低能Cl^-在Al2O3绝缘微孔膜中的输运过程

研究了10 keV Cl^-离子穿越Al2O3绝缘微孔膜的物理过程,发现穿越的Cl^-其分布中心在初束中心即0°附近,Cl^-离子穿透率下降与几何穿透一致,这是典型的直接几何穿越有一定角发散的微孔导致的结果;而出射的Cl0和Cl^+以微孔轴向为中心分布,Cl^+和Cl0穿透率下降慢于几何穿透.模拟计算发现沉积电荷会使出射粒子中Cl^-占主要成分,并使出射Cl^-角分布中心移动到微孔轴向方向而随微孔膜倾角移动;而在不考虑沉积电荷的情况下,计算结果较好地符合了实验结果.通过分析在不同倾角下散射过程对出射粒子的角分布和电荷态分布的影响,发现绝大部分的Cl0是通过一次和两次散射出射的,其中一次散射出射的Cl0占主要成分,从而导致出射的Cl0沿微孔轴向出射而Cl^+主要是经过一次碰撞出射.这导致了随倾角增大,出射的Cl0穿透率下降速度比Cl^+小,Cl0所占比例相对增大较快,从而导致观测到的Cl^+/Cl0的比例下降.本文结果更仔细地描述了低能离子穿越绝缘体微孔的物理机理,印证了之前实验和理论工作的结果,发现在10 keV以上能区的Cl^-离子穿越绝缘微孔膜的过程中,沉积电荷并未起到主要作用,其主要穿透特征是散射过程造成的.

电泳沉积法γ-Al_2O_3微孔膜的制备与表征

采用电泳沉积法制备γ -Al2 O3微孔膜 ,考察了干燥及烧成制度对膜形成的影响 ,并用IR ,XRD ,SEM ,N2 吸附 -脱附等测试手段对γ -Al2 O3微孔膜进行了表征。结果表明 :采用电泳沉积法可成功地制备均匀的γ -Al2 O3保护膜 ;实验中采用室温慢速干燥法 ,制得了完整的凝胶膜 ,经过焙烧可获得与基片结合良好的γ -Al2 O3多孔膜 ,在焙烧过程中 ,γ -AlOOH发生如下的晶型转变 :γ -AlOOH 34 5℃γ -Al2 O3,并且随着焙烧温度的升高 ,γ -Al2 O3膜的结晶性得到改善。此外 ,γ -Al2 O3膜的断面结构较疏松 ,膜厚度大而均匀 ;一次成膜厚度达十几 μm ,γ -Al2

电泳沉积法所制γ-Al_2O_3微孔膜的结构和性能的研究

以制得的Al(OH)_3溶胶为电泳液,用电泳沉积法制备了平均孔径为4.6nm的γAl_2O_3微孔膜。采用SEM、孔径分布等测定方法考察了γ-Al2O_3膜的微观形貌和孔结构,并研究了其气体透过性。结构表明,γ-Al2O_3膜表面是平整的,未见明显开裂,且膜上有气孔存在。随着焙烧温度的升高,γ-Al_2O_3晶粒长大,形状变得更加规整,粒径大小均匀;孔径分布集中性降低,大孔比例、孔容及孔隙率都有显著增大,表明控制焙烧温度可调控孔大小及其分布。气体H_2/N_2和O_2/N_2可充分透过γ-Al_2O_3膜,其气体透过机理应为努森扩散为主。

绝缘纸板表面微纳结构Al2O3功能膜的构筑及其抑制空间电荷注入的机制

空间电荷是影响和制约换流变油纸绝缘材料绝缘强度的关键因素。与体掺杂不同属性纳米颗粒实现抑制空间电荷的传统方法相比,需要探索新思路、新方法实现油浸绝缘介质的空间电荷注入。以射频反应磁控溅射为技术手段,在绝缘纸板表面成功制备了微纳结构Al2O3功能膜;通过电声脉冲空间电荷测量法,以及预压及无预压情况下的直流击穿测试获得构筑微纳结构Al2O3功能膜油浸绝缘纸板的空间电荷和直流击穿特性。研究表明,绝缘纸板表面构筑的微纳结构Al2O3功能膜提升了油浸绝缘纸板体积电阻率,有效抑制油浸绝缘纸板空间电荷的注入,并显著减弱由空间电荷积聚引起的油浸纸板内部电场畸变程度,表面构筑微纳结构Al2O3功能膜油浸纸板的预压直流击穿电压值得到了较高提升。微纳结构Al2O3功能膜除了具备纳米粒子相关效应外,还提升了电荷注入势垒。

熔体拉伸聚丙烯/Al_2O_3掺杂微孔膜的制备与研究

依据熔体拉伸成孔机理制备聚丙烯(PP)/Al2O3掺杂微孔膜,采用万能电子实验机、差示扫描量热仪和扫描电子显微镜对PP/Al2O3流延膜以及拉伸微孔膜结构和性能进行了测试。结果表明加入Al2O3可提高PP/Al2O3微孔膜的吸液率和力学性能,但添加量超过2%后PP/Al2O3流延膜弹性回复率下降明显,微孔分布和排列变差,透气性能下降,孔隙率减小。

氧化石墨烯改性对不同孔径Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量的作用

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,并将该氧化石墨烯用于不同孔径的Al_2O_3微滤膜改性,探讨了改性工艺对氧化石墨烯涂层显微结构以及对Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量的作用规律.结果表明,在二次改性的条件下,氧化石墨烯涂层平整均一,且厚度约为5nm.氧化石墨烯二次改性的较小孔径(约175nm)的Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量,相对于原膜.可提高35.7%;而改性的较大孔径(约370nm)的Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量,其增幅没有较小孔径膜的明显.

Cr_2O_3微粒对Ti6Al4V微弧氧化膜结构及磨损行为的影响

在电解液中加入Cr2O3微粒对Ti6A14V合金进行微弧氧化处理，通过SEM、XRD及摩擦试验分析Cr2O3微粒复合对微弧氧化膜微观结构及摩擦磨损行为的影响。结果表明：加入Cr2O3微粒后，复合膜表面孔隙减少，耐磨性提高，膜层中出现了Cr2O3相。随着电解液中Cr2O3微粒的增加，复合膜厚度增加，Cr2O3相衍射峰不断增强，TiO2相逐渐减少，A1：TiO2相趋于消失。在0．5～1．5g／L内，复合膜的摩擦系数随Cr2O3微粒的增加而减小；加入量为1．5g／Lcr，0，微粒时，复合膜的耐磨性最好。

TiO_2改性Al_2O_3微滤膜荷电性及其对膜水通量的影响

以硫酸钛、尿素为主要原料,采用均相沉淀法在Al2O3微滤膜孔表面成功制备了一层纳米TiO2改性涂层。采用显微电泳法通过测定Al2O3微滤膜颗粒表面TiO2涂层的zeta电位表征了TiO2涂层改性Al2O3微滤膜表面的荷电性,并探讨了微滤膜荷电性其对其水通量的影响。宏观电泳测试和Zeta电位分析表明,经TiO2改性后,Al2O3微滤膜表面荷电性能发生了明显改变,未改性膜Zeta电位等电点为pH=6.3,而改性后膜在pH=2～12时均荷负电。经TiO2改性Al2O3微滤膜的纯净水渗透通量较未改性时明显提高;当pH=6.6时,经TiO2改性后Al2O3微滤膜表面zeta电位绝对值的变化规律与相应的改性Al2O3微滤膜的纯净水渗透通量的变化趋势完全一致,表明微滤膜水过滤通量的提高与改性涂层改变了膜孔表面的电动性质密切相关。

高孔隙率Al_2O_3微孔陶瓷冲击性能实验研究

为研究脆性材料冲击损伤性能，对孔隙尺寸μm量级、孔隙率47％～50％的Al2O3微孔陶瓷进行了较系统的实验研究。通过对其进行应变率范围为25．4～494s^-1的冲击实验，结果表明：在较低加载率情况下，材料的模量和强度均表现出较明显的应变率敏感效应；随着加载速率的增加，强度和模量的应变率效应规律相反；而到更高的加载速率时，材料表现出应变率不敏感。借助试件表面的应变花，并与双波法实验结果进行对比，初步探讨了脆性材料在多次冲击下的累积损伤。

阴极微弧放电制备TiAl合金表面Al_2O_3膜的高温氧化性能

在Al(NO3)3溶液中利用阴极微弧放电沉积方法,制备了TiAl合金表面的Al2O3膜,膜的厚度为80μm。空气环境下,在900℃下进行高温氧化实验。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了样品在高温氧化前后的形貌和物相变化。100h高温氧化后,Al2O3膜保持完整,与基体有较好的结合。高温氧化前后物相均为γ-Al2O3和少量的α-Al2O3,但是氧化后的膜层中出现了少量的Rutile-TiO2。阴极微弧沉积方法在TiAl合金表面制备的Al2O3膜能够有效地提高基体在900℃时的抗氧化性能。

TiAl合金表面阴极微弧制备的Al2O3膜结构与性能

以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液,采用阴极微弧放电沉积方法,在TiAl合金表面制备连续的Al2O3薄膜,并对膜的结构与性能进行研究。利用扫描电镜(SEM)观察到样品表面分布着熔融状颗粒,颗粒的平均直径约20μm,颗粒中间有小孔存在。X射线衍射(XRD)分析表明氧化膜的相成分主要为α-Al2O3和γ-Al2O3相,还有少量的ε-Al2O3相;氧化膜中α-Al2O3和γ-Al2O3的相对含量随着制备电压改变而变化。显微划痕实验测得膜与TiAl基体之间结合力大于20 N,表明制得的氧化膜与基体有良好的结合力。900℃的高温氧化实验表明氧化膜能够有效地提高基体的抗氧化性能。

薄膜热电偶瞬态温度传感器Al_2O_3绝缘膜制备工艺及性能表征

制备绝缘性能良好的Al2O3薄膜是研制薄膜热电偶瞬态温度传感器的关键技术之一。针对直流脉冲磁控溅射制备的Al2O3绝缘薄膜总是存在针孔等缺陷,提出了利用直流脉冲磁控溅射加射频偏压技术成功制备了薄膜热电偶瞬态温度测试传感器的Al2O3绝缘薄膜。通过台阶仪、高阻计、扫描电子显微镜和划痕试验仪对Al2O3绝缘膜的成膜厚度、绝缘性、表面形貌及膜基结合力进行了观测,结果表明,制备的Al2O3绝缘膜厚度可达2.4μm;其绝缘性可达2.6×109Ω;薄膜表面光滑,成膜均匀;Al∶O原子比近似为2∶3;与金属基体的结合力可达12N。提供了一种制备高致密、高绝缘性能Al2O3薄膜的简单有效的方法,为制备瞬态温度传感器提供了技术保障。

烧结应力的缓冲及Al_2O_3/不锈钢微滤膜的制备

以多孔不锈钢片为基体、以氧化铝粉体（平均粒径0．5pm）为膜材料，用三种工艺制备了Al2O3／不锈钢微滤膜。采用扫描电子显微镜和金相显微镜分别对样品表面和断面形貌进行了表征，用毛细流动法测定了Al2O3／不锈钢膜的孔径分布，并通过超声震荡法考察了膜的附着力。研究表明，在基体与氧化铝涂层间预洗引入一层不锈钢细粉作为过渡层再进行共烧结，有效地解决了Al2O3膜层易于剥落的问题，并成功制备了Al2O3／不锈钢复合微滤膜，膜厚为40～50gm。该不锈钢粉末过渡层不仅可以修饰基体表面，还能够缓冲Al2O3层在热处理过程中产生的热膨胀和烧结收缩应力，并对Al2O3层和不锈钢基体产生粘结作用，提高了膜的附着力。本工作所采用的共烧结法既简化了制备工艺，又节约了能源。共烧结温度是影响膜附着力与孔径分布的关键因素，经1100、1150、1200和1250℃共烧结，所制备的Al2O3／不锈钢膜平均孔径为0．2、0．3、0．5和3．9gm，其纯水通量分别为3．8、4．1、6．9和20．5m3／（m2·h·bar）。

ZnO·Al_2O_3修饰Al_2O_3微滤膜的研究

以硝酸锌、硝酸铝、尿素为主要原料 ,采用均相沉淀法对Al2 O3微滤膜进行了ZnO·Al2 O3涂覆改性研究。实验结果表明 ,在适宜的涂覆液浓度、涂覆次数条件下 ,ZnO·Al2 O3改性后可使微滤膜的水通量提高 1 5～ 2 0 % 。

烧成温度对La0.7Ca0.3CrO3/Al2O3导电陶瓷微滤膜支撑体结构与性能的影响

采用高温固相反应烧结法制备La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_3(LCC)/Al_2O_3导电陶瓷微滤膜支撑体。研究了烧成温度对制备的LCC/Al_2O_3支撑体样品的物相组成、微观结构、烧成收缩、孔隙率和孔径分布、电导率、抗弯强度、渗透通量及耐腐蚀性能等的影响。结果表明,高温烧成过程中LCC与Al_2O_3发生复杂的固相反应,样品主晶相为菱形结构La_(0.7)Ca_(0.3)Cr_(1-x)Al_xO_3,并生成了少量La Al11O18和Ca Cr2O4等。烧成温度从1350℃提高到1600℃时,样品的烧结程度、电导率、抗弯强度和耐酸腐蚀性能明显提高,而孔隙率明显减小。样品的平均孔径和纯水渗透通量随烧成温度提高,表现出先增大后减小的变化趋势。在1550℃时保温2 h烧成制备的LCC/Al_2O_3支撑体,具有高的孔隙率(43.4%)和抗弯强度(36.9 MPa),其平均孔径(d50)为1.02μm、纯水通量为2.24 m^3/m^2·h·bar、电导率为0.11 S/m,且具有良好的耐腐蚀性能。

Fe_3O_4@SiO_2介孔微球/PVDF超滤膜的制备与性能

以十六烷基三甲基溴化铵为介孔导向剂,氨催化水解正硅酸乙酯,制得具有核壳结构的磁性Fe_3O_4@SiO_2介孔微球,通过相转化法制备出Fe_3O_4@SiO_2/PVDF杂化超滤膜。通过SEM、EDX、AFM、TGA、接触角、力学性能、过滤通量等测试,探讨了Fe_3O_4@SiO_2介孔微球掺杂的PVDF超滤膜的结构和性能。结果表明,随着Fe_3O_4@SiO_2介孔微球掺杂浓度的增加,PVDF复合改性膜的膜孔结构影响不大,而改性膜的热稳定性、亲水性和抗污性能逐渐增强,得到有效提升。当Fe_3O_4@SiO_2介孔微球质量分数为1%时,Fe_3O_4@SiO_2介孔微球在膜表层和膜体指状孔分布均匀,改性膜的机械强度达到最佳值。当Fe_3O_4@SiO_2介孔微球质量分数为2%时,由于改性膜亲水性的改善,其水通量和渗透通量达到最大值。

工艺因素对α-Al_2O_3微滤膜纳米ZnO改性涂层显微结构的影响(英文)

以硝酸锌和尿素为原料,采用共沉淀法在α-Al2O3微滤膜孔内表面制备了纳米ZnO涂层。实验考察了反应物浓度、反应温度和反应时间对纳米ZnO涂层显微结构的影响规律,同时结合TEM对该涂层的显微结构进行观察分析。结果表明:当硝酸锌浓度为0.3mol/L、尿素浓度为0.6mol/L、反应温度为95℃、反应时间为4h时,ZnO涂层的晶粒细小均匀、结构致密且表面具有良好的平整度。采用该ZnO涂层改性后的α-Al2O3微滤膜,其过滤效率得到了明显提高,水通量最大增幅达到45.6%.

采用微孔CA_6-MA骨料的Al_2O_3-CaO-MgO轻质浇注料的性能

以自合成的微孔CA6-MA颗粒(8～5、5～3、3～1 mm)为骨料,以速烧刚玉粉(≤0.074、≤0.043 mm)、α-Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥为粉料,经配料、混练、振动成型、养护、烘干后,分别在1 000、1 200、1 400、1 600℃保温3 h热处理,检测热处理后试样的永久线变化、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、热态抗折强度和热导率,并分析其显微结构。结果表明:1)试样在1 600℃热处理后的永久线变化为1.14%,1 600℃热处理后试样的显气孔率为59.84%,体积密度为1.51 g.cm-3,常温抗折强度为2.7 MPa,常温耐压强度为7.3 MPa,1 400℃的热态抗折强度为1.4 MPa,1 000℃的热导率为0.219 W.m-1.K-1;2)1 600℃热处理后试样基质中有大量片状CA6,骨料和基质之间结合很好。

阳极氧化法制备壁垒型Al_2O_3绝缘膜的研究

采用阳极氧化法在Al膜上制备具有绝缘性能的壁垒型Al2O3膜,研究不同成分比例的电解液、阳极氧化电压对壁垒型Al2O3膜性能的影响。利用能量分散谱和扫描电镜观测壁垒型Al2O3膜的元素组成、表面形貌及厚度,并对其绝缘耐压性进行了测试。结果表明,所制备的Al2O3膜厚度均为纳米量级,在95%乙二醇,1.9%癸二酸铵,3.1%硼酸的电解液中,以300V恒定电压制备的壁垒型Al2O3膜拥有很好的绝缘性能,击穿场强可达5.25MV/cm。

激光熔覆316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层组织及性能

以纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)复合涂层粉末为原材料,采用激光熔覆工艺在Ni625合金基体表面制备316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、XRD和线扫描仪分析涂层和微孔粘结层的界面形貌和界面元素的分布状态,研究微孔结构对涂层结合强度的影响。结果表明:界面间结合方式为机械结合;虽然界面之间未发生元素扩散现象,但在微孔粘结层“铆接”作用下,粘结层与陶瓷层间形成良好的结合,与直接激光熔覆Al2O3-13%TiO2涂层相比,316L微孔结构/Al2O3-13%TiO2复合涂层结合强度较高,提高8.7%;残余应力相对较低,减小13.6%,且表面涂层由α-A12O3、Rutile-TiO2和Al2Ti7O15组成,其中以稳态的α-A12O3相为主要组成相。