Al3Ti4B中间合金对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和性能的影响

研究了Al3Ti4B中间合金对 Mg 7Al 0.4Zn 0.2Mn合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明: 当Al3Ti4B加入量小于0.3%(质量分数)时, 合金的平均晶粒尺寸显著减小; 当 Al3Ti4B加入量为0.3%时, 合金组织显著细化, 平均晶粒尺寸由未变质合金的 135μm细化到 30μm, 合金拉伸力学性能和耐腐蚀性能最好; 当加入量超过0.3%时, 晶粒粗化; 具有密排六方结构的高熔点化合物 TiB2 (θm =2 980 ℃)和 AlB2(θm=980℃)均可作为α Mg的异质核心, 大量异质结晶核心的存在是导致α Mg晶粒细化的主要原因。

近β型钛合金Ti4Zr1Sn3Mo25Nb(TLM)热处理与材料强化研究

利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜和力学试验机、摩擦试验机研究了不同热处理条件对新型近β型钛合金Ti4Zr1Sn3Mo25Nb(TLM)的显微组织、相变以及力学性能和耐磨性的影响。结果表明:TLM合金在β相区固溶处理后主要形成亚稳的等轴β相(βms),在低温时效时βms开始分解,在晶粒内部形成大量密集次生α相(αs),并呈现点状和细针状分布,从而使合金产生弥散强化和细晶强化。680℃,1h空冷+510℃,6h空冷TLM钛合金的耐磨性最好,其耐磨性优于退火态Ti6Al4V和时效态Ti-13Nb-13Zr钛合金。

巨介电常数陶瓷CaCu3Ti4O12的研究进展

CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷具有高介电常数和高热稳定性,这使得CCTO可能在高密度信息储存、高介电电容器、大规模集成电路等领域获得广泛使用。系统地介绍了CCTO高介电常数起源的内禀机制和外禀机制,详细归纳了元素掺杂对CCTO介电特性的影响,阐述了巨介电常数与本征点缺陷的内在关联,肯定了晶粒电导赝极化理论,指出了CCTO巨介电常数陶瓷研究的重点在于:基于外禀机制的IBLC模型,通过晶胞掺杂或晶界掺杂改变晶粒或者晶界的电导,进而调控CCTO的介电损耗,使CCTO保持较高介电常数的前提下,在很宽的频率范围内使介电损耗正切值降低到0.1以下。

退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜性能影响

利用溶胶凝胶法制备了CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜材料,研究表明,退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜的结构、微观形貌、晶粒取向以及铁电性能影响较大,随着退火温度的提高,晶粒的取向为a轴择优取向,有利于样品的铁电性;气氛对薄膜的电学性能影响也较大,氧气气氛可以很好的抑制氧空位的产生,提高样品的铁电性。在氧气气氛下退火所得到样品的剩余极化强度（2Pr）和矫顽场（2Ec）分别为21.4μC/cm^2和27.7kV/mm,介电常数在250±4%范围内,介电损耗在0.005～0.01之间,测试频率为1～1MHz,显示出较好的频率稳定性。

AlTiC和Al4B、Al3Ti4B中间合金对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化机理

研究了ＡｌＴｉＣ和Ａ１４Ｂ、Ａ１３Ｔｉ４Ｂ等中间合金细化剂对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化效果和细化机理。实验发现Ａ１６Ｔｉ０．２Ｃ对纯铝有很好的细化效果，但对高Ｓｉ含量的亚共晶铝硅合金几乎没有细化效果；而Ａ１４Ｂ、Ａ１３Ｔｉ４Ｂ等ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＜２．２（ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＝０时即为Ａ１－Ｂ合金）的ＡｌＴｉＢ合金对纯铝没有细化效果，但对亚共晶铝硅合金却有非常好的细化效果。上述实验结果与中间合金的成分及其第二相的类型有直接关系，即与不同中间合金的细化机理相关。

Nb5＋掺杂改性CaBi4Ti4O15压电陶瓷的研究

采用传统固相烧结法,制备了CaBi4Ti(1-x)NbxO1(5x=0.00-0.05,CBT-N)系铋层状结构无铅压电陶瓷。研究了Nb5+掺杂对CBT压电陶瓷压电与介电性能的影响。研究结果表明:添加Nb5+离子,改善了CBT陶瓷的烧结特性,提高了瓷体的致密度。Nb2O5的引入降低了CBT系列陶瓷的介质损耗,改善了陶瓷的压电与介电性能。当掺入量x=0.04(CaBi4Ti0.96Nb0.04O15)时制备的CBT基铋层状压电陶瓷具有优异的压电性能:d33=14pC/N,Qm=3086,εr=212,tanδ=0.0041,kt/kp=1.681。

Al-Nb共掺杂对CaCu3Ti4-x(Al1/2Nb1/2)xO12陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了Al-Nb共掺杂的CaCu3Ti4-x(Al1/2Nb1/2)xO12(x=0,0.01,0.03,0.05)陶瓷,研究了Al-Nb掺杂量对于CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷物相结构、微观形貌和介电性能的影响,并对Al-Nb掺杂影响CCTO陶瓷介电性能的机理进行了分析。结果表明,在x≤0.05时,Al-Nb共掺杂不会影响CCTO的物相组成,但当x=0.05时,会抑制CCTO陶瓷晶粒的生长;当x=0.03时,介电常数在20 Hz^1 MHz的频率范围内显著提高,同时介电损耗在小于10 kHz的频率范围明显降低,综合介电性能得到提升。分析认为,Al-Nb共掺杂时会增大陶瓷晶粒电阻,同时也会提高晶粒的半导化程度,从而增强了CCTO陶瓷的IBLC介电响应。

CaCu3Ti4O12陶瓷的制备及低温介电弛豫研究

利用传统的固相反应法在不同条件下制备CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)介电陶瓷,通过粉末XRD测试对其结构进行表征,以获得纯相CCTO陶瓷的合成条件.XRD结果表明,1 100℃/12 h烧结条件下制备的CCTO陶瓷结晶性好且为纯相;介电测试表明,样品在低温下存在介电弛豫,分析表明低温介电弛豫来源于晶粒的本征效应.

Bi的A位掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备了Bi掺杂CaCu3Ti4O12陶瓷。采用X射线衍射分析了样品的相结构,采用介电温谱和Ⅰ-Ⅴ曲线研究了其介电和非线性特性。结果表明,Bi掺杂CaCu3Ti4O12陶瓷均为立方相类钙钛矿结构。Bi的A位掺杂在保持陶瓷较高介电常数的同时使得其介电损耗有所降低,同时也导致非线性系数的降低,并认为晶粒晶界形成的阻挡层电容器结构对其巨介电特性及非线性行为有重要贡献。

压电陶瓷CaxSr（1-x）Bi4Ti4O15的制备及其性能研究

通过固相合成法制备CaxSr1-xBi4Ti4O15（x=0.3，0．4，0．5）无铅压电陶瓷，通过XRD、SEM等测试方法对粉体及陶瓷进行了分析与表征，并利用HP4294网络分析仪、d33准静态测试仪等分析了相关性能随X的变化关系。分析表明，利用固相法合成钛酸铋锶钙粉体的较好温度为850℃，钛酸铋锶钙陶瓷的较好烧结温度为1210℃，密度为6．821g/cm^3，达到理论密度的91％，x=0.4时，压电常数达到22×10^-12C/N。

Mn掺杂改性高温无铅压电陶瓷CaBi4Ti4O15的研究

用固相合成法制备Mn掺杂改性的CaBi4Ti4O15（CBT）高温无铅压电陶瓷。分析表明，利用固相合成法制备Mn掺杂CBT的温度为850℃，制备Mn掺杂改性CBT陶瓷的烧结温度随锰含量的增加降低，压电常数影响不大。

阳离子聚丙烯酰胺复合Ti4+的絮凝性能探究

研究了阳离子聚丙烯酰胺复合Ti4+的絮凝性能,通过对絮凝性能进行评价,得出复合絮凝剂加入量对絮凝效果的影响以及对实际水样的絮凝效果。

BUC-21/N-K2Ti4O9复合材料光催化去除Cr(Ⅵ):组成上的细微差异导致性能上的巨大差异

近年来,金属-有机骨架(MOFs)作为一种多相光催化剂因其合成方法多样、活性位点可调等优点被越来越多地应用于光催化还原Cr(Ⅵ)、还原CO2和降解有机污染物等领域.但多数MOFs被其电导率低、电子与空穴的快速复合以及仅在紫外光下激发下才能表现出光催化活性等缺点限制了其进一步应用.为此,与g-C3N4、Ag2CO3、TiO2、Bi24O31Br10等半导体、电活性聚合物(PANI)、导体(RGO)、贵金属纳米颗粒(Ag,Pd)等构建复合物是增强MOFs光催化性能的一个有效策略.本文采用简单的机械球磨法,以BUC-21和N-K2Ti4O9为前驱体快速制备了一系列BUC-21/N-K2Ti4O9复合材料(记为B1NX,其中X=0.2,0.5,1,2,3和4,代表N-K2Ti4O9在复合物中的比例).采用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对UAC-X复合物的形貌和结构进行了表征.研究了B1NX在紫外光和白光照射下光催化还原六价铬(Cr(Ⅵ))的性能.探究了不同pH(pH=2-8)、不同小分子有机酸(柠檬酸、酒石酸和草酸)及共存离子(自来水和湖水中的离子)对光催化还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,PXRD谱图显示B1NX的衍射峰位置分别与BUC-21和N-K2Ti4O9峰位置完全吻合.SEM、TEM、EDS和HRTEM图片证明在B1NX复合物中BUC-21附着在N-K2Ti4O9表面.在紫外光照射下40 min后,B1N0.5的光催化活性最高,还原效率达到100.0%,且还原速率是BUC-21的1.42倍.而在白光照射下,随着N-K2Ti4O9含量的增加,复合物的光催化活性先增后减.最佳比例B1N3可在100 min时还原99%的Cr(Ⅵ),远远优于对Cr(Ⅵ)几乎无还原能力的BUC-21和N-K2Ti4O9.这是因为N-K2Ti4O9含量的增加不仅有利于电荷的转移,也有利于白光的利用.在紫外光和白光照射下,随着溶液pH值从2提高到8,还原效率逐渐降低.这是因为在酸性条件下H+浓度高有利于Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),而当pH>6时,Cr^3+与OH-形成Cr(OH)3沉淀附着在催化剂表面,影响对光的吸收,降低了光催化效率.当反应体系中加入草酸、柠檬酸和酒石酸等小分子有机酸时,光催化速率得到显著提高,这是由于小分子链烃有机物容易捕捉光生空穴.共存离子实验表明,虽然湖水和自来水中的共存离子对B1N0.5和B1N3的还原性能稍有抑制,但当反应时间延长时,这种影响可忽略不计.表观量子效率实验证明B1NX还原Cr(Ⅵ)是光诱导过程.光致发光分析、时间分辨光致发光分析、电化学分析、电子自旋共振(ESR)和活性物质捕获实验显示,B1N0.5和B1N3中BUC-21最低未占轨道(LUMO)上的光生电子转移至N-K2Ti4O9导带,提高了光生电子和空穴的分离效率,最终增强了光催化还原Cr(Ⅵ)的活性.N-K2Ti4O9的引入也使得BUC-21的光吸收区域拓展至白光,实现了其实际应用的潜力.同时,B1N0.5在紫外光照射下和B1N3在白光照射下经过5次光催化循环实验后其还原Cr(Ⅵ)效率仍然可达99%,且PXRD谱图、SEM和TEM图像未见明显变化,表明其具有稳定性和重复利用性.综上,BUC-21/N-K2Ti4O9是一种具有应用前景的高效复合型光催化剂.

超疏水-亲水CaBi4Ti4O15涂层制备及其表面浸润性研究

采用简单的涂抹方法,在衬底上制备了CaBi_4Ti_4O_(15)涂层;经不同温度退火和120℃放置处理,得到了浸润性从超疏水到亲水,其表面接触角从152.5°到43.6°变化的CaBi_4Ti_4O_(15)涂层表面;通过扫描电镜分析,研究了不同退火温度下涂层表面微观结构变化对表面浸润性的影响.结果表明:CaBi_4Ti_4O_(15)涂层表面晶粒和孔洞尺寸变化是导致其表面浸润性从超疏水到亲水变化的主要原因,而包含纳米颗粒的阶层结构导致亲水CaBi_4Ti_4O_(15)涂层表面呈现出超疏水性.

碱土金属离子对红色长余辉材料Y2O2S∶Eu3+,M2+ (M=Mg,Ca,Sr,Ba),Ti4+纳米阵列发光性能的影响

采用溶胶凝胶模板法制备红色长余辉发光材料Y2O2S∶Eu3+,M2+(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Ti4+纳米阵列,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计、照度计分别研究了不同二价离子掺杂下所合成样品的物相、形貌及发光性能。结果表明:样品排列整齐有序,管径大小统一;不同的二价离子种类没有改变晶体结构和发射峰的位置,但对余辉性能有较大的影响。用324 nm波长光激发样品,由于Eu3+的5D0→7F2跃迁,最强的红色发射峰位于626 nm处;不同离子掺杂样品的余辉性能按Ba2+、Ca2+、Sr2+、Mg2+的顺序递加,其中二价离子为Mg2+时,余辉时间长达287 s(≥1 mcd/m2),表现出最佳的余辉性能。

高能球磨结合固相反应合成Ti4AlN3粉体

以物质的量比为1：1：3的钛粉、铝粉和TiN粉为原料，经普通混料机和不同转速高能球磨两种方式混料处理后，再在1100--1300℃真空反应烧结合成了Ti4AlN3粉体，研究了产物的物相和形貌、混合原料的物相以及烧结温度对合成Ti4AlN3的影响，确定了合成Ti4AlN3粉体的最适宜工艺。结果表明：以400r·min叫转速高能球磨3h后再在1300℃反应2h是合成Ti4AlN3粉体的最适宜工艺。

亚微米级Ti4O7的制备及其光热转换性能

光热转换是一种有效的太阳能利用技术,其效率主要取决于光热转换材料的光吸收能力。本研究通过低成本球磨法制备亚微米级的Ti_4O_7,采用扫描电镜、激光粒度仪、X射线衍射仪、差式扫描热分析仪表征其微观形貌、粒径大小、组成和比热容,用紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计和太阳光模拟器分别测试其光吸收能力和光热转换性能。结果表明,通过球磨法成功制备出粒径约0.35μm的亚微米Ti_4O_7粉末,其太阳光全光谱吸收能力约89.5%,光热转换效率约73.7%。当亚微米级Ti_4O_7漂浮在水面时,太阳光水蒸汽产生效率提高至无光热材料条件下的2.15倍。因此,亚微米级的Ti_4O_7作为光热转换材料具有很大应用潜力。

正电子湮没研究Al、Nb共掺CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理

关于CaCu3Ti4O12陶瓷的高介电常数机理,目前广泛接受的是非本征的内阻挡层电容模型。该模型认为在多晶中元素变价、缺陷和非化学计量比等导致的半导化晶粒被绝缘晶界层,即内阻挡层所包围。其中内阻挡层的厚度对材料的介电性能影响较大,而扫描电子显微镜(SEM)测试表明样品晶界呈稀烂的果酱状,SEM难以测量晶界区域绝缘内阻挡层厚度。本文采用正电子湮没技术表征其厚度,通过对CaCu3Ti4O12陶瓷共掺不同浓度的Al、Nb(CaCu3Ti4-xAl0.5xNb0.5xO12,x=0.2%、0.5%、5.0%)改变其晶粒和晶界的微观结构,研究CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理。正电子湮没结果显示,掺杂样品符合多普勒展宽谱S参数的变化趋势与平均寿命的变化趋势一致。x=0.5%掺杂样品的介电常数最高,其平均寿命、S参数和湮没长寿命成分均最小,阻挡层最薄。实验结果验证了描述CaCu3Ti4O12陶瓷高介电常数机理的内阻挡层电容模型的预测。

CaCu3Ti4O12介电陶瓷击穿场强的研究进展

CaCu3Ti4O1(2 CCTO)新型介电陶瓷以其高介电常数和高频率稳定性等优异性能,在高介电材料研究领域和高介电电容器领域成为关注的热点。然而,目前由于其击穿场强较小,限制了其应用范围。本文综述了最近几年国内外CCTO陶瓷击穿场强的研究进展。首先介绍了常用的CCTO陶瓷制备工艺,其次详细归纳了制备工艺和元素掺杂对其击穿场强的影响,最后总结了CCTO陶瓷击穿场强提高的规律与原因,并将其精炼为3种击穿机理。

Ba^2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0,0.005,0.010,0.020,0.030,0.040,0.050,0.100,摩尔分数)陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba^2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba^2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba^2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba^2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba^2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba^2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。