纳米MoS_(2)固体薄膜制备及在钢领上的应用研究

为了减小纺织机械及器材专件的摩擦磨损,对比分析普通MoS_(2)油和脂与纳米MoS_(2)固体薄膜的润滑机理和特性,提出一种在钢领上采用真空化学气相沉积法合成纳米MoS_(2)固体薄膜的制备工艺;通过X射线衍射谱图和原子力显微镜,分析纳米MoS_(2)固体薄膜的组织结构及表面形貌,并对纳米MoS_(2)钢领进行镀铬镀氟渗杂复合膜处理。通过对比纳米MoS_(2)固体薄膜钢领与普通钢领纺纱质量,指出:纳米MoS_(2)固体薄膜具有优异的润滑性能,可以代替普通润滑油,达到纺织设备及器材专件少用油、不用油及无油自润滑的目的;纳米MoS_(2)的制备方法是制约其应用和发展的瓶颈;镀铬镀氟渗杂复合膜纳米MoS_(2)钢领在潮湿环境中不易生锈,较普通钢领的成纱质量好,值车工劳动强度小,钢领使用寿命延长。

纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面抗渗性能和微观结构影响研究

采用试验的方法探究了纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面劈裂黏结强度和抗渗性能的影响,其使用形式包括喷洒稀释溶液及作为增强相的砂浆界面剂两种方式,并与整体现浇试件及传统界面凿毛组的抗渗性能进行对比分析.同时,借助扫描电子显微镜(SEM)对不同纳米界面剂的黏结面微观结构进行了探究.最后,从界面强度、抗渗性能和微观机理3方面分析了纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面黏结性能的影响.结果表明:两种纳米SiO_(2)界面剂均能不同程度地提高界面黏结强度及其抗渗性能,其中纳米SiO_(2)砂浆界面剂效果明显优于纳米SiO_(2)溶液组,且两者均存在最优掺量,分别为3.75%和2.5%;随着界面粗糙度的增加,黏结试件渗水高度和相对渗透系数逐渐降低;界面相对渗透系数与劈裂强度呈负相关,且相比于劈裂强度,相对渗透系数对界面缺陷更敏感.微观分析结果表明:纳米SiO_(2)的掺入改变了界面过渡区(ITZ)水化产物数量和C-S-H凝胶形貌,有效抑制了界面孔隙网络贯通,使ITZ微观结构更为致密.

球形纳米SiO_(2)的制备及其铝热剂的燃烧性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过正交试验优化,制备平均粒径为120nm的球形纳米SiO_(2)。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及全自动比表面及孔隙度分析仪等手段对该纳米SiO_(2)进行了表征。将制得的纳米SiO_(2)与Al粉和纳米MnO_(2)混合,配制成零氧平衡的复合铝热剂,详细测试了该铝热剂的燃烧性能。结果表明:低温有利于颗粒粒径的控制和分散度的调整。溶液的介电常数对颗粒形成有较大影响。正硅酸乙酯和氨水的浓度与SiO_(2)颗粒大小成正比。BET数据表明,纳米SiO_(2)比表面积较大,为微孔和介孔的混合结构。SiO_(2)的粒度大小对铝热剂的燃烧时间与效率有很大影响。随着SiO_(2)粒径的减小,铝热剂的燃烧压力峰值及增压速率得到了显著的提升,这为纳米SiO_(2)在复合铝热剂中的应用提供了参考。

快速火焰沉积法原位后退火制备防雾纳米纤维SiO_2和纳米SiO_2-TiO_2薄膜

目的在透明玻璃基板上通过直接火焰气溶胶沉积和原位退火快速合成水稳定性、透明防雾SiO2,TiO2,SiO2-TiO2涂层。方法联合使用火焰喷雾热分解反应器与基片支架合成和涂层沉积TiO2,SiO2-TiO2和SiO2纳米结构于7.5 cm×2.5 cm的玻璃基板上。结果在无预处理的情况下在玻璃基板用包含硅前体的HMDSO或TEOS等FSP溶液制备了直径为10～15 nm和长度为数十至数百纳米长的SiO2纳米纤维或纳米线。结论该制备工艺可行性好,质量控制方法简便、可靠。

PHC管桩桩头混凝土掺纳米SiO_(2)及钢纤维的抗锤击性研究

为提高PHC管桩抗锤击性能,对掺纳米SiO_(2)钢纤维的混凝土进行研究,比选出质量及性价比最优的方法。分析表明,在本次研究范围内,掺加纳米SiO_(2)时,随着掺量的增加,抗锤击性呈现先增后减的趋势;掺加钢纤维时,随着掺量的增加,抗锤击性各项指标均显著提升。综合比较得出,掺钢纤维对锤击性能提升效果较为显著。

MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜结构设计及其宽温域摩擦性能研究

目的探究环境温度对MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜摩擦磨损性能的影响,探讨并揭示薄膜在高温环境下的损伤机理。方法采用非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜,评价Ti、WC双功能组元以及纳米多层结构设计对薄膜表面形貌和微观结构的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)等表征手段对薄膜的晶体结构、表截面形貌以及表面粗糙度进行分析,利用原位纳米压痕仪对薄膜的力学性能进行评估,利用高温摩擦磨损试验机评价薄膜在不同温度环境(25~300℃)下的摩擦磨损性能,进一步通过激光共聚焦对磨痕和磨斑进行光学形貌分析,并利用能谱仪(EDS)和共聚焦显微拉曼光谱(Micro-Raman)对钢配副表面的摩擦转移膜进行成分分析。最终揭示MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在不同温度下的磨损机理。结果MoS_(2)/Ti-WC纳米多层的结构设计可以诱导MoS_(2)(002)晶面的择优生长,获得表面平整光滑、结构致密的薄膜。相比于MoS_(2)/Ti薄膜,WC纳米层的引入,赋予薄膜更高的硬度和硬/弹比。MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在潮湿空气中的平均摩擦因数为0.07,平均磨损率为6.14×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。结论MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在宽温域(100~300℃)内保持稳定的摩擦性能,这得益于薄膜纳米多层的结构设计、高的硬/弹比以及优异的抗氧化性能,同时在钢配副表面形成了连续且致密的转移膜。

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

TiO_(2)纳米线薄膜的水热法合成及其光催化性能研究

以钛箔为钛源和基底,NaOH为形貌控制剂,采用水热法制备TiO_(2)纳米线薄膜.通过调控NaOH溶液的浓度,研究了形貌控制剂用量对样品晶体结构、表面形貌、光催化性能的影响,并对TiO_(2)纳米线薄膜的形成机理进行了阐述.通过SEM、XRD对样品进行表征及光催化降解,实验结果表明:随着NaOH溶液浓度的增加,TiO_(2)纳米线薄膜的表面形貌和光催化活性也随之改变;当NaOH溶液浓度为1 M时,所制得的锐钛矿型TiO_(2)薄膜表面具有均匀的一维纳米线形貌;样品在紫外光下照射10 h后,甲基橙溶液的光催化降解率达到了90%.

溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜紫外光处理的研究

采用溶胶－凝胶技术，结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜，采用高压汞灯对其进行紫外光处理，分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究，并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明，紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一，其致密化的机理不同于传统的热处理，主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发，导致原子化学键的断裂，进而产生结构重组而致密化．

纳米多孔SiO_2-TiO_2复合薄膜的制备及研究

采用溶胶-凝胶技术，以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂，乙酰丙酮作为钛的水解控制剂，通过钛和硅醇盐的分步水解得到均匀的SiO2-TiO2复合溶胶，通过提拉制备出具有纳米多孔结构的复合薄膜．实验结果表明，多孔薄膜中的钛离子形成了Si—O—Ti键的孤立四配位形态，使薄膜具有复合型钛离子的催化效果，并且有介孔结构．随TiO2含量的增加，薄膜仍具有较好的透光性（可达到85％以上）．通过对实验条件的调节，可实现对薄膜纳米结构的人工控制，形成的多孔薄膜折射率在1．2～1．4之间连续可调．

SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜的制备及分析

通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为前驱体,并改变正硅酸乙酯和钛酸丁酯的用量制备出均匀性良好的SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜。对这种SiO_2-TiO_2纳米薄膜进行X射线衍射、红外光谱、热重、差热及X射线光电子能谱等性能分析。结果表明:SiO_2-TiO_2复合薄膜组成元素为C、O、N、Ti和Si等,红外光谱和热分析确定了薄膜样品中含有的有机基团,主要为—CH2—、—CH2、—CH3和—CH等,其中已经不含明显的Si—O键,主要是Ti—O—S键。

Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe^(3+)的TiO_2光催化剂(Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明,Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2比TiO_2纳米粉有更好的催化活性,Fe^(3+)的最佳掺入量为0.03％。罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO_2在SIO_2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因。

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO2的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO2(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO2(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明:3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO2则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。

纳米多孔SiO_2薄膜的制备与红外光谱研究

以正硅酸乙酯为原料, 采用溶胶-凝胶法, 结合旋转涂胶、超临界干燥工艺在硅片上制备了纳米多孔SiO2薄膜. XRD表明薄膜为无定形态; SEM显示薄膜具有多孔网络结构, 其SiO2粒子直径为10～20 nm. 利用FTIR研究了薄膜的结构, 纳米多孔SiO2薄膜含有Si-O-Si与Si-OR结构, 呈疏水性; 该SiO2薄膜热处理后因含有Si-OH基团而呈吸水性; 用三甲基氯硅烷对热处理SiO2薄膜进行修饰可使其呈疏水性, 修饰后的薄膜在N2中温度不高于450 ℃可保持其疏水性与多孔结构.

SiO2-TiO2薄膜的制备及光致超亲水性能研究

为了制备具有良好的光致超亲水性的SiO2-TiO2薄膜,实验用溶胶凝胶法结合超声技术以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBOT)为前驱体制备SiO2-TiO2溶胶;采用浸渍提拉法在普通载玻片上涂膜;然后分别运用微波炉和马弗炉2种不同的烧结方式进行热处理制得产品。将所得产品分别进行接触角、紫外-可见分光光度计、FT-IR、AFM测试。结果表明:马弗炉烧结得到的SiO2-TiO2薄膜亲水性要好于微波炉烧结,并且在V(TEOS)∶V(TBOT)=0.75∶1时,接触角最小,可达到4.3°,满足防污自清洁的要求;红外谱图说明有Ti—O—Si键的生成,证明SiO2和TiO2之间生成了复合氧化物。

纳米SiO_2/纤维素包装薄膜结构形态及性能研究

采用具有活性基团的硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)对纳米SiO2粒子的表面进行改性。以NMMO为溶剂,以纤维素为原料,并向铸膜液中添加改性纳米SiO2,制备改性纳米SiO2/纤维素膜。采用原子力显微镜(AFM)观察了改性纳米SiO2/纤维素薄膜的表面形态,结合电子显微镜(SEM)观察其断面结构,并测定了薄膜的力学性能和透氧透湿性能。实验结果表明:改性后的SiO2较好的在铸膜液中分散,当SiO2粒径为30nm,添加量为2%,偶联剂用量为5%时,纳米复合纤维素膜的各项性能达到最佳。

溶胶-凝胶法制备TiO_2与SiO_2-TiO_2薄膜对医用NiTi合金的表面改性

采用溶胶-凝胶法制备 TiO2与SiO2-TiO2薄膜,对医用 NiTi合金进行表面改性处理.利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、划痕试验和电化学腐蚀试验等手段系统研究了薄膜的结构、形态及性能. 通过动态凝血时间和血小板粘附的测量研究和评价了薄膜的体外血液相容性.结果表明,在一定范围内,较高热处理温度有利于薄膜与基体间的结合强度和耐腐蚀性的提高;NiTi合金表面镀TiO2与SiO2-TiO2薄膜后,其血液相容性明显提高.

纳米Au-TiO_2复合薄膜的溶胶-凝胶法制备、表征和性能

用溶胶 -凝胶法制备了纳米 Au-Ti O2 复合薄膜 .X射线衍射、X射线光电子能谱、原子力显微镜、紫外 -可见光谱及摩擦磨损实验研究表明 ,复合薄膜均匀致密 ,Au以纳米晶粒形式均匀、不连续分散镶嵌于Ti O2 基体中 ,纳米 Au粒径为 1 4～ 2 5 nm;复合薄膜在可见光区有较强的吸收 ,吸收峰位置和强度与烧结温度和金的添加量有关 ;复合薄膜具有良好的抗磨减摩性能 ,在 1 N负荷下 ,摩尔分数为 5 %的 Au-Ti O2 薄膜的摩擦系数仅为 0 .0 9～ 0 .1 0 ,耐磨寿命多于 2 0 0 0滑动周次 .

超低介电常数纳米多孔SiO_2薄膜制备技术进展

纳米多孔SiO_2薄膜具有超低的介电常数,作为绝缘介质在超大规模集成电路互连系统有着巨大的应用潜力。文中概述了纳米多孔SiO_2薄膜的孔隙度与介电常数的关系,指出所有模型均位于串联和并联模型之间,介电常数均随孔隙度的增加而下降。说明了多孔siO_2薄膜按孔隙度不同主要分气凝胶和干凝胶两类。介绍了从溶液前驱物中合成的原理,给出了制备纳米多孔SiO_2薄膜的一般流程。详细总结了用气凝胶/干凝胶法和模板法制备纳米多孔SiO_2薄膜的技术进展。探讨了旋转涂覆制备多孔SiO_2薄膜的弱点及改进办法,指明了超低介电常数纳米多孔SiO_2薄膜制备技术的发展方向。

溶胶凝胶制备纳米多孔SiO_2光学增透薄膜耐磨特性强化研究

在溶胶 凝胶基础上 ,采用碱 /酸两步法和浸渍镀膜技术制备出纳米多孔SiO2 薄膜 ,并将该薄膜在空气和氨气与水蒸气的混合气体中热处理。使用透射电子显微镜、原子力显微镜、傅立叶红外光谱仪、椭偏仪、分光光度计等分析了薄膜的特性。实验结果表明 :采用碱 /酸两步催化法能够明显提高纳米多孔SiO2 光学增透薄膜的力学特性 ,混合气体中的热处理又使其力学性能得到进一步改善。薄膜耐磨等力学性能增强归因于SiO2 颗粒间更多的化学键合。在力学性能增强的同时 ,薄膜折射率仍保持约 1 2 4的较低值 ,光学增透效果良好 ,透射率≥ 99 5 %。