Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的微纳摩擦学特性

为探明Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在解决空间载流摩擦部件高稳定载流和抗磨损问题的作用效果,采用纳米压痕、纳米划痕、表面轮廓仪、扫描电镜等研究微/纳力学尺度下、不同载荷和电流时Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的力学行为和摩擦磨损特性。研究结果表明:Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在精准微小力作用下具有良好的塑性,压痕模量和硬度与载荷呈非线性关系,其变化机制主要由压痕尺寸效应和塑性变形共同主导;随着载荷增加,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料压痕最大深度和塑性深度呈线性增大,当载荷从10 mN增加到20 mN时,压痕最大深度增加约44%,塑性深度增加约51%,而当载荷从20 mN增加到50 mN时,压痕最大深度增加约78%,塑性深度增加约79%,材料的弹塑性转变载荷约为20 mN。在较低载荷(50~100 mN)下,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料具有较好的耐磨性。

AgTiB_2复合材料电弧侵蚀行为研究

采用高能球磨和粉末冶金法制备了不同TiB2含量和添加WO3的新型AgTiB2复合材料,通过电弧侵蚀试验研究了TiB2含量和WO3添加剂对AgTiB2复合材料电弧侵蚀的影响。结果表明,适量的TiB2具有良好的电弧分散效果。TiB2含量为0.13%(质量百分数,下同)的AgTiB2复合材料表面电弧侵蚀严重,蚀坑深,而TiB2含量为0.50%时,AgTiB2复合材料表面蚀坑小而浅,但随着TiB2含量进一步增加,电弧侵蚀程度又加大。WO3的添加可增强Ag/1%TiB2复合材料的耐电弧侵蚀能力。

反应合成Ag/SnO_2复合材料挤压过程有限元模拟

通过热力模拟压缩试验研究Ag/SnO2复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据试验数据确定再结晶动力学方程及再结晶晶粒尺寸方程中的材料参数,经过有限元模拟得出反应合成法制备的Ag/SnO2复合材料在挤压过程中的晶粒尺寸演变情况及最终晶粒尺寸。与实际挤压后试样的电镜照片进行对比,模拟结果与实验吻合,揭示了挤压过程晶粒尺寸变化的机制和变化特征。

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。

以梳型聚合物为模板制备介孔Ag/AgBr/TiO_2纳米复合材料

以钛酸四丁酯为钛源,梳型聚合物为模板,采用溶胶-凝胶法低温水浴制备具有介孔结构的纳米TiO2,通过沉积-沉淀法将Ag/AgBr负载于介孔TiO2纳米微粒表面,制得高比表面积的Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,N2吸附-脱附和UV-vis DRS等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料进行了表征。结果表明,所制备的纳米TiO2和Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料具有介孔结构;Ag/AgBr的引入,减小了介孔TiO2的比表面积(由346m2/g减小为253m2/g),但大幅度提高了其可见光催化活性。在可见光下,Ag/AgBr/TiO2降解甲基橙的速率分别为商品TiO2P25和介孔TiO2的145倍和60倍。

水热法制备Ag/TiO_2纳米复合材料及其抗菌性能

采用水热晶化法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合抗菌材料.用XRD、SEM等手段表征Ag/TiO2复合材料的晶相和形貌.研究光源、Ag掺杂量、紫外光照时间、不同实验菌种等因素对Ag/TiO2纳米复合材料抗菌性能的影响.结果表明,通过不同水热温度制备出来的纳米Ag/TiO2复合材料中的TiO2都以锐钛矿晶型存在;在无光照的情况下,纳米Ag/TiO2复合材料有较强的抗菌性能,当n(Ti)∶n(Ag)=1∶0.2时,有最佳抗菌效果;长波紫外灯照射12 h后,由于Ag+被还原,复合材料总的抗菌性能有所下降.

反应合成Ag/SnO_2复合材料本构关系研究

通过热力模拟压缩试验。研究了Ag/SnO2复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据试验数据确定了本构方程中的材料参数。从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的2种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致。

Ag/TiO_2纳米管复合材料的合成及其光催化性能研究

采用水热法制备了TiO2纳米管,并采用光化学沉积法制得含Ag量不同的Ag/TiO2-NTs纳米管复合材料;利用XRD、TEM、XPS、UV-Vis及FL等分析手段对Ag/TiO2-NTs复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO2-NTs对甲基橙(MO)的紫外光催化降解性能。结果表明,Ag纳米粒子均匀分散在纳米管表面,Ag/TiO2-NTs复合材料在可见光区域表现出较强的吸收性能;Ag含量为4%的Ag/TiO2-NTs复合材料光催化降解率最高,紫外光照射3h后,初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液降解率达到99%,比未掺Ag的TiO2纳米管降解率提高了16.6%。

Ag2O/FACs复合材料的制备及其光催化性能

以经过酸化刻蚀改性的粉煤灰漂珠(FACs)为催化剂载体制备Ag 2O/FACs复合材料。借助SEM、XRD、FTIR、BET等对相关样品的物相结构及微观形貌进行表征,并通过亚甲基蓝(MB)溶液的光降解实验评价了所制复合材料的光催化性能。结果表明,尽管FACs改性前后的结构及化学组成差别不大,但酸化刻蚀处理能有效提高FACs的吸附性能;Ag 2O/FACs复合材料在近红外光条件下对亚甲基蓝溶液的降解率可达97.5%,并具有较高的催化稳定性;Ag 2O光生空穴在降解反应中起到重要作用。

Ag2CO3/EG复合材料增强可见光催化性能和稳定性

采用沉淀法制备了Ag2CO3/膨胀石墨(EG)复合材料,以降解四环素(TC)溶液为模型反应,考察了该材料的光催化活性,并通过XRD和SEM对复合材料结构进行了表征。实验结果表明,Ag2CO3以棒状的结构沉积在大比表面积EG的片层上,证明了样品在可见光范围内具有较高的吸附能力。在最佳条件下,80 min后TC的降解效率可达97.4%。对催化剂的循环测试表明,Ag2CO3/EG复合材料重复使用5次仍具有较高的光催化效率。

NiFe_2O_4/Ag复合材料的制备及其耐蚀和导电性能

以Fe2O3、NiO和Ag2O为主要原料,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4/Ag复合材料,用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,并测量了样品在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀速率及其高温电导率。结果表明,复合材料由NiO、NiFe2O4尖晶石和Ag三相组成。随着Ag2O含量的增多,复合材料的致密化程度先增加而后降低,当Ag2O含量为6%时,试样的致密化程度最高。Ag2O的加入在不提高试样在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀速率的前提下,提高了试样的高温电导率。

YBa_2Cu_3O_(7-δ)/Ag自润滑复合材料的制备及摩擦学性能研究

利用溶胶-凝胶方法合成高温超导YBa2Cu3O7-δ(YBCO)纳米粉体,分别以纯Ag和AgNO3向YBCO中掺杂金属银,制备了具有超导性能的固体润滑复合材料,并对其组织和摩擦学性能进行了研究。结果表明YBCO室温下摩擦因数大,以2种方式加入适量Ag后,得到从室温至500℃摩擦因数在0.15左右的固体润滑材料。XRD、SEM、EDS金相分析表明,分布在YBCO晶粒间的Ag微粒有效抑制微裂纹的萌生和扩展,改善了陶瓷YBCO的脆性。常温和高温下,复合材料都表现出低而稳定的摩擦因数,其机制是Ag颗粒在复合材料基体上形成转移膜,Ag的加入量以质量分数10%为最佳,尤其是由AgNO3制备出的复合材料,Ag颗粒粒径更小,分布更加均匀,表现出更好的性能。

新型Ag/TiO_2-NTs复合材料合成及其抗菌性能研究

采用水热法制备了TiO2纳米管,并采用光化学沉积法制得含Ag量不同的Ag/TiO2-NTS纳米管复合材料;利用XRD、TEM等分析手段对Ag/TiO2-NTS复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO2-NTS复合材料的抗菌性能.采用琼脂孔穴扩散法探索了水热反应时间、煅烧温度、载银量对不同菌种抗菌性能的影响.结果表明:水热反应24h,煅烧温度为400℃,掺银量1%的Ag/TiO2复合材料对枯草芽孢杆菌的抗菌性能最好,抑菌圈直径达14.6mm.

纳米Cu_2O/Ag复合材料的制备、表征和抗菌活性研究

通过溶胶-凝胶法制备了单分散性的球形纳米Cu_2O,采用无还原剂的取代反应法在上面负载一层纳米Ag,制备了核壳结构的Cu_2O/Ag纳米复合材料。利用透射电镜(TEM)分析了纳米Cu_2O/Ag的形貌、并用X射线衍射测(XRD)X射线光电子能谱(XPS)分析了其物相组成,利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)研究了其光谱特征,用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌研究Cu_2O/Ag抑菌性能。结果表明,Cu_2O平均直径为150nm,表面纳米Ag粒子直径为7 nm,形成核壳结构Cu_2O/Ag对大肠杆菌抑菌率为93%,对金黄色葡萄球菌为95%。

Ag/MoS_2复合材料的原位反应合成热力学分析

通过对Ag/MoS_2复合材料的热力学计算与分析,探讨了采用原位反应合成Ag/MoS_2复合材料的可行性。结果表明,在同一温度条件下,s与Ag、Mo反应生成Ag_2S和MoS_2的标准自由焓低于Mo与Ag_2S反应生成Ag和MoS_2的标准自由焓,且生成的MoS_2的标准自由焓最低,即从热力学角度说明Mo能够将Ag_2S中的Ag置换出来;但是从Mo与Ag_2S反应生成Ag和MoS_2的标准自由焓来看,其标准自由焓高于s与Ag反应生成Ag_2S的标准自由焓,说明若采用原位反应合成技术制备Ag/MoS_2复合材料,将有部分Ag_2S存在于复合材料中,不能获得完全的Ag/MoS_2复合材料;因此,采用原位反应合成技术来制备完全的Ag/MoS_2复合材料是不可行的。从热力学的标准自由焓与温度的关系图发现,3种化学反应中的相变能够促进反应的进行。

NbSe_(2)/Ag纳米复合材料的制备及其作为煤矿机械机用润滑油添加剂摩擦学行为的研究

采用化学还原法成功制备出NbSe_(2)/Ag纳米复合材料,即在NbSe_(2)纳米片表面沉积1层纳米Ag颗粒.采用UMT-2摩擦磨损试验机以及扫描电子显微镜(SEM)研究了NbSe_(2)/Ag纳米复合材料添加到煤矿机械机用润滑油中的摩擦学行为.结果表明:相比于纳米Ag颗粒和NbSe_(2),NbSe_(2)/Ag纳米复合材料添加到润滑油中更加有效地改善了润滑油的润滑承载效果.NbSe_(2)/Ag纳米复合材料所表现出最优良的摩擦学行为.原因主要可能在于4个方面:第一,根据理论计算得出NbSe_(2)、Ag和NbSe_(2)/Ag纳米复合材料产生滑移的最大抗剪切强度按从小到大顺序排列为NbSe_(2)/Ag纳米复合材料、Ag、NbSe_(2)。NbSe_(2)/Ag纳米复合材料抗剪切强度最小,润滑效果最好;第二,NbSe_(2)/Ag纳米复合材料中的NbSe_(2)由于纳米Ag负载相比于纯NbSe_(2)具有更好的分散性,更利于形成完整均匀的润滑膜;第三,Ag质软润滑且弹性模量小,NbSe_(2)/Ag纳米复合材料受到摩擦热以及剪切作用形成的润滑膜由于Ag的存在提高了脆性破坏能力,使得润滑膜在摩擦副上硬凸点的刮擦作用下不易破裂;第四,部分纳米Ag球状颗粒可能存在接触界面上有效的滚动,起到"微轴承"的作用从而降低摩擦系数.然而,润滑油的润滑效果与所添加的NbSe_(2)/Ag纳米复合材料含量并非呈现正相关关系,而是随着添加含量的增加呈现先降低后增加的趋势,在质量分数为1.5%时,效果最佳.

水热法合成Ag2S/Bi2S3复合材料及其热电性能研究

采用水热合成法结合放电等离子烧结技术制备了Ag_2S/Bi_2S_3块体热电复合材料。采用XRD、SEM和TEM对合成粉末材料的相组成和微观形貌进行分析,闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试复合块材的热电性能,系统地研究了Ag_2S的含量对Ag_2S/Bi_2S_3复合材料热电性能的影响。实验结果表明,水热法成功地合成了具有球形结构的Ag_2S/Bi_2S_3复合粉末;块体样品的塞贝克系数都为负,说明样品为n型半导体;适量的Ag_2S复合Bi_2S_3不仅有效地降低了材料的热导率,同时也提高了电导率;当Bi_2S_3与3%的Ag_2S复合时样品的热电优值(ZT值)最大,其在724K时的ZT值为0.23,为纯Bi_2S_3样品在该温度ZT值的2.3倍。

Ag/MoO2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能

采用水热法制备MoO2/MWCNTs,再通过紫外还原将银纳米颗粒沉积于其表面,成功制备了Ag/MoO2/MWCNTs复合材料。系统研究了合成条件对Ag/MoO2/MWCNTs的催化性能的影响。采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LCV)及计时电流法(I-t)对Ag/MoO2/MWCNTs复合材料的电催化氧还原(ORR)性能及其催化氧还原稳定性进行了研究。结果表明,制备Ag/MoO2/MWCNTs的优选工艺条件为:合成MoO2/MWCNTs的反应温度为160℃,反应时间为6 h,MoO2(acac)2与MWCNTs的质量比为1∶1,AgNO3用量为200μL每1 mg MoO2/MWCNTs(20 mg·mL^-1)。优选条件下制备的Ag/MoO2/MWCNTs催化氧还原(ORR)为4电子催化过程,其起始电位为0.923 V,极限电流密度为6.34 mA·cm^-2,半波电位为0.81 V,经过15000 s后,催化活性仍高于90.5%。

Ag/Bi12O17Cl2纳米复合材料的制备及光催化性能研究

采用简单的液相沉淀法制备出了Ag/Bi12O17Cl2纳米复合材料,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、固体紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对所得产物的晶相和微观形貌进行表征分析。研究了不同摩尔量的Ag的添加对Bi12O17Cl2光催化活性的影响,并对其光催化机理进行了探索。实验结果表明,Ag的添加量为0.3 mol/L时,所得Bi12O17Cl2样品光催化性能最好,见光2 h后,对罗丹明B(RhB)光催化降解率可以达到97.14%。

微波原位合成Ag NPs/MoS_(2)复合材料及其电化学性能

二硫化钼纳米片(MoS_(2))受到带电杂质、结构缺陷和易聚集等因素的影响,导致其电子转移性能下降,使其应用受限。将银纳米颗粒(Ag NPs)与少层MoS_(2)纳米片复合,可提升MoS_(2)纳米片的电化学性能。本研究创新性地采用微波还原法,使Ag NPs原位沉积于MoS_(2),得到Ag NPs/MoS_(2)复合材料。结果表明,将Ag NPs/MoS_(2)复合材料修饰于丝网印刷电极(screen printed electrodes,SPE)后,测得的循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线峰电流值为同浓度单一MoS_(2)修饰电极的1.8倍,方波伏安(square wave voltammetry,SWV)曲线峰电流值为单一MoS_(2)修饰电极的3.4倍,电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)的电子转移阻抗值(R_(et))仅为167Ω,相比MoS_(2)/SPE的R_(et)(320Ω)显著减小,说明Ag NPs与MoS_(2)复合可显著增强单一MoS_(2)的电化学性能。此外,还推测了高导电性Ag NPs/MoS_(2)复合材料的导电机理。最后,基于Ag NPs/MoS_(2)复合材料构建了电化学传感器并对前列腺特异性抗原(PSA)进行检测。结果表明,该传感器针对PSA的检测限为0.009 ng·mL^(-1),线性检测范围为0.1~1000 ng·mL^(-1),灵敏度为0.011μA·mL·ng^(-1)。