二价金属离子对含铜水滑石结构稳定性的影响

通过构建不同的二价金属离子(M2+=Mg2+,Ca2+,Zn2+,Cd2+,Ni2+,Co2+)部分取代铜离子形成CuM2Al水滑石(CuM2Al-LDHs)的周期性模型,基于密度泛函理论(DFT),用CASTEP程序模块对周期性模型进行几何全优化和性质计算,通过分析各体系的结构参数、电子排布、Mulliken电荷布居、氢键、结合能,总结出含铜水滑石体系结构的稳定性规律.计算结果表明:在CuM2Al-LDHs体系中,主客体间作用力对层板厚度的影响占主要因素;M离子对中心三价铝离子的影响较小,对二价铜离子的影响较大,其中价电子均匀排布的M离子对铜的畸变影响小于价电子不均匀排布的M离子.另外在价电子均匀排布的CuM2Al-LDHs体系中,主客体间的静电作用力和氢键强度逐渐增强.总体上,随着M离子周期数的增加,体系的畸变角增大,结合能绝对值逐渐减小,体系的稳定性下降.价电子不均匀排布的CuCo2Al-LDHs体系的稳定性最差.这有助于从理论上更好地认识含铜水滑石的合成规律.

双辊连铸磷铜钢薄带异常偏析的研究

利用光学显微镜、电子探针等手段分析了磷在双辊连铸磷铜钢薄带中的宏观分布规律.结果表明,磷在双辊连铸薄带中由外到内呈梯度分布,且表面附近的磷浓度远高于名义含量而中心区域的磷浓度却低于名义含量;双辊连铸磷铜薄带经冷轧和退火处理后,表面富磷层并没有消失,磷沿厚度方向的分布形式也没有发生变化.通过理论分析得到,双辊连铸磷铜钢薄带中磷的异常偏析是快速凝固造成的急剧收缩以及轧制力引起的高温变形共同作用所致.

不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

为提高奥氏体不锈钢(ASS)的耐磨性及赋予其抗菌性能,应用改进的活性屏离子渗氮(ASPN)技术,将纯铜冲孔板置于不锈钢冲孔板上面作为活性屏的顶盖,对316奥氏体不锈钢在低温下(430℃)进行表面渗氮处理,在其表面形成由含Cu抗菌沉积层和S相(氮在奥氏体中的过饱和固溶体γN)硬质支撑层组成的功能梯度复合改性层。用扫描电镜(SEM)及其所附能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征复合改性层的组织形貌、成分及相结构。用显微硬度计和往复摩擦磨损试验机测试了基体和复合改性层的显微硬度和摩擦磨损性能,用金黄色葡萄球菌进行体外抗菌试验评价复合改性层的抗菌性能。结果表明,在偏压达到250 V后,形成了连续分布的硬质S相扩散层和含Cu沉积层组成的复合改性层。改性层表面最高硬度可达928 HV0.05,与Si_(3)N_(4)小球对磨时比磨损率较基体降低约57.76%,显著提高了不锈钢的耐磨性。抗菌试验表明,复合改性层与金黄色葡萄球菌接触24 h后,对金黄色葡萄球菌抗菌率提高到98.5%。改进的活性屏离子渗氮技术制备的功能梯度复合改性层可以有效提高不锈钢的耐磨性及抗菌性能。