Synthesis of Y_2O_3 Nano-Powder from Yttrium Oxalate under Ambient Temperature

High purity Y_2O_3 nano-powders was synthesized directly from solution ofindustrial YCl_3 by method of oxalate precipitation through super-micro-reactors made by complexnon-ionic surfactant. The purity and diameter of Y_2O_3 particles were controlled by such processingparameters as concentration of YCl_3 and oxalic acid and complex non-ionic surfactant etc. TEMphotomicrographs show that Y_2O_3 particles are spherical in shape, with an average diameter of lessthan 30 nm. Test results certify that the purity and particle diameter as well as the dispersion ofY_2O_3 nano-powder depend on the concentrations of YCl_3, oxalic acid and complex non-ionicsurfactant. The optimum ranges of the concentrations for YCl_3 and complex non-ionic surfactant whenthe diameter of Y_2O_3 particles is smaller than 100 nm are 0.43 ～1.4 mol ? L^(-1) and0.031～0.112 mol·L^(-1) respectively, while the mass fraction range of oxalic acid is 10% ～18% .The purity of Y_2O_3 nano-powder tested by ICP-AES analysis is 99.99% .

融合石膏组分和微纳米结构“双基因”调控的铁尾矿粉无熟料固结体力学性能

为了探究超细铁尾矿粉颗粒表面非晶态SiO_(2)和Al_(2)O_(3)在石灰-石膏体系中的水化固化机理及调控因素,本工作考察了石膏掺量和铁尾矿粉中微纳米级颗粒含量之间的匹配对固结体强度的影响,利用XRD、TG-DSC、SEM和化学滴定法测试分析了固结体试样中水化产物的种类、形貌及含量的变化,研究了这些变化对固结体强度的影响及作用机理。结果表明,超细铁尾矿粉中小于1.096μm的微纳米颗粒含量显著影响着铁尾矿粉在碱溶液中Si和Al元素的溶出行为,固结体强度随着这些微纳米颗粒含量的增加而提高。固结体中的主要水化产物是铝掺杂的水化硅酸钙(C-(A)-S-H)和钙矾石(AFt)。石膏掺量与铁尾矿粉中微纳米颗粒含量的最佳匹配值对固结体的强度具有显著影响,并且微纳米颗粒含量越高,对应的石膏最佳掺量越大。石膏组分保证了AFt的生成和稳定,同时也加速了铁尾矿粉颗粒表面非晶态成分的水化。本工作探明了固结材料中最佳石膏掺量与微纳米铁尾矿粉颗粒含量的关联关系及其机理,证实了微纳米级颗粒是无熟料固结体结构中的基本活性单元,石膏的掺入对微纳米颗粒的水化起到调控作用,水化后的微纳米颗粒演变为固结体的基本结构单元,这种组分和结构的“双基因”调控机制影响着固结体的力学性能。

基于微纳粉体材料负载的芳香针织物制备研究

基于微纳米粉体材料吸附香精,通过不同方式将负载香精的微纳米粉体材料施加到织物上,并加以封装,制备芳香针织物。结果表明,微纳米材料负载香精制备芳香织物表现出持久的香味释放行为和良好的耐水洗性,在自然环境下可持续释香时间长,同时可以耐受10次以上的洗涤。该方法效果良好,操作简单,适用性强,在纺织品芳香整理中具有广阔的应用前景。

3D打印铝基含能材料的研究进展

论述了3D打印技术在铝基含能材料性能调控方面的应用;分别讨论了3D打印墨水优化和利用3D打印技术优化成型材料的微结构两个方面对含能材料燃速、力学特性等方面的影响。研究发现,在墨水中添加含氟聚合物或可解链聚合物会显著影响铝粉燃烧的初始反应路径,调节其点火和燃烧特性;作为黏合剂在含能材料应用中能够快速释放大量气体产物,抑制铝粉的团聚,是未来黏合剂选择的一种新路径。3D打印含能材料的微结构优化主要利用改变含能材料空间结构、分布梯度和组分的特定结构等方法,提高材料的燃烧效率。从目前已有成果和发展趋势来看,墨水优化与微结构优化相结合将是含能材料制备工艺的未来发展方向。附参考文献94篇。

纳米铋/蛇纹石粉复合润滑脂添加剂摩擦学性能及机理初探

针对纳米复合自修复脂的开发问题,在固定粉体总添加质量分数为3%的条件下,采用四球摩擦磨损试验机研究了纳米铋粉与蛇纹石粉的质量比和载荷对锂基脂摩擦学性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)探讨了复合粉体在脂中的抗磨减摩机理。结果表明,纳米铋粉与蛇纹石粉复合作为添加剂有利于提高锂基脂的综合摩擦学性能,并且两种粉体的质量比为3:1时,复合锂基脂在中、低、高载荷下的摩擦学性能最优。该复合粉体提高润滑脂的抗磨减摩机理在于:摩擦副摩擦时,由于纳米铋粉所需要的自修复能量较低,铋粉优先沉积于摩擦副的表面,而粒径较大含量较少的蛇纹石粉体则位于铋粉体之上,两者都起到了自修复的作用,但以铋粉的自修复效果为主。

纳米氧化镧对超细蛇纹石微粉热相变行为的影响

采用机械高能球磨法制备了纳米氧化镧/蛇纹石复合微粉,通过不同温度下的热处理和借助SEM、XRD和FTIR等对热处理产物表征研究了纳米氧化镧对超细蛇纹石微粉热相变行为的影响。结果表明:纳米氧化镧对蛇纹石微粉的热相变具有显著的催化效应。虽然其未改变蛇纹石微粉脱羟反应的3个特征阶段及主控机制,但能够与[SiO4]四面体形成钙钛矿型过渡产物,促进蛇纹石层间活性氧和自由水的传输,增大其反应速率及程度,降低其结构和热力学稳定性,促进其层间失稳和相变。

两种微纳米颗粒对脲基润滑脂摩擦和噪声性能的影响

采用BVT-1型轴承振动测量仪分别评价了含微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅的脲基脂的噪声性能,用四球实验机测试了这两种脲基脂的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察了钢球的磨斑表面形貌。结果表明:微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅对脲基脂的噪声的低频和中频特性影响小,对高频特性影响大,但变化规律复杂。当微米聚四氟乙烯和纳米SiO2的质量分数分别为1%时,测试轴承的声音较均匀,低频和中频的速度值均达到最小值,且2种脲基脂都具有较好的摩擦性能。在这2种脲基脂润滑下,钢球的主要磨损特征均为黏着磨损。

不同粒径南瓜粉体的营养成分溶出与理化特性研究

采用超微粉碎的方法,通过初级粉碎、超音速气流粉碎、行星球磨粉碎和真空干燥等过程将南瓜果肉加工成微纳米级别的超细颗粒,并对不同粒度的南瓜粉进行营养成分的溶出速度和溶出量进行测定。结果表明,随着南瓜粉体粒度减小,粉体溶出速度加快,溶出量增加;中性洗涤纤维含量略有降低、流动性减小、吸湿能力增强。

不同类型微/纳米铝粉点火燃烧特性研究

微/纳米铝粉在火炸药领域具有广泛的应用前景,为揭示其在推进剂中的燃烧机理,利用CO2激光点火装置对不同类型微/纳米铝粉点火燃烧性能进行了实验研究。研究结果表明:微/纳米铝粉配比中纳米铝粉含量越高,点火燃烧性能越好;80 nm铝粉的点火延迟时间稍大于120 nm铝粉,分析是由于活性铝含量降低其熔化所产生的内外压差变小所致。同时分析了微米铝粉与纳米铝粉的点火燃烧机理:经纳米镍粒子表面改性后微米铝粉点火燃烧性能有所改善,此时纳米镍粒子作为氧的载体;利用有机物包覆改性纳米铝粉,点火延迟时间增加,但结合其防止纳米铝粉氧化及自身能量性能两方面,采用含能聚合物包覆改性纳米铝粉仍具有很好的应用价值。

活性模板法制备纳米镍粉体

采用活性模板法制备了高纯纳米镍(Ni)粉体。研究了影响纳米粉体性能的各种因素,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和激光粒度分析仪等手段对样品的成分、形貌、粒度及其分布进行了分析,探讨了活性模板的作用机理。结果表明:模板介质炭黑具有微反应器作用、空间位阻效应和较强的还原性,活性模板法制得的纳米Ni粉呈规则的球形链状分布,无明显团聚体,平均粒径为45.7nm,粒径分布窄,粒径范围在16.0nm^59.1nm。

化学还原法制备微纳米银粉

采用液相化学还原法,以PVA(聚乙烯醇)作分散剂,硼氢化钠作还原剂,硝酸银为前驱体,制备分散性相对较好的微纳米级银粉。探究银离子浓度、还原剂浓度、分散剂用量和反应温度等因素对银粉品质的影响规律,通过调节上述因素对银粉粒径和分散性进行调控。并运用XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和UV-Vis(紫外可见分光广度计)对银颗粒的晶体物相结构、表面形貌和光学特性进行表征。结果表明,当反应温度为40℃、银离子浓度为0.2 mol/L、硼氢化钠浓度为0.2 mol/L、硝酸银与PVA质量比为0.6时,可以制备出分散性良好、纯度较高的银粉,银粒子平均粒径在120 nm左右。

纳米远红外微粉穴位贴敷联合钙剂防治骨质疏松性腰背痛的疗效观察

目的探讨纳米远红外微粉穴位贴敷联合钙剂对骨质疏松性腰背痛的疗效。方法自2009年2月至2010年1月,150例骨质疏松性腰背痛患者随机分为三组:对照组、穴位贴敷组和结合组(每组50例)。三组患者男/女构成比分别为16/34、13/37和15/35。对照组50例患者采用钙剂治疗,穴位贴敷组50例患者采用纳米远红外微粉穴位贴敷治疗,结合组50例患者联合上述两种方法治疗。观察三组患者治疗2月后的疗效,通过VAS疼痛评分和ODI指数的变化进行评估。结果治疗2月后,三组患者疗效比较:对照组和穴位贴敷组患者相比,差异无统计学意义(P>0.05);结合组与对照组、穴位贴敷组患者相比,差异有统计学意义(均P<0.05)。结合组患者的VAS疼痛评分和ODI指数明显低于与其他两组。差异有统计学意义(均P<0.01)。结合组患者疗效最好。结论纳米远红外微粉穴位贴敷联合钙剂是防治中老年人骨质疏松性腰背痛较为理想的方法。

α-Al_2O_3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明:同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.

几种纳米固体润滑添加剂热稳定性及其对基础油黏度的影响

采用综合热分析仪测试纳米铜、镍、锡和SiO2粉以及超细蛇纹石粉的差热分析曲线,研究了常用固体润滑添加剂的热稳定性,并用平氏毛细管黏度法研究了含不同质量分数纳米金属Cu-Ni-Sn粉、纳米SiO2粉和超细蛇纹石粉对基础油黏度及黏度指数的影响。结果表明:纳米铜、镍、锡和SiO2粉以及超细蛇纹石粉等几种固体润滑添加剂的热学性质比较稳定,在200℃以前不发生氧化现象,其对基础油的黏度和黏度指数没有影响,具备作为润滑油添加剂的条件。

高铝矾土-硅粉氮化合成SiAlON的过程研究

分别以w(Al2O3)为68.08%和45.56%的两种高铝矾土及硅粉为原料,按合成SiAlON的理论配比配料(Si粉过量5%),成型后在流动N2(流量为0.06～0.1m3·h-1)中进行热重分析,同时测定试样在不同温度(900～1500℃)保温6 h后的质量变化,并分析氮化后试样的物相变化,从而探讨该试样的氮化过程及其机理.结果表明,高铝矾土-硅粉试样在流动N2中的氮化反应过程可大致分为3个阶段:1)Si粉氮化阶段(900～1200℃),Si粉氮化生成Si3N4和Si2N2O;2)SiAlON形成阶段(1300～1400℃),生成O'-SiAlON和β-SiAlON;3)β-SiAlON的生长发育阶段(1450～1500℃),部分O'-SiAlON转化为β-SiAlON,Al2O3在β-SiAlON中的固溶度增加.

自洁功能外墙涂料的研究及应用

论述了外墙涂层被污染的主要原因及污染的分类。在此基础上,对自洁涂料制备中所采用的憎水性自洁技术、仿生自洁技术、基于亲水性表面的耐沾污、涂膜微粉化技术、自分层技术、纳米光催化技术,及其在改善外墙涂料自清洁功能特性方面的应用进行了详细阐述。并从原材料和助剂选择以及涂料配方设计两方面,提出增强涂层抗污自洁的途径。

微型反应器法纳米WO_3粉体的合成及表征

采用微型反应器法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/水构成微乳体系、以钨酸钠和浓盐酸为原料,合成了粒径大小为25～50 nm的WO_3粉体,用X射线衍射仪、透射电子显微镜对WO_3粉体的性能进行了表征。实验结果表明:微乳液体系中含水量大小、煅烧温度和反应物种类都会影响WO_3粉体的粒径、形貌和物相结构;随着含水量的增加,煅烧温度的升高,WO_3粉体的粒径都逐渐增大,形貌也发生了变化;以钨酸铵为反应物合成的WO_3粉体颗粒粒径更小。

含纳米TiSe2的铁基复合材料的制备及摩擦学性能研究

以高纯度的Ti粉和Se粉为原料,采用无压烧结的方法合成TiSe_2材料,并分别用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试仪器对所合成的材料进行表面形貌和结构成分的表征。从SEM图上可以看出:合成产物TiSe_2是由平均厚度约50 nm、直径为500 nm^2μm的微纳米片混合组成。将TiSe_2微纳米片以不同的质量分数(0%、5%、10%,15%和20%)添加到纯铁粉末中,混合均匀后采用粉末冶金法制备铁基复合材料,并用UMT-2型摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行评价。摩擦实验结果表明含TiSe_2微纳米的铁基复合材料具有优异的摩擦学性能,特别是添加10%的TiSe_2铁基复合材料具有更低的摩擦系数,并能有效起到减摩抗磨的作用。

水热法合成FeS_2材料及其在热电池中的性能

以Na2S,S,FeSO4为反应物,采用水热法合成了具有立方体形貌的单相黄铁矿FeS2微纳粉体。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对合成的FeS2材料的晶体结构、粒和形貌进行了表征。在500℃,相对湿度RH<1%的条件下,测试对比了合成、天然黄铁矿FeS2单体热电池的放电性能,测试结果表明,合成FeS2材料可以提高单体电池的比容量和比能量。

微燃烧室内纳米铝粉的激光点火及燃烧特性

实验研究纳米铝粉在微尺度下的点火、燃烧现象,结合纳米铝氧化理论、颗粒间烧结模型,提出纳米铝粉在微尺度下的点火、燃烧模式。在微燃烧室内常温常压静止空气流中,纳米铝粉的最低激光点火功率低于13.0 m W(功率密度为1.49×10~9W/m^2),点火延迟时间在μs量级。当点火功率密度相同时,点火延迟时间受圆形度、等效粒径和堆积密度等综合因素影响。纳米铝粉在微尺度下的典型燃烧过程包括燃烧启动、扩散燃烧、弱火焰和淬熄。纳米铝粉被激光预热、铝核升温熔化导致核壳破裂引起异相着火,破裂过程中可能发生微爆炸。着火后,在自然对流作用下,纳米铝粉发生扩散燃烧,燃烧火焰的锋面、亮度出现振荡,燃烧处于不稳定状态。微尺度下纳米铝粉燃烧存在弱火焰形式,最终发生淬熄。