多级结构CoNiO2/TiN复合纤维的制备及电化学性能

以钛酸丁酯为钛源,PVP为助纺剂,通过静电纺丝结合氨气还原氮化法制备出TiN纤维,再利用水热法在TiN纤维表面生长CoNiO 2纳米线,得到多级结构CoNiO 2/TiN复合纤维。利用XRD、XPS、SEM及BET等表征纤维的物相、形貌和孔结构。结果表明,纤维为立方相TiN,其直径约为280 nm。经水热处理后,TiN纤维表面生长有直径约10 nm的CoNiO 2纳米线。其中,镍、钴元素分别以Ni^2+/Ni^3+和Co^2+/Co^3+价态形式存在。CoNiO 2/TiN复合纤维比表面积增加至123.8 m^2/g,平均孔径为13.6 nm,孔容达到0.4 cm^3/g。CoNiO 2/TiN复合纤维电极材料储能过程中双电层与赝电容并存,在100 mA/g充放电电流密度下其比电容达到205.4 F/g。当功率密度为66.6 W/kg时,能量密度为26.8 Wh/kg。

TiN/TiNO/SiO_(2)太阳能选择性吸收涂层的优化设计及热稳定性评价

目的太阳能选择性吸收涂层是太阳能热利用的核心材料。方法采用磁控溅射法制备Ti N/TiNO/SiO_(2)太阳能选择性吸收涂层,测定红外反射层Ti N、吸收层Ti NO的折射率n、消光系数k,对Ti N层建立Tauc-Lorentz模型进行数据迭代优化拟合,对Ti NO层建立Drude模型进行数据迭代优化拟合。通过TFCalc光学镀膜设计软件,设置连续目标在300~1500 nm光谱区反射率低于5%,得到软件优化的反射率曲线、各层的最优厚度,确定优化的工艺参数。利用UV-VIS-NIR、FTIR、SEM、XRD、EDS、AFM和XPS表征优化涂层的光学性能、评价热稳定性。结果优化后的涂层,吸收率为0.906、发射率为0.0852;经265℃、600 h热处理后,涂层的吸收率和发射率分别为0.933和0.1033,PC值小于0.01。随热处理时间的增长,α有小幅上升;热处理时间对ε的影响较小;这与表面Si O_(2)氧化物薄膜层在一定程度上阻止了晶粒的长大有关。热处理后,发现涂层表面局部位置有少量的小坑,但涂层的表面成分不变。非晶基质Si O_(2)和Ti O_(2)的再结晶是吸收率提高的主要原因;热处理后的涂层表面非常致密,粗糙度的降低有利于阻碍氧原子向内层的扩散,可以有效提高涂层的热稳定性。结论优化的Ti N/TiNO/SiO_(2)涂层,选择性吸收性能及热稳定性得到有效提高,具有较好的实际应用前景。

喷砂时间对TiCN/α-Al_(2)O_(3)/TiN涂层金属陶瓷刀片表面状态和磨损性能的影响

采用化学气相沉积法在金属陶瓷基体表面沉积了MT-TiCN/α-Al_(2)O_(3)/TiN涂层,再对CVD涂层金属陶瓷刀片进行喷砂处理,分析经不同喷砂时间处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面形貌、力学性能以及耐磨性能。结果表明:喷砂时间对涂层金属陶瓷刀片表面的冲蚀程度影响较大。未经喷砂处理的涂层表面粗糙度较高且存在较大的残余拉应力,而喷砂处理后的涂层金属陶瓷刀片的表面粗糙度与表面残余应力大幅下降,且表面硬度和耐磨性大幅提高。当喷砂时间为10s时,涂层金属陶瓷刀片获得了最低的表面粗糙度,与未喷砂的涂层刀片相比,表面残余拉应力降低了85%。基于不同喷砂时间处理后的涂层表面粗糙度、硬度、残余应力以及后刀面磨损形貌,得到的最佳喷砂时间为10s。

N_2流量对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和结合强度的影响

以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N_2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N_2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响。结果表明,共溅射TiN/Ni纳米复合膜组织细小、表面光滑、致密。TiN为fcc结构,其择优取向为(111)面。随N_2气流量增加,复合膜孔隙率、晶粒尺寸和沉积速率均出现不同程度的下降;而膜表面粗糙度先减小后增大,界面结合力则先提高后下降。本实验条件下,在N_2气流量为16mL/min时所沉积的复合膜表面粗糙度最小、界面结合力最好,分别为2.75nm和44.6N,此时复合膜的摩擦系数最低,为0.14。

TiN基IrO_2+Ta_2O_5涂层电催化性能研究

采用热分解法制备了一种以离子镀TiN膜为基体的IrO2+Ta2O5涂层电极,通过极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱等电化学方法并结合扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射研究了涂层的析氧电催化活性,并对460℃制备的涂层进行强化寿命实验。结果表明:涂层呈多孔、多裂纹的显微结构和多层电化学结构;制备温度对涂层表面形貌和电催化活性影响很大;该涂层阳极在保持了高电催化活性的同时,其使用寿命高于传统Ti基阳极,说明TiN作为此类催化电极的载体是可行的。

含TiN中间层IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极的电催化性能

采用钛片在氮气中700℃退火的方法,在钛片表面原位生成TiN薄膜,并以此为基体采用热分解法制备IrO2-Ta2O5涂层钛阳极。研究含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极及传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的开路电位、析氧行为、循环伏安和电化学阻抗等性能。结果表明:含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极具有非连续状裂纹结构,且表面生长出大量IrO2纳米晶体,其电催化析氧性能优于传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的电催化析氧性能;涂层烧结温度越低,电化学性能越好;当烧结温度低于500℃时,TiN中间层可以显著延长IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的工作寿命。

TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN CVD多层涂层硬质合金的氧化行为

采用高温化学气相沉积(HT-CVD)和中温化学气相沉积(MT-CVD)相结合的复合化学气相沉积新技术在硬质合金基体WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co上分别沉积TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN涂层,制备TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂层硬质合金。通过氧化实验,X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计等手段研究TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂层硬质合金的氧化行为。结果表明,涂层后硬质合金的抗氧化性能明显提高,Al2O3的加入能进一步提高CVD多层涂层硬质合金的抗氧化性能,并使涂层硬质合金表现出独特的氧化行为。Al2O3涂层的抗氧化机理为Al2O3具有良好的高温化学稳定性,能起到很好的隔热和阻碍氧扩散的作用。

TiN浸渍-热分解法制备IrO_x-TiO_2粉体催化剂及其表征

以纳米TiN粉体为前驱体反应物,采用浸渍-热分解法制备了n(Ir)∶n(Ti)比为1∶6.5的IrOx-TiO2水电解用纳米粉体催化剂.通过XPS,XRD,TEM和极化曲线等测试手段对其组成、结构、形貌和性能进行了表征.结果表明,在350℃的热分解温度下,纳米TiN转化为金红石相TiO2,铱则以多种价态存在,与TiO2形成二元氧化物固溶体,并且在该固溶体表面存在富集Ir的颗粒,其平均粒径约为7nm.将经500℃退火处理的IrOx-TiO2粉体作为析氧阳极催化剂,在SPE水电解中的测试结果表明,其具有很高的电催化性能,在铱担载量为1.2mg/cm2,电解温度80℃,工作电流密度1A/cm2条件下,槽压为1.6V.上述实验结果表明,TiN浸渍-热分解法是制备低载量,高催化性能的水电解催化剂的理想途径.

TiB_2-TiN复合陶瓷刀具材料的显微结构和力学性能研究

热压烧结制备了不同TiN含量的复合陶瓷刀具材料TiB2-TiN-(Ni,Mo),对其性能测试表明,随着TiN含量的增加,材料的抗弯强度和断裂韧度逐渐提高,但是材料的硬度在TiN的含量达到40%(体积分数)时却大幅度降低。利用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDAX)分析了复合材料的物相和显微组织,结果表明,烧结过程中生成了MoNi相;随TiN含量增加,材料从以沿晶断裂为主转变为同时有沿晶断裂和穿晶断裂的断裂模式;裂纹扩展过程中有金属颗粒桥连现象。分析认为,材料的主要增韧机制是延性相颗粒桥连和裂纹偏转。

超低氧钢20CrMOH和60Si2MnA中TiN夹杂的控制

研究了超低氧(10×10^(-6))钢20CrMoH和60Si2MnA转炉终点[C]和LF渣(TiO_2)对转炉终点[Ti]和LF精炼过程△[Ti]的影响,以及[S]、[N]对TiN生成的影响。结果表明,试验钢TiN夹杂有两类:(1)单独TiN;(2)CaS为核心的复合TiN。20CrMoH钢中TiN夹杂较少,60Si2MnA钢中TiN占夹杂总量的50%～60%。随铸坯中S含量的增加,TiN夹杂含量增加;当[Ti]为(69～80)×10^(-6),[N]、[S]分别从(60～74)×10^(-6)和(30～35)×10^(-6)降至(27～35)×10^(-6)和(14～20)×10^(-6)时,TiN个数从4.4～6.1个/cm^2降低到0.4～1.1个/cm^2;当[S]≤0.002%,钢中无CaS-TiN复合夹杂析出。

Cr12MoV钢表面磁控溅射TiB_2-TiN薄膜的摩擦磨损性能

采用磁控溅射技术在淬火态Cr12MoV表面制备SiC/TiN、SiC/TiB2-TiN薄膜(SiC为中间层),研究TiN、TiB2-TiN薄膜的组织结构和摩擦磨损性能。结果表明,SiC薄膜与基材和TiN、TiB2-TiN薄膜间都具有明显的且呈梯度的元素扩散,界面结合良好。在水润滑条件下与钢球对摩时(载荷0.5 N,时间0.5 h),TiN薄膜、TiB2-TiN薄膜具有良好摩擦磨损性能,其平均摩擦因数分别为0.33、0.31,低于淬火态Cr12MoV的0.45,磨损速率分别为2.0×10-8和1.5×10-8mm3/(N.m),低于淬火态Cr12MoV的8.66×10-7mm3/(N.m),其中在水润滑条件下TiB2-TiN薄膜比TiN薄膜具有更好的摩擦磨损性能。

TERT及TIN2在获得性再生障碍性贫血患者中的表达及其与发病相关性研究

目的:检测获得性再生障碍性贫血(acquired aplastic anemia,AAA)患者外周血单个核细胞的端粒酶逆转录酶TERT和端粒保护蛋白TIN2基因表达水平,探讨它们与AAA发病的关系。方法:采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-q PCR)检测40例AAA中非重型再生障碍性贫血(NSAA)患者33例,重型再生障碍性贫血(SAA)患者7例和20例正常对照者外周血单个核细胞中TERT、TIN2 mRNA表达情况,并与外周血细胞分类之间进行了相关性比较。结果:AAA患者TERT、TIN2 mRNA表达水平均较正常对照组明显降低(P<0.05);SAA患者TERT、TIN2mRNA表达水平较正常对照组明显降低(P<0.01);SAA患者TERT、TIN2 mRNA表达水平较NSAA明显降低(P<0.05);NSAA患者TIN2 mRNA表达水平较正常对照组明显降低(P<0.01);NSAA患者TERT mRNA表达水平和正常对照组比较没有显著性差异(P=0.082)。TERT mRNA表达水平与红细胞(RBC)(r=0.437,P=0.029)及血红蛋白(Hb)(r=0.522,P=0.007)有显著相关性;TIN2 mRNA表达水平与淋巴细胞百分比(lymphocyte%)(r=-0.404,P=0.045)有显著相关性。结论:端粒酶逆转录酶TERT mRNA表达水平与RBC、Hb水平有关;端粒保护蛋白TIN2 mRNA表达水平与淋巴细胞比例有关。

原位反应合成TiN/Al_2O_3复合材料

以Al和TiO2为初始原料,经高能球磨及热压烧结工艺,原位合成了TiN/Al2O3复合材料。利用DTA,XRD及SEM等方法结合热力学计算,研究了该粉体的高能球磨过程和球磨粉体在后续热处理中的物相形成及转化规律。同时研究了以高能球磨及热压烧结工艺所制备的复合材料的力学性能和显微结构。结果表明:在球磨过程中粉料吸附并溶解了N2气,在后续热处理中原位反应形成了Ti2AlN相,当温度升高到一定程度时分解形成TiN,这有助于材料的致密化并使其力学性能提高。球磨粉体在1300℃、30MPa、保温、保压60min热压烧结条件下,可得到性能优异的TiN-Al2O3复合材料,该材料的抗弯强度为850MPa,断裂韧性为5.7MPa·m1/2。

TiN-Al_2O_3纳米复合材料的力学性能和导电性能

以纳米TiN和α-Al2O3粉体为原料,采用球磨混合法制备了纳米TiN-Al2O3复合粉体,通过热压烧结得到致密烧结体.研究了纳米TiN颗粒对Al2O3材料力学性能和导电性能的影响,实验结果表明:在Al2O3基体中加入15vol％TiN纳米颗粒时,Al2O3材料的弯曲强度和断裂韧性分别从370MPa和3.4MPa·m1/2提高到690MPa和5.1MPa·m1/2,随着TiN添加量的增加,复合材料的电阻率逐渐降低,在25vol％TiN时达到最低值(6.5×10-3Ω·cm).

煅烧TiN制备氮掺杂TiO_2及其物相和光吸收性能的研究

通过控制煅烧TiN纳米粉体的温度和时间制备氮掺杂纳米TiO_2。利用原位升温X射线衍射(XRD)分析了TiN粉末随温度改变而发生的物相变化过程,并结合常规XRD粉末衍射、X射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射吸收光谱等手段对样品物相、组成以及可见光吸收性能进行测试表征。同时,探究了TiN热处理温度及热处理时间对样品吸收带边的影响。样品的紫外-可见漫反射吸收光谱测试结果表明,氮掺杂TiO_2显著提高了TiO_2的可见光响应,并使其吸收带边发生明显的红移。TiN在500℃热处理60min制得的N-TiO_2纳米粉体的紫外-可见光响应能力最强。

纳米TiN制备可见光活性TiO_2光催化剂的研究

在O2/N2混合气氛中煅烧TiN纳米粒子,制备出了一种响应可见光的氮掺杂TiO2光催化剂(TiO2-xNx)。紫外-可见吸收光谱表明,该光催化剂在可见光区具有明显的吸收。该光催化剂的XRD图谱表明,TiO2-xNx的晶型为锐钛矿相和金红石相的混合相。甲基橙溶液的降解实验结果表明,在O2/N2比例为1∶15(体积比),通氧时间为15 min,煅烧温度为650°C时,制得的催化剂活性最高。

钛合金表面MoS_2/TiN复合涂层的摩擦性能研究

采用复合处理的工艺方法,在Ti-6Al-4V合金表面制备复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析复合涂层表面相结构、表面及截面微观形貌和沿截面各元素分布状态。对不同处理后的截面硬度梯度进行了分析比较,在MM-200磨损实验机上测定了复合涂层的摩擦性能。结果显示,复合涂层是由单质的Ti,Mo和MoS2,TiN以及过渡层组成,在干摩擦、纯滑动的条件下摩擦性能优良。

大功率CO_2激光原位直接反应合成TiN/Ti复合材料的研究

使用大功率ＣＯ２激光原位直接反应合成ＴｉＮ／Ｔｉ复合材料，分析了材料的微观结构、物相组成、成分及显微硬度分布。结果发现：氮化层是富钛结构的，由ＴｉＮ相和α－Ｔｉ构成，ＴｉＮ以枝晶形式在氮化层均匀分布。材料横截面显微硬度连续变化。氮化层的氮化程度随激光作用时间的增加而增加，辐照的激光能量密度越高，氮化层的厚度越大。激光功率密度，激光扫描速度，氮气喷射压强分别为３．３５×１０５Ｗｃｍ－２，３００ｍｍｍｉｎ－１，０．３５ＭＰａ时，材料表面硬度值达到Ｈｖ１６００，氮化层的厚度有３５０μｍ。

第一性原理研究O_2在TiN_4掺杂石墨烯上的氢化

作为一种新型高效质子交换膜燃料电池阴极材料,金属与N共掺杂的石墨烯因其对氧还原反应具有较高的活性而引起了人们的广泛关注.采用包含色散力校正的密度泛函理论方法系统地研究了O2在TiN4掺杂的Graphene上的吸附,氢化特性.结果表明:1)O2倾向于以side-on模式吸附在Ti顶位,形成O-Ti-O三元环结构;2)O2在Ti N4-Graphene上更倾向于以分子形式直接氢化,形式OOH结构,并进一步解离为O+OH,反应的限速步为O2的氢化,对应的反应势垒为0.52 eV.

TiC/TiN/Al_2O_3复合陶瓷的研究进展

文章综述了TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展,介绍了复合陶瓷的制备工艺、组织与性能,探讨了材料成分对组织和力学性能的影响,总结了复合陶瓷的增韧机制及在刀具上的应用情况,指出纳米复合陶瓷是进一步改善强韧性的主要发展方向,为氧化铝陶瓷的广泛应用丰富了科学内涵。