纳米SiO_2粒子抛光液的制备及其抛光性能

随着计算机磁头与磁盘间间隙的不断减小 ,硬盘表面要求超光滑。制备了一种纳米SiO2 抛光液 ,并研究了镍磷敷镀的硬盘基片在其中的抛光性能 ,ChapmanMP2 0 0 0 +表面形貌仪测得抛光后表面的平均粗糙度 (Ra)和波纹度(Wa)分别为 0 0 5 2nm及 0 0 63nm ,为迄今报道的硬盘抛光的最低值。原子力显微镜 (AFM)发现获得的基片表面非常光滑平整 ,表面无划痕、凹坑。

表面改性纳米TiO_2粒子杂化PI薄膜的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂(γ-巯丙基三乙氧基硅烷)对纳米TiO2粒子进行表面处理,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜,研究了杂化膜的热性能、力学性能,并通过扫描电镜(SEM)和广角X衍射(WAXD)研究了杂化膜的微观形貌结构,同时也对杂化膜的接触角和介电常数(ε)进行了研究分析。结果表明,杂化膜较纯膜的热分解温度(T5%)降低,但平均热分解温度仍然高于520℃,且膜的尺寸稳定性得到了提高,即热膨胀系数(CTE)降低;表面形貌分析表明,1%～5%的表面改性纳米TiO2能较好地分散在PI膜里,杂化膜的介电常数(3.50左右)均高于纯膜的的介电常数(2.91),杂化膜的接触角随着TiO2含量的增加呈现先减少后增加的趋势。

改性SiO_2粒子制备超疏水表面的研究

通过改性SiO2粒子和其他几种物质共混配制涂料,在PVC膜材上进行涂层烘干并焙烘,获得超疏水涂层表面。讨论了几种物质的用量对表面性能及形态的影响;初步探索了表面微结构对接触角的影响。利用改性SiO2粒子成功制备出了超疏水表面;获得了最佳涂层工艺条件;结构的粗糙度对接触角有着直接的影响。

自旋为1／2粒子在消相干量子场作用下的绝热和非绝热几何相位

量子计算来源于量子相干和量子纠缠的特性,但是这两个性质都很脆弱和易于出错,很容易被称为消相干的过程破坏掉,因此如何克服消相干的影响已成为实现量子计算机的一个关键,利用非跃迁轨迹和Berry以及AA几何相位公式,计算了在绝热和非绝热情况下,分别由单模和双模消相干量子场所产生的自旋为1／2系统的几何相位。利用量子跃迁方法,当考虑绝热和非绝热演化时,发现对于非跃迁轨道,其相位修正值是不同的。最后我们从基本原理和量子计算的观点讨论了其结果的意义。

TiB_2粒子细化铝合金的电子理论分析

利用固体分子经验电子理论对在铝合金细化过程中起主要作用的TiB2 粒子的价电子结构进行了分析和计算。结果表明 ,TiB2 中的共价电子主要集中在最强的B B键上 ,其晶体中的B B键可形成稳固的六边形结构。大量弥散分布的TiB2 粒子在铝熔体中形成了与石墨类似的连续网状结构 ,为TiAl3 在其上成核提供了平面衬底。TiB2与TiAl3 之间的润湿角较小 ,使成核所需的能量较低。加之TiAl3 与α Al之间具有良好的晶格对应关系 ,从而形成了大量的异质晶核 ,使铝合金得到细化。

Fe^(3+),Y^(3+)掺杂对TiO_2粒子自然光催化降解甲基橙效果的影响

以钛酸丁脂和FeCl3 ,YCl3 为原料 ,采用溶胶 凝胶法制备Y3 ,Fe3 +掺杂的TiO2 粒子 ,并研究了TiO2 颗粒在自然光下催化降解甲基橙的情况 ,通过催化实验表明 :适量的Fe3 +和Y3 +的掺杂均能提高TiO2 粒子的自然光催化降解能力 ,适量的Fe3 +和Y3 +的混合掺杂能进一步提高TiO2

SiO_2粒子对PMMA/SAN共混体系相分离行为的影响

采用小角激光光散射(SALLS)并结合动态流变学方法,考察了气相法二氧化硅(SiO2)粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯-丙烯腈无规共聚物(PMMA/SAN)共混体系相行为的影响,得到了添加SiO2粒子前后的相图,发现SiO2粒子对基体相行为的影响与基体的组成有关.对PMMA/SAN(60/40)体系,加入SiO2粒子后相分离温度上升,但并未改变相分离机理,仍为亚稳单相分解过程(spinodal decomposition,SD);而对于PMMA/SAN(30/70)体系,加入SiO2粒子后却降低了体系的相分离温度.该现象可能是SiO2粒子和基体组分界面间组成与PMMA/SAN共混物基体组成的差异造成的.

纳米TiO2包覆SiO2粒子的制备与表征

以微乳法制备的SiO2凝胶粒子(100℃干燥)为核,通过溶胶-凝胶工艺包覆纳米TiO2层,并对纳米TiO2包覆SiO2粒子进行相组成和结构表征.实验结果表明:纳米TiO2包覆SiO2所形成的复合粒子的粒径为250 nm左右,其中纳米TiO2包覆壳层较均匀,厚度约为20 nm～40 nm.随煅烧温度的提高(550℃→850℃),包覆纳米TiO2壳层的晶粒尺寸可控制在20 nm以下,且为锐钛矿晶型结构.XPS和FT-IR证实所制备的纳米TiO2壳层与所包覆的SiO2粒子之间形成了Ti-O-Si化学键合.

超细TiO_2粒子的溶胶凝胶法制备研究

用溶胶凝胶法制备了不同性状的超细TiO2粒子,研究了影响产物性能的主要因素。结果表明,通过对体系pH值、酯醇比、烧结温度等因素的控制,可制得所需要的TiO2超细粒子。

纳米结构ZrO_2/SiO_2粒子的逐层自组装及催化性

用自组装技术合成了以通过溶胶凝胶法得到的纳米ZrO2包覆的SiO2粒子,并研究了其作为固体超强酸的催化性能。样品采用TG-DTA,SEM,EDS,XPS和XRD进行了表征。结果表明:SiO2粒子表面的纳米ZrO2具有较好的均匀性和致密性,ZrO2的含量随覆盖层的增加而增多,纳米ZrO2具有四方相结构;SO42--ZrO2/SiO2固体超强酸具有较好的催化性及重复使用性。

微米SiO_2粒子对硅丙树脂防污涂料性能的影响

在涂料中添加微纳米粒子可改善其性能,目前有关微米粒子对涂料防污、防腐蚀性能影响的报道较少。用自制的硅丙树脂作为基料,通过添加微米SiO_2粒子制得了防污涂料。利用静态接触角、硬度、黏附力和电化学阻抗测试探究了微米SiO_2粒子对涂层性能的影响。结果表明:微米SiO_2可稳定硅丙树脂涂层的静态海水接触角和力学性能,并提高涂层的耐海水腐蚀性能,且当微米SiO_2粒子含量为16.7%(质量分数)时,涂层的静态海水接触角和耐蚀性能最好。

制备条件对纳米TiO_2粒子粒径与形貌的影响

研究钛酸丁酯水解沉淀法制备纳米 Ti O2 粒子的方法 ,考察水解反应介质组成、酸碱性、回流与共沸处理 ,添加聚合物等反应与处理条件对所制得 Ti O2 粒子粒径、形貌的影响 .发现钛酸丁酯在碱性或中性条件下 ,醇水之比较小的含少量聚乙二醇的介质中水解反应 ,低温短时间脱除有机溶剂并经低温短时煅烧所制得的纳米 Ti O2 粒子是由数个锐钛晶型晶粒构成的纳米 Ti O2 粒子 ,粒子粒径小 。

纳米CeO_2粒子与纳米TiO_2粒子组合物用作润滑油添加剂的摩擦学性能研究

在四球磨损试验机上测试纳米CeO2粒子与纳米TiO2粒子组合物用作润滑油添加剂的摩擦学性能,采用SEM观察试验钢球磨斑形貌;分析实验结果,指出纳米CeO2粒子与纳米TiO2粒子组合物添加剂的最佳量和最佳配比,探讨各组分的作用和机理。

仿生合成多孔有序结构的SiO_2粒子

以高分子微凝胶为模板,在中性水溶液中催化硅前体原位生成SiO2,形成的有机-无机杂化粒子具有模板分子的多级有序结构、多孔的表面性能及带电性。控制硅前体(TMOS)的用量,可以控制杂化粒子的比表面积和带电性,在载体材料、催化以及分离纯化等方面具有很好的应用前景。

超疏水SiO_2粒子的制备和性能研究

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性,得到了疏水的二氧化硅粒子。通过红外光谱、粒径测试和扫描电镜得到了改性纳米二氧化硅的结构信息,通过接触角仪评定了改性纳米二氧化硅的疏水性能,通过热重测试对改性纳米二氧化硅的热稳定性进行了评估。结果表明,经过硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅均获得了一定的疏水性,三甲基氯硅烷与聚二甲基硅氧烷改性纳米二氧化硅的静态水接触角分别是为135.7°和142.3°。

用于飞秒激光纳米加工的TiO_2粒子阵列诱导多种基底表面近场增强

利用纳米粒子辅助对飞秒激光能量进行空间局域化,使其在基底表面诱导产生纳米尺度的近场增强,这对超衍射极限微结构加工具有重要意义.目前对于粒子阵列诱导飞秒激光纳米孔加工的研究仅限于金属Au粒子及低折射率聚苯乙烯介电粒子等,本文提出并开展了应用高折射率TiO_2介电粒子阵列作为辅助诱导激光近场增强从而进行飞秒激光超衍射纳米孔加工的研究.对TiO_2介电粒子阵列在Si,Pt及SiO_2表面的近场强度分布进行了数值模拟,研究其基底表面近场增强的规律及物理过程.研究结果发现,使用硅基底时,阵列与单一TiO_2球形粒子相比其近场增强仅下降约30%;相对于入射激光强度而言,在直径约为100nm的空间范围内获得140倍的近场增强,这一现象可用于百纳米孔的激光加工.同时在其他典型基底的理论计算结果中也表明,几乎在所有金属及介电材料表面均可以实现良好的百纳米空间范围内的近场增强,并且具有近场随着基底折射率变大而增强的规律.这些现象的产生归因于TiO_2粒子中磁四极振荡产生的激光前向场增强及粒子与基底的耦合作用.进一步引入镜像电荷模型对基底光学参数对其表面近场增强的影响规律进行了分析和解释.本文的模拟结果对飞秒激光近场超衍射极限纳米加工的应用有着重要的意义.

2粒子量子系统中的能级统计分布

在含有多个粒子的量子系统中,粒子间相互势的形式及大小对系统是否出现量子混沌有很大影响.计算了1维无限深势阱中,2个粒子在强度不同的非零距离短程势作用下系统的能级谱,以及系统的最近邻能级间距分布和谱刚度.分析表明,系统的能级谱统计分布特征与粒子间作用势的大小有关,当作用势由小到大逐渐变化时,量子系统从规则运动过渡到混沌运动.

TiB_2粒子的原位生成及对铝合金组织与性能的影响

通过对向电解加钛铝熔体加入Al-B中间合金制备含TiB2颗粒的Al合金的研究,分析了这种原位反应法制备工艺的可行性。试验结果表明,熔体中的自由钛、硼原子能自发反应生成稳定的TiB2粒子,且TiB2颗粒细小、弥散的分布在熔体中。随TiB2颗粒含量的增加,TiB2颗粒在合金中的分布更加均匀,铝合金的布氏硬度也随之大幅度提高。

原位反应生成TiB_2粒子及其对Al-Si-Mg合金力学性能的影响

通过向电解Al-Ti合金熔体中加入Al-B中间合金,制备了具有不同TiB2粒子含量的Al-Si-Mg合金。分析了这种原位反应法制备含TiB2粒子铝合金的可行性,并对制备合金样品的力学性能进行了试验研究。结果表明,电解Al-Ti合金熔体中的自由钛原子与Al-B中间合金溶解释放出的硼原子能自发反应生成稳定的TiB2粒子,且生成的TiB2粒子对合金的力学性能有明显影响。随TiB2粒子含量增加,Al-Si-Mg合金的强度虽有所下降但塑性却大幅度提高,综合力学性能有所改善。

反相微乳液中纳米SiO_2粒子的合成及其杂化膜的制备和性能表征

在以两亲性三嵌段大分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO,F127)为表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相介质、正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、氨水为水解催化剂的反相微乳液中合成纳米SiO2粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备SiO2/PMMA有机-无机杂化膜。利用紫外可见光谱和透射电镜分析反相微乳液中纳米SiO2粒子的形成与形貌。通过聚合过程中体系粘度的变化探讨纳米SiO2粒子对成膜过程的影响。采用扫描电镜表征了SiO2/PMMA杂化膜的结构,结合气体渗透实验考察杂化膜的CO2/N2分离性能。结果表明,在反相微乳液体系中增加TEOS的投加量,有利于更多纳米SiO2粒子的形成,但对原位聚合成膜过程的抑制作用增强。由于两亲性大分子F127的保护作用,原位聚合成膜后纳米SiO2粒子较均匀地分散在杂化膜中。杂化膜的CO2、N2渗透性及CO2/N2渗透选择性表现出随TEOS投加量的增加先增大后减小的趋势,当TEOS投加量为4.0mL时,制备的SiO2/PMMA杂化膜的CO2渗透系数为1.64×105 Barrer,CO2/N2渗透选择性可达27.31。