Interaction Mechanism of Nano-silicon Dioxide Modified by Poly（amidoamine） Dendrimers

获得卓见进Si+( SC )离子的附件(认为是客人)到最低产生， 终止NH2 poly ( amidoamine )( PAMAM ) dendrimers (认为是主人)在液体阶段，密度功能的理论被用来调查主人客人建筑群的结构和 energetics 。结构和 energetics 上的溶剂的效果也被调查。到 PAMAM 的离子界限的各种各样的起始的配置被测试，并且二稳定的 conformers 被发现即，类型 A (Si+ 被绑在胺地点) 并且 C (Si+ 被绑在酰胺地点) 。类型 A 和 C 由于罪恶的化学契约形成是最稳定的 ? 敯浨琠瑩慲楴湯 ?? 慲? 桰瑯敯敬瑣潲 ? 灳 ' 虪?愠摮 ? 畯楲牥琠慲獮潦浲椠普慲敲 ? 灳 '

纳米SiO_(2)复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

将Stöber法制备的胶体SiO_(2)粒子溶液与粉体SiO_(2)粒子进行物理共混得到SiO_(2)复合粒子溶液,以三乙氧基甲基硅烷(MTES)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备的酸性有机硅低聚物为黏结剂,使用3-氨丙基三甲氧基硅(KH540)与全氟癸基三甲基氧硅(PFDT)对其进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO_(2)复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层。考察了SiO_(2)复合粒子、酸性有机硅低聚物、KH540及PFDT对复合涂层的影响。结果表明,当SiO_(2)复合粒子溶液由粒径为110 nm的胶体SiO_(2)粒子溶液与粒径为50 nm的粉体SiO_(2)粒子(其用量为胶体SiO_(2)粒子溶液质量的1%)组成、SiO_(2)复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液质量比为4∶1、KH540与PFDT的添加量(以混合液总质量计,下同)均为1%时,制备的复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性。

纳米硅补强氟橡胶的研究

以热弧等离子体法制备高纯度纳米硅,通过机械共混法制备炭黑/氟橡胶(FKM-C)和纳米硅/氟橡胶(FKMSi)复合材料,与不加填料的纯氟橡胶(P-FKM)复合材料相比,研究填料对氟橡胶性能的影响。结果表明:FKM-Si复合材料的脆性温度低于P-FKM复合材料;FKM-Si复合材料的硬度、拉伸强度和拉断伸长率均高于FKM-C复合材料,分别达到70度、12.16 MPa和289%;FKM-Si复合材料的截面无缺陷,说明纳米硅与氟橡胶的相容性好;FKM-Si复合材料的热稳定性比FKM-C复合材料好。

机械/化学稳定性超疏水涂层的构筑及其防腐性能研究

超疏水涂层可以有效地阻碍含水腐蚀介质对表面的侵入、附着、凝结行为。然而,传统超疏水涂层差的机械和化学稳定性极大地限制了其在复杂苛刻环境中的应用。为此,采用氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(SiO_(2))复合聚二甲基硅氧烷(PDMS)与环氧树脂(EP)混合基体,结合喷涂技术在Q345钢片表面形成PDMS-EP@SiO_(2)-GO超疏水涂层,并对涂层的超疏水、自清洁、防污、耐机械磨损、耐化学侵蚀和防腐性能进行研究。结果表明,PDMS-EP@SiO_(2)-GO水接触角高达166.57°,滚动角小于3°。由于GO的强化增强作用,涂层能对水温为20~100℃的液体保持155°以上的接触角,对酸碱溶液保持160°以上的接触角,且滚动角均小于4°;在经过砂纸摩擦(40 m总摩擦长度)和30次循环胶带粘脱后,涂层依旧拥有超疏水能力,接触角维持在152°以上。此外,PDMS-EP@SiO_(2)-GO优异的拒水性使得它具有良好的防污和自清洁性能。在腐蚀防护方面,PDMS-EP@SiO_(2)-GO的最低频阻抗值提升了1个数量级,电荷转移电阻提升了2个数量级,表现出了优异的耐腐蚀性能。PDMS-EP@SiO_(2)-GO解决了传统超疏水涂层较弱的机械/化学稳定性的问题,可以实现对金属基体的持久性保护,增强了实用性,助力了机械装备在全寿命周期内的安全可靠服役。

基于纳米金属阵列天线的石墨烯/硅近红外探测器

金属纳米颗粒低聚体不仅具有等离激元共振效应实现光场亚波长范围内的局域化和增强,还可以通过泄漏光场相互干涉实现法诺共振和连续态中的束缚态,从而使得电磁场更强的局域和增强.本文采用金纳米低聚体超构表面作为石墨烯/硅近红外探测器的天线,实现了光响应度2倍的增强;通过调节纳米金属低聚体间夹角,发现当该夹角为40°时,光电流达到最大值,对应法诺共振最大的透射率,此时天线不仅汇聚光场能量还定向发射给探测器;当该夹角为20°时,光电流出现一个低谷,此时能量局域于低聚体内,金属损耗减弱了等离激元增强效果.该工作通过时域有限差分法仿真和实验相结合研究了低聚体超构表面光电耦合效率的动态过程,为提高光电探测效率提供了一种重要的途径.

纳米硅对人参生长发育的影响

以人参为试验材料,设置6个浓度硅处理:0 g/L(CK)、0.03 g/L(T1)、0.06 g/L(T2)、0.09 g/L(T3)、0.12g/L(T4)、0.15 g/L(T5),用以探究不同硅浓度对人参生长发育的影响及变化趋势。结果表明,不同浓度施硅对人参的叶长、茎长、根长、叶宽、茎粗、根粗、生物量变化均有积极作用,施硅对促进人参生长的最佳供硅浓度为0.09 g/L。施硅对促进人参光合能力的提升有积极作用,胞间CO_(2)浓度在T2处理下达到最大值,较CK增高4.01%;气孔导度在T3处理下达到最大值,较CK增高100%;净光合速率在T3处理下达到最大值,较CK增高136.47%;蒸腾速率在T3处理下达到最小值,较CK降低27.54%。不同浓度施硅可以通过提高活性氧防御系统的酶活性(过氧化物酶含量)以及减轻细胞损伤程度(丙二醛含量)来增强人参根、茎、叶的整体抗性强度。不同浓度施硅可以引起人参体内硅含量的增加和持续积累,施硅增强人参硅素吸收的最优处理为0.09 g/L。以不同部位来看,追肥处理的人参硅素分布为叶>根>茎;以不同时期来看,绿果期结束、红果期开始时可能是人参吸硅的最佳时期。综上所述,人参最佳施硅浓度为0.09 g/L。本试验为促进人参生长发育和增强抗性提供实践基础,为农田栽培人参的施用硅浓度提供参考。

单晶硅纳米磨削力热行为与亚表面损伤研究

纳米磨削作为实现单晶硅低损伤加工的技术之一被逐渐应用于硅片减薄中,但磨削过程中的力热行为及其对亚表面损伤形成的影响机制仍不清楚;因此,通过分子动力学仿真手段对单晶硅纳米磨削时的力热行为和亚表面损伤之间的联系进行研究。结果表明,单晶硅纳米磨削过程中切向磨削力对材料去除起主要作用,磨粒前下方区域的热量聚集和应力集中现象明显。在力热载荷作用下,非晶化和相变是单晶硅纳米磨削时亚表面损伤的主要形成机制。磨削力的增大会导致单晶硅去除过程中产生较大的亚表面损伤层,而一定的高温由于增强了单晶硅的韧性进而抑制了亚表面损伤层的形成。

纳米硅对低温胁迫下番茄根系构型及土壤酶活性的影响

研究纳米硅对低温胁迫下番茄根系构型及土壤酶活性的影响。以番茄品种‘中杂9号’为材料,于人工气候箱中进行基质培养,叶面喷施纳米硅溶液,共设置2个温度处理(常温:25℃/16℃;低温:15℃/6℃)、3个纳米硅施用浓度(0 mg/L、50 mg/L、100mg/L),研究外源喷施纳米硅对低温胁迫下番茄幼苗生物量、根系构型、土壤脲酶活性、土壤蔗糖酶活性的影响。试验结果表明,与常温相比,低温胁迫显著降低了番茄幼苗的生物量、根系构型指标及土壤酶活性;外源喷施纳米硅后,番茄幼苗的生物量、根系构型指标及土壤酶活性均有明显提高。综上所述,低温胁迫对番茄幼苗根系生长具有抑制作用,同时会降低土壤蔗糖酶活性和土壤脲酶活性。而喷施纳米硅可以通过提高总根长,增加根尖数和提高分形维数促进番茄植株生长;通过降低土壤脲酶活性,提高土壤蔗糖酶活性改善根际环境,对提高番茄的耐寒性具有重要意义。

纳米银/有机硅密封胶的制备及性能研究

本文采用水热合成法成功合成了纳米银颗粒,然后以聚二甲基硅氧烷为硅油基质,采用物理共混法制备了纳米银/有机硅密封胶。研究了纳米银/有机硅密封胶的微观形貌结构、耐热性能、力学性能以及抗菌性能。结果表明,在纳米银颗粒的质量分数为10%时,所制备的密封胶显示了出色的拉伸强度(4.22 MPa)和高达157.1%的断裂伸长率。同时,该密封胶还表现出卓越的抗菌性能,并且在室温下放置40 d后仍具有良好的抗菌效果,表现出优异的耐久性能。该工作为绿色、健康和清洁的密封应用提供了一种新的思路。

金刚石磨粒纳米加工单晶碳化硅非连续表面机理研究

建立金刚石磨料纳米加工单晶碳化硅衬底的分子动力学模型,从矢量位移、切削力、晶体结构相变及缺陷等方面研究划痕对原子去除过程的影响以及划痕壁面的材料去除机理。结果表明:划痕区域原子的去除方法主要是剪切和挤压。划痕入口区壁面变形为弹性和塑性混合变形,划痕出口区壁面变形主要为塑性变形,增加纳米加工深度能够提高原子的去除量。衬底表面存在的划痕使纳米加工过程中的切向和法向切削力均降低,最大差值分别为300和600 nN,划痕区域原子的缺失是切向力下降的主要原因。磨粒的剪切挤压作用使碳化硅原子的晶体结构发生了非晶转化,产生了大量不具有完整晶格的原子,并且衬底表层的原子与临近的原子成键,形成稳定的结构。衬底温度受影响的区域主要集中在磨粒的下方,并向衬底的深处传递,在2、5和8?纳米加工深度下衬底温度之间的差值约为100 K。

中空三维结构的硅碳负极的构筑及性能研究

硅碳材料作为高能量密度的锂电负极材料备受瞩目,但由于硅在充放电过程中巨大的体积膨胀效应,导致了其循环性能差,限制了其商业化应用。本工作利用薄层石墨柔性结构的特点,与纳米硅进行复合制备了中空结构的硅碳复合物,并通过对薄层石墨和纳米硅分别用含有羧基的羧甲基纤维素(CMC)和含有氨基的正硅酸乙酯(TEOS)进行表面修饰。相比于传统的机械混合工艺制备的硅碳负极材料存在纳米硅与碳材料复合不均一的问题,本工作修饰后的纳米硅与薄层石墨之间通过静电自组装作用,可形成更为均一的纳米硅与薄层石墨的复合物(S/MG)。通过造粒技术,构筑了由纳米硅/薄层石墨片层组成的中空结构的硅碳复合物颗粒,而颗粒外部由碳层进行包覆。通过SEM切片、EDS以及高分辨TEM等表征手段,可以看到颗粒内部由纳米硅与薄层石墨层结构构筑了微米尺寸的中空结构,该结构内部不但形成了导电的三维网络结构,而且为纳米硅的体积膨胀提供了充足的缓冲空间,从而大幅提升了硅碳负极材料循环稳定性。相比于传统石墨取代薄层石墨与纳米硅制备的硅碳复合物,薄层石墨制备的硅碳负极的比容量达到958 mAh/g,扣电在0.5 C下循环500次后容量保持率可维持在88%左右。本文作者也从实用角度评价了S/MG全电循环性能,与三元NCM811正极材料组装成的软包全电池,在1 C倍率充放电下,循环1000周后电池容量保持率可达86%,可为高能量密度锂电技术的研究提供实验依据。

纳米硅的砂磨宏量制备及其碳纤维复合负极的储锂性能研究

硅碳负极材料因具有较高的储锂容量等优势在锂离子电池领域备受关注,但仍面临电导欠佳、体积膨胀及界面兼容性差等问题。本研究从太阳能电池微米硅废料的纳米化处理出发,通过优化砂磨实验参数实现宏量制备颗粒粒径约为300 nm硅纳米颗粒。进一步地,通过静电纺丝法制备铜纳米颗粒修饰的硅碳复合材料,所制硅碳复合材料中的硅与铜纳米颗粒内嵌或附着在纳米纤维上。综合研究其电化学储锂性能发现,该复合材料以碳纳米纤维作为基体,辅以铜纳米颗粒的修饰,可构建出高导电网格并进一步提升复合材料的电导能力,有效克服硅材料的剧烈体积膨胀以及导电性差的缺点,进而表现显著增强的电化学储锂综合性能。特别是,结构优化后的硅碳复合负极材料在1.0 A/g的较高电流密度下循环550次后仍可保持765.9 mAh/g的高可逆容量。因此,本研究为宏量制备硅纳米材料及其硅碳纤维复合负极提供了良好的参考。

添加改性纳米碳和碳化硅颗粒对芒硝相变材料吸光、透光性能的影响

【目的】研究改性纳米碳颗粒和碳化硅颗粒对芒硝相变复合材料吸光性能和透光性能的影响。【方法】改性纳米碳粉和改性纳米碳化硅粉与芒硝相变材料结合,制备纳米颗粒芒硝复合相变材料,讨论不同波长对复合相变材料吸光、透光性和分散稳定性的影响;分散稳定性利用鞘流法图像仪对纳米颗粒进行分析,稳定性通过在50℃和室温下进行7 d静置后观察确定;采用积分反射仪分析相变材料吸光、透光性。【结果】鞘流法图像分析发现,改性纳米碳粉和改性纳米碳化硅粉形貌结构基本无变化且没有团聚现象,静置观察发现没有出现纳米颗粒分层和团聚现象;添加质量分数分别为0.1%、 0.5%、 1.0%的改性碳粉后,相变材料对紫外光的平均吸光度提高20%-35%,可见光的平均透过率下降26%-35%,红外光(波长为800-1 500 nm)的透光率下降10%-42%;分别添加相同质量分数的改性碳化硅后,相变材料对紫外光的平均吸光度提高22%-26.6%,可见光的平均透过率下降20%-29%,红外光(波长为1 500-2 700 nm)的透光率提高8%-29%。【结论】改性纳米颗粒在芒硝基相变材料中具有良好的分散性和稳定性;通过在传统芒硝基相变材料基础上添加不同含量的改性纳米颗粒,获得的纳米颗粒芒硝基相变材料对不同波长光的吸光率和透光率的基础性数据,为高性能纳米颗粒芒硝相变材料快速光热响应的研究打下基础。

有机硅-纳米氧化铝溶胶复合绝缘高温导线的研究

通过有机-无机复配技术,采用有机硅-纳米氧化铝溶胶涂覆石英纤维绕包层制备耐高温绝缘层。通过SEM、FTIR、XRD等表征技术对有机硅-纳米氧化铝溶胶涂层的微观形貌与结构进行分析,采用TG-DSC分析有机硅-纳米氧化铝溶胶复合绝缘漆的热稳定性能,并对高温导线进行常温与高温绝缘性能和击穿电压性能测试。结果表明:有机硅-纳米氧化铝溶胶复合绝缘漆具有良好的热稳定性,能够显著提升石英纤维绕包层的耐温等级,并且高温导线表现出良好的高温绝缘性和高耐电压性,在800℃时的电阻率大于1 MΩ·m,常温击穿电压超过2000 V,适用于航空、航天领域中的高温和高压等特殊环境。

沉淀硫酸钡对有机硅密封胶的影响

本文以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油等为原料,沉淀硫酸钡和纳米碳酸钙等为填料,添加适量的硅烷偶联剂和催化剂制得脱酮肟型有机硅密封胶。主要考察了沉淀硫酸钡对有机硅密封胶拉伸强度、断裂伸长率、模量、挤出性和外观的影响。结果表明:随着沉淀硫酸钡在密封胶中添加量增多,制备的密封胶拉伸强度和断裂伸长率明显下降,但挤出性明显提高;当沉淀硫酸钡在填料中的质量分数为25%时,有机硅密封胶的外观和力学性能达到最佳。

纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性试验研究

目的探究纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结特性。方法分别开展准静态拉伸试验、界面法向和切向黏结强度试验。采用超弹性理论,分析纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶材料的拉伸行为,采用双线性和指数内聚力模型,分析纳米Fe_(3)O_(4)增强与铁氧体的界面破坏行为。结果通过拉伸试验获得了不同纳米Fe_(3)O_(4)含量的硅橡胶的工程应力应变曲线及两参数Mooney-Rivlin模型,小变形范围的模型误差在1%以内,大变形范围的最大误差为3.8%。通过界面强度试验,获得了不同纳米Fe_(3)O_(4)含量的硅橡胶和铁氧体界面的法向和切向力-位移曲线、黏结强度和界面断裂能,得到了界面法向和切向黏结强度内聚力模型参数。结论随着纳米Fe_(3)O_(4)含量增加,硅橡胶的拉伸强度增加,界面法向黏结强度和断裂能增大,而切向黏结强度和断裂能变化不显著。双线性内聚力模型更适合作为纳米Fe_(3)O_(4)增强硅橡胶与铁氧体的界面黏结强度表征模型,界面法向和切向黏结强度变化规律与实测值的吻合程度更高。

有机硅密封胶用纳米碳酸钙的电阻率研究

通过碳化法合成纳米碳酸钙(NCC),考察了原料产地、晶形控制剂、表面处理剂种类及用量、工艺水质等对纳米钙电阻率的影响。研究结果表明:表面处理剂种类及用量对纳米钙电阻率的影响最为显著,原料产地次之,晶型控制剂和工艺水质影响较小。这是因为纳米钙颗粒吸附或夹杂的离子种类及浓度是影响纳米钙电阻率的主要因素。影响机理是:在电场作用下,由工艺引入的Na+、OH-通过纳米钙颗粒间形成的毛细管定向迁移和输送,发生贯通材料基体的离子隧穿,较高的浓度和摩尔电导率加剧了纳米钙电阻率的衰减;由原料引入Mg^(2+)、Fe^(2+)、Ca^(2+)以及CO_(3)^(2-)等离子浓度低,难以发生离子隧穿,只能溶解于微量自由水形成分布稀疏的“盐池”,依靠相互连接而迁移导电,对电阻率的影响较小。

硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

SiC复合陶瓷增韧研究现状

SiC陶瓷具有优良的性能,被广泛应用于各领域,但因韧性不足而制约其作为结构材料的应用,故提升其韧性已成为研究热点和焦点。因此,综述了颗粒、晶须、纤维和低维纳米材料(碳纳米管和石墨烯)等不同增强相增韧SiC复合陶瓷的研究现状,期望为今后SiC陶瓷的增韧研究提供参考。

川东红星地区二叠系吴家坪组海相页岩气钻井实践

川东红星地区二叠系吴家坪组富含优质页岩,多口钻井获得高产工业气流,是江汉油田天然气产能的重要接替区块,但由于该区构造、岩性复杂,目的层埋藏深,储层薄产状起伏大等因素,造成井漏、井垮等复杂情况多发,机械钻速低、钻井周期长,优质储层钻遇率难以保证等钻井问题,严重制约了效益开发。通过前期资料总结,分析了钻井难点,开展钻井工程优化设计,优选关键破岩工具,优化钻井液密度及封堵性能,形成了“三开次”井身结构、“异形齿PDC、混合钻头+大扭矩等壁厚螺杆+强化参数钻井”、旋转控制头简易控压、低密度强封堵“漏垮同治”钻井液工艺,建立了“垂深预测、分段控斜、五图一表”地质工程一体化导向技术,提出了下步优化方向。现场应用表明:(1)“三开次”井身结构满足红星地区安全成井需求,为钻井提速奠定了基础,高性能PDC强化参数钻井,各开次机械钻速显著提升,二叠系地层三开造斜段钻速提高15%,水平段提高22%;(2)降密度、纳米封堵钻井液技术有效降低复杂处理次数及时间,复杂时效相比前期实施井减少20.5%;(3)优质储层穿行率大幅提升至93.27%,相比前期提升19.85%。