带钎料,厚度为30～40μm,测定了非晶态和相同成分的普晶态钎料的熔化特性。相比之下,非晶态钎料的液相点降低了4.3℃,结晶温度区间缩小近40℃。利用扫描电镜,对普晶态及非晶态钎料金相组织及其在TC4上的扩散性能进行了较为详细的研究,并且测定了TC4钎焊接头的抗拉强度和冲击韧度值。结果表明,当钎料成分相同时,非晶态钎料组织细小密散,熔化温度低,在TC4母材上扩散性能好,接头抗拉强度高、冲击韧度值高,是一种很好的新型钎料。

Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金在四点弯曲加载模式下的弯曲弹性极限

按照当前金属材料弯曲性能测试标准中推荐的跨厚比设计Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金的弯曲试验,试样将发生大挠度弹性变形。经过推导证明,弯曲试样不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限取决于材料的弹性应变极限,锆基非晶态合金的弹性应变极限为2%,在四点1/4弯曲模式下不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限值为22。在保证小挠度变形的前提下,通过四点弯曲循环加载-卸载试验,Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)合金试样最外表层发生初始剪切变形所对应的弯曲屈服应力约为1760 MPa,产生0.01%残余应变所对应的弯曲弹性极限σ_(p0.01)为2040 MPa。

兼具加氢和脱硫活性的富含Ni^(δ+)非晶态NiP@γ-Al_(2)O_(3)催化剂的构筑及其用于石油树脂加氢的性能研究

C_(9)石油树脂(C9PR)是由乙烯裂解副产物C_(9)馏分聚合而成的热塑性树脂,经加氢改性后可以制得色度浅、抗氧化稳定性高、相容性好的高附加值氢化石油树脂(HC9PR)。但C9PR分子量大、空间位阻高且原料中含有硫化物等杂质易使催化剂中毒失活,因此加氢难度极大。为了同时实现C9PR的加氢和脱杂,采用化学还原法结合球磨法制备了非晶态NiP@γ-Al_(2)O_(3)催化剂。表征结果显示,该催化剂具有较大的比表面积、富含Ni^(δ+)活性物种、较多的活性位数量,并对C==C键具有较强的吸附能力。对其进行C9PR加氢性能评价,结果显示非晶态Ni P@γ-Al_(2)O_(3)催化剂表现出优异的加氢活性(加氢度98.35%)和脱硫活性(硫含量从122.80μg/g降低至8.00μg/g),明显优于利用程序升温还原法结合球磨法制备的不同晶型磷化镍催化剂。此外,经过连续100 h的反应,该催化剂仍能保持较高的加氢度,表明其具有良好的稳定性。

非晶态Co-Mo-P合金镀层的制备及其对Q235钢的腐蚀防护作用

采用电沉积方法在Q235钢表面制备出非晶态Co-Mo-P合金镀层,以期有效提高Q235钢的耐腐蚀性能从而增强混凝土结构的耐久性。实验结果表明:非晶态Co-Mo-P合金镀层的表面粗糙度仅为0.41μm,平整度和致密性好于相同厚度的Zn-Ni合金镀层和热镀锌层。与Zn-Ni合金镀层和热镀锌层相比,非晶态Co-Mo-P合金镀层具有更高的膜层电阻、电荷转移电阻、低频阻抗值(|Z|_(0.01 Hz))和最大相位角,分别为1.44×10^(3)Ω·cm^(2)、8.95×10^(3)Ω·cm^(2)、1.50×10^(4)Ω·cm^(2)和66.6°,并且在模拟混凝土孔隙液中浸泡腐蚀10 d后整体腐蚀程度最轻,腐蚀失重低至1.42×10^(-3) g/cm^(2),表现出优异的耐腐蚀性能,能够为Q235钢提供长期有效的腐蚀防护作用。原因归结为非晶态Co-Mo-P合金镀层无晶界且不存在位错缺陷,加之表面孔洞很少,能更有效阻隔腐蚀介质并阻断其扩散路径。

稳定非晶态CaCO_(3)在乙二醇无水体系中的制备及形成机理

采用醇钙法在乙二醇钙无水体系中制备了纯净且稳定的非晶态CaCO_(3)(ACC),即利用K_(2)CO_(3)和CaCl_(2)在乙二醇溶液中的反应制备ACC,并研究了溶液浓度、陈化温度和时间对产物相类型和颗粒形貌的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,当溶液混合后立即有ACC生成;在0℃和20℃的反应温度下,当陈化时间延长至4个月时,产物依然保持非晶态,说明生成的ACC非常稳定;20℃下不同浓度溶液反应得到的产物也为纯净ACC。产物的红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)以及选区电子衍射(SAED)结果验证了产物CaCO_(3)为非晶态。扫描电镜(SEM)观察结果表明,反应时间越短、反应温度越低、溶液越稀,ACC越容易呈现疏松多孔状;随着陈化时间的延长,ACC由疏松多孔的无定形态逐渐变成不规则颗粒状(0℃)和较规则的椭球状或球状颗粒(20℃)。最后,从CaCl_(2)和K_(2)CO_(3)在乙二醇中电离的角度探讨了ACC的形成机理。该研究为稳定的纯净ACC的制备提供了全新的途径,有助于进一步加深对ACC调控制备的理解。

硫系非晶态半导体人工神经突触的可塑性

模拟大脑中的神经突触是实现下一代计算机--类脑神经形态计算的关键一步。为了利用光子模拟神经突触的可塑性进而发展全光人工神经突触器件,文章开展了基于可控光诱导抑制效应的硫系非晶态半导体人工神经突触的实验研究。分析了材料化学组分和抽运光功率对该人工神经突触的调控作用,描述了该人工神经突触的可塑性。结果表明掺入不同杂质的硫系非晶态半导体平面波导具有不同的可控光诱导抑制过程,且抑制深度受控于抽运光功率的变化。基于这些特性,该人工神经突触展现出了配对脉冲易化功能、短程抑制功能、长程抑制功能,具有良好的可塑性。

非晶态氢氧化镍基无酶葡萄糖电化学传感器

基于过渡金属(氢)氧化物葡萄糖电化学传感器具有成本低、体积小、灵敏度高、线性检测范围宽等优点,通过一种新型电化学阴极沉积法构建了一种新型非晶态Ni(OH)_(2)无酶葡萄糖传感器,该传感器对葡萄糖的检测展现了优异的电化学活性:检测灵敏度高达4022μA·L·mmol^(-1)·cm^(-2),线性响应范围0.25μmol/L~1 mmol/L,检出下限低至70 nmol/L,抗干扰能力强,在0.5 mol/L NaOH溶液中具有优异的稳定性与选择性。

非晶态碳薄膜对金属二次电子发射的影响

非晶态碳薄膜由于具有极低的二次电子发射系数(secondary electron yield,SEY),在真空微波器件与设备异常放电领域引起了广泛关注.然而,非晶态碳薄膜对二次电子发射影响的动态过程及微观机理仍缺乏了解.本文采用Monte Carlo方法,建立了Cu表面非晶态碳薄膜的二次电子发射数值模拟模型,能够精确地模拟电子与薄膜及基底材料的散射及二次电子发射的微观物理过程.结果表明,随着薄膜厚度从0 nm增加至1.5 nm时,SEY峰值下降了大约20%;继续增大厚度,SEY峰值不再下降.然而,当薄膜厚度大于0.9 nm时,SEY曲线呈现出双峰形态,但随着薄膜厚度增加至3 nm,第二峰逐渐减弱甚至消失.电子散射轨迹和二次电子能量分布结果,表明这种双峰现象是由于电子在两种材料中散射所致.相比以往模型,所提模型考虑了功函数的变化以及界面势垒对电子散射路径的影响.该模型从微观层面上解释了SEY曲线双峰现象形成的原因,相关的计算结果为非晶态碳薄膜对SEY的抑制规律提供了理论预测.

非晶态合金真空压铸机设计

非晶态合金形成的机理是金属合金熔体的快速凝固,在工业生产过程中,首先要解决的是非晶态合金的合金化,然后将熔融的合金化后的材料熔液浇或铸到需要的形状的模具内,快速冷却,得到所需要的产品。然而,由于非晶态合金本身是亚稳态结构,材料需要在短时间内快速冷却,避免晶态相的析出,才能够得到均匀的非晶结构。由于在凝固过程中合金材料组分容易被氧化,使得凝固过程需要在真空状态下进行,根据生产要求对凝固过程进行精确控制是保障非晶态合金结构和性能的关键。为此,该文根据非晶态合金压铸成型的工艺过程,设计一种非晶态合金真空压铸机,并对压铸机中的真空系统、熔炼系统、压铸系统、模具系统等关键部分进行详细设计和分析,并完成了真空压铸机的原型机制造,实现了高熔点易氧化合金材料的成型,尤其是块体非晶态材料的成型,拓宽了可成型金属的适用范围,得到了性能及品质优异的新产品。经试验测试,新设计的真空压铸机具有全过程真空度高、材料成型温度高、产品生产效率高等优点。

基于非晶态Fe/Al_(2)O_(3)催化剂的乙烷催化裂解高效制备碳纳米管

通过共沉淀法和浸渍法分别制备了非晶态和晶态的Fe/Al_(2)O_(3)催化剂。采用X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、H_(2)程序升温还原、扫描电镜-元素分布扫描等分析方法对催化剂样品进行表征,并通过固定床反应器评价了各催化剂上乙烷催化裂解合成碳纳米管(CNT)的反应性能。结果表明:非晶态催化剂具有更大的比表面积和更多的活性位点;在反应温度为700℃、催化剂装载量为1.5 g、乙烷进气量为90 mL/min的反应条件下,Fe/Al摩尔比为1/2的非晶态催化剂的碳纳米管产率可达27.7 g CNT/g CAT;非晶态催化剂合成的碳纳米管纯度高,管径集中分布在14~22 nm,石墨化程度高;相比于晶态催化剂,非晶态催化剂的无定形结构促进了活性组分的均匀分散,可在更大范围内调节金属原子组成,拥有更多的活性中心,具有更高的反应活性和碳纳米管产率。

非晶态金属氧化物在析氧过程中的应用研究进展

非晶态金属氧化物(AMOs)是一种高效析氧催化剂,该材料具有独特的结构优势,制备简单易行且成分可控,近年来在多个领域引起了研究热潮。对非晶态材料的制备方法、析氧作用机理、非晶结构的分布等进行了介绍,归纳了AMOs在不同应用中的研究进展。AMOs在湿法冶金电极材料中扮演着重要的角色,在析氧催化电极中取得成功应用的有含Fe、Ni、Co、Mo、Mn、Ti等的晶态-非晶态(C-A)、非晶态氧化物,析氧过电位在200~-400 mV,同时具有极高的稳定性和耐腐蚀性。作为储能材料时提供了极高的储存容量和循环寿命,在可再生技术的水分解和锂电池等新能源产业中充当活性催化剂作用。最后提出了当前AMOs应用中的挑战和不足,以及一些可供改进和深入的研究方向,以期为制备稳定和环境友好的新型非晶态氧化物催化材料提供参考。

Ni-B/Al_(2)O_(3)非晶态催化剂选择催化加氢顺酐制丁二酸酐的研究

以NiCl_(2)·6H_(2)O为镍源、NaBH4为还原剂、Al_(2)O_(3)为载体,采用化学还原法制备Ni-B/Al_(2)O_(3)非晶态催化剂。通过XRD、SEM、XPS和BET对催化剂进行表征。考察了催化剂制备和加氢反应过程中Ni/B摩尔比、干燥温度、催化剂负载量、反应时间和反应温度对催化性能的影响。结果表明,当Ni/B摩尔比为0.16、干燥温度为40℃、催化剂负载质量分数为2.36 g/g、反应时间为1.5 h、反应温度为100℃时,顺酐转化率达到100%,丁二酸酐收率达到99.3%。

模板法制备非晶态CoFe(OH)_(x)的电催化材料的研究

开发具有高效、持久活性析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)的过渡金属电催化剂对于清洁制氢生产有重要意义。利用模板法制备非晶态的二元金属氢氧化合物CoFe(OH)_(x)。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼共聚焦显微镜拉曼光谱仪(Raman)对催化剂的相结构和微观形貌等进行表征,标准三电极的电化学系统在饱和N_(2)气氛的1 mol/L KOH碱性溶液中,考察催化剂在析氧反应中催化性能。得益于非晶态结构存在大量缺陷和反应活性位点以及金属间的协同作用,通过电化学测试CoFe(OH)_(x)/65在电流密度在10 mA/cm^(2)下,过电位为288 mV;此外,其稳定运行14 h内无明显削弱,表现出良好的OER稳定性。

热致相分离法制备非晶态聚合物多孔膜的研究进展

因具有影响因素少、成膜可控性强、膜孔径分布窄等优点,热致相分离(TIPS)法已成为制备聚合物多孔膜的重要方法之一.本文从相图出发,总结了近年来TIPS法制备醋酸纤维素、聚砜、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛和聚醚砜等非晶态聚合物多孔膜的研究成果,并重点分析了稀释剂、凝固浴种类、凝固浴温度以及收丝速率等重要热力学和动力学因素对相分离过程及制得的非晶态聚合物多孔膜结构和性能的影响.最后,对TIPS法制备非晶态聚合物多孔膜目前面临的挑战和发展方向进行了讨论和展望.

Mg基非晶态储氢合金的研究进展

非晶态合金是一类非平衡态材料,具有丰富的能量状态,并表现出多种亚稳特征,在很多方面展示出与晶态合金相比全新的性能。近年来,研究人员报道了一系列的新型Mg基非晶态储氢合金,与传统晶态Mg基储氢合金相比,非晶Mg基合金的原子结构均匀且化学成分范围广,因此具有更大的储氢性能调控空间。由于其长程无序的原子结构,部分Mg基非晶态合金还展示了更高的储氢量、更快的储氢动力学。对Mg基非晶态储氢合金的研究进展进行评述,首先讨论了非晶态合金在储氢方面的优势和不足,进而概括了Mg基非晶态储氢合金的常用制备方法,对其研究和应用进行评述,并介绍调控其储氢性能的新策略,最后总结并展望有关Mg基非晶态储氢合金的研究、应用和挑战。

非晶态α-烯烃共聚物/丁苯橡胶复合改性沥青的高温流变特性

采用热塑性树脂类改性剂非晶态α-烯烃共聚物(APAO)和丁苯橡胶(SBR)对沥青进行改性制备了APAO/SBR复合改性沥青,测试了其基本性能,同时采用布氏黏度仪和动态剪切流变仪考察了APAO与SBR的质量比对复合改性沥青高温流变特性的影响。结果表明,随着APAO用量的增加,APAO/SBR复合改性沥青的针入度、延度、质量损失率和相位角逐渐减小,软化点、黏度和车辙因子逐渐增大;APAO可以提升沥青的高温抗车辙性能,APAO/SBR复合改性沥青呈现出剪切变稀的现象。

非晶态C_(12)A_(7)基水泥速凝剂速凝机理研究

本研究以非晶态铝酸钙矿物C_(12)A_(7)(Ca12Al14O33)为主要成分,复配CaSO_(4)·2H_(2)O、Na2SO_(4)、NaAlO_(2)制备新型粉体速凝剂,并采用X射线衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)和扫描电镜(SEM)等微观表征方法分析了掺加速凝剂的水泥硬化浆体中水化产物的组成和微观形貌。XRD结果表明,掺加速凝剂的样品水化10 min后发现了明显的钙矾石(AFt)和Ca(OH)_(2)特征峰。TG-DTA分析结果表明,掺加速凝剂的水化样品中水化产物的热失质量和结合水量均高于对应的空白样品,随着水化龄期的增长,趋势越来越明显。掺入6%速凝剂的水化28 d样品水化产物中的结合水量为11.18%,高于同龄期空白样品中水化产物的结合水含量(8.26%)。SEM分析结果表明,掺入6%速凝剂的水化28 d样品中生成了更多的针状钙矾石。速凝剂中各组分对水泥具有协同促进作用,促使硬化浆体中生成更多的水化产物,不同形貌的产物相互胶结在一起使硬化浆体更加密实。

分步溶解电感耦合等离子体发射光谱法测定NiB非晶态合金催化剂中镍硼钯

以含微量Pd的NiB非晶态合金催化剂为研究对象,建立了分步酸溶-电感耦合等离子体发射光谱法测定NiB非晶态合金催化剂中Ni、B及其改性元素Pd的定量分析方法,通过对试验条件的选择和优化,实现了NiB非晶态合金催化剂中Ni、B、Pd三元素的快速测定。Ni元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)介于0.55%~1.07%之间,加标回收率为97.6%~102.4%;B元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.78~1.35%之间,加标回收率为96.0%~104.0%;Pd元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.85~1.42%之间,加标回收率为96.0%~102.0%。

非晶态焊接材料的特性及其应用

非晶态焊接材料是一种极有应用前景的新型焊接材料。综述了非晶态焊接材料和晶态材料相比的特点、非晶态焊接材料的制备技术、典型非晶态焊接材料及其应用,并对非晶态焊接材料研究发展趋势提出了几点看法。

NiB、NiP与NiPB非晶态合金的物性与催化性能研究

研究了在相同条件下制备的NiB、NiP和NiPB非晶态合金的物性与催化性能,结果表明,NiB非晶态合金具有较高的催化活性,但热稳定性相对较差;NiP非晶态合金热稳定性较高,但催化活性较低;NiPB非晶态合金既具有高活性又具有高稳定性,是一种较理想的非晶态合金催化剂.研究了NiB、NiP和NiPB非晶态合金催化剂的回收再利用,发现催化剂表面的过度氧化是造成催化剂回收率低、活性下降的原因之一.