SiO_(2)与ZrO_(2)组元对铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中分别添加SiO_(2)和ZrO_(2),研究SiO_(2)和ZrO_(2)对粉末冶金铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时摩擦磨损性能的影响,并分析两者影响机制的内在关联。结果表明,含SiO_(2)或ZrO_(2)的铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时,能在高制动速度下保持较高的平均摩擦因数,分别为0.3758和0.3424,摩擦材料的磨损量较低,为1.44μm/次和0.95μm/次,配副材料几乎无磨损。SiO_(2)在制动过程中易脱落,形成磨粒,对摩擦材料与配副材料表面造成磨粒磨损,而ZrO_(2)在基体中保持完整,以硬质微凸体的形式对C/C-SiC复合材料摩擦表面产生犁削作用。SiO_(2)在高制动速度下破碎脱落后易嵌入C/C-SiC复合材料表面摩擦膜,有利于以Cu及Cu的化合物为主的磨屑在其周围积累,促进摩擦转移膜在C/C-SiC复合材料摩擦表面的形成,从而改善材料的摩擦磨损性能。

UiO-66-NH_(2)负载铜催化剂的制备及其对醇的催化氧化

通过溶剂热法成功制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的复合材料Cu-Cu_(2)O/UiO-66-NH_(2),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行全面表征。在空气作氧化剂条件下,以苯甲醇氧化为苯甲醛作为模型反应,系统地考察了溶剂、温度、催化剂各组分用量等因素对催化效果的影响。研究结果表明,该复合催化剂在醇选择性氧化反应中表现出优异的催化性能,60℃下反应5 h便可将苯甲醇定量转化为苯甲醛,并对其他苄基醇、烯丙基醇和杂芳基醇等底物也展现出良好活性。此外,循环利用3次后,该催化剂活性几乎不变,表明其具有良好的稳定性和重复使用性。

Al_(2)O_(3)基陶瓷纤维的制备及应用研究进展

总结Al_(2)O_(3)基陶瓷纤维的制备方法及应用研究进展,以Al_(2)O_(3)的晶型结构为基础,详细分析了浸渍法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法、溶吹纺丝法制备Al_(2)O_(3)基陶瓷纤维的方法,总结了Al_(2)O_(3)基陶瓷纤维在结构增强复合材料、耐火隔热材料、过滤及催化材料等领域的应用进展,并展望了Al_(2)O_(3)基陶瓷纤维的发展趋势和方向。

Nb和TiB_(2)对ZrB_(2)基复合陶瓷材料组织及性能的影响

利用气压辅助烧结法制备ZrB_(2)基复合陶瓷材料,借助力学性能测试、XRD、SEM等探究了添加Nb与TiB_(2)对所制材料烧结行为、力学性能及抗氧化能力的影响。结果表明,金属Nb在烧结过程中发生塑性形变促使ZrB_(2)颗粒重排,同时破坏B—B共价键促进物质扩散,改善了材料的烧结及力学性能,但也造成材料高温抗氧化性能下降。进一步引入TiB_(2)能提高陶瓷材料的力学性能,且反应生成的ZrTiO4有利于形成抗氧化保护层以提高材料的高温抗氧化能力。

纳米SiO_(2)复合对Mg_(3)Sb_(2)基材料热电性能的影响

Mg3(Sb,Bi)2基热电材料由于其优异的热电性能和较低的成本近来受到广泛的关注.本研究通过将纳米SiO_(2)复合进成分为Mg3.275Mn0.025Sb1.49Bi0.5Te0.01的基体相中,考察其热电输运性能的变化及机制.结果表明,当SiO_(2)复合进Mg_(3)Sb_(2)基材料中时,由于引进大量的微小晶界,能有效地散射声子,促使晶格热导率降低,优化热输运性能,如SiO_(2)体积含量为0.54%时,室温时热导率由复合前的1.24 W/(m·K)降至1.04 W/(m·K),降幅达到15%;同时其对电子也产生强烈的散射作用,导致迁移率和电导率大幅下滑,结果表现为近室温区功率因子剧烈衰减,恶化了电输运性能.电性能相对于热性能较大降低幅度使得材料在整个测试温区的热电优值没有得到改善.纳米SiO_(2)作为Mg_(3)Sb_(2)基热电材料复合物来调控热电性能是有效的备选物质,可结合其他手段改善输运特性,如在晶界处适当修饰,降低载流子传输的晶界势垒,能够提升该体系的综合热电性能.

CeO_(2)基材料在固体氧化物燃料电池复合阴极中的应用

降低工作温度是固体氧化物燃料电池商业化应用的必然趋势,而由低温导致的阴极极化阻抗增加是亟待解决的关键问题。在复合阴极应用中,CeO_(2)基材料兼有“电解质”和“阴极”功能,不仅能提高氧离子电导率、扩展三相界面,改善阴极的热膨胀系数,还能起到协同催化的作用、加快阴极氧还原反应速率。综述了CeO_(2)基材料在促进阴极氧还原反应方面的研究进展,分析其协同催化机理,并对低温固体氧化物燃料电池阴极材料的设计开发进行了展望。

锌离子电池锰基正极材料研究进展

可充电水系锌离子电池是一种环保且电化学性能优异的二次电池,但锰基正极材料在充放电过程中结构易坍塌、导电率低、稳定性差等缺点严重制约了水系锌离子电池的发展。笔者首先阐述了锰基正极材料中锌离子的储存机理,主要有Zn^(2+)嵌入/脱出机理、H+/Zn^(2+)共嵌入/脱出机理和化学转化反应机理。Zn^(2+)嵌入/脱出机理包括无相变反应和新相生成反应。而新相生成反应又分为可逆相变和不可逆相变。然后,基于锰基正极材料面临的问题,讨论了改善其储锌性能的主要方法。目前可采用的方法包括缺陷工程、与导电材料复合、离子掺杂、表面修饰技术等。用以上方法改进后的锰基正极材料表现出了更加优异的性能。

核壳填料Ag@TiO_(2)对PTFE基复合材料微波介电性能的调控特性研究

高介电常数聚合物基微波介质材料同时具有较高的介电常数与良好的机械性能,拥有广阔的应用前景。本研究通过溶胶凝胶法在纳米银分散液中将钛酸四丁酯水解,制备了不同Ag/TiO_(2)摩尔比的Ag@TiO_(2)核壳颗粒,并作为填料与聚四氟乙烯(PTFE)复合制备出Ag@TiO_(2)/PTFE复合材料。通过X射线衍射分析、扫描电镜形貌分析、EDS分析等测试手段对实验样品形貌、组分进行了分析。采用核壳结构制备的Ag@TiO_(2)颗粒与PTFE复合后,样品的介电常数与损耗随Ag@TiO_(2)填充比例升高而递增,在填充比例为60%体积分数下可以制备出介电性能与导热性能俱佳、与金属相容性良好的微波介电材料。测试结果表明,在该比例下样品同时具有高介电常数(25.22)、低介电损耗(5.2×10^(-3))、较高的热导率(1.367 W/(m·K))和较低的线膨胀系数(25.6×10^(-6)/℃),可以满足微波无源器件轻量化、小型化的应用需求。

纳米SiO_(2)—淀粉—PVA复合膜材料的制备及其在炭基肥中的应用

淀粉—聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、环保等优点,但其高吸水性限制其应用,采用纳米二氧化硅(SiO_(2))改性可提高其疏水性。首先探讨PVA浓度、交联剂用量、增塑剂用量对淀粉—PVA复合膜吸水率的影响,之后用纳米SiO_(2)对淀粉—PVA复合膜进行改性,探讨纳米SiO_(2)添加量对复合膜吸水率和力学性能的影响,并找出最优原料配比,最后将此复合膜液作为黏结剂,制备生物质炭基肥并进行土柱淋溶试验。试验结果表明:在150 mL蒸馏水中控制淀粉与PVA的添加质量之和为10 g,当淀粉与PVA的质量之比为2∶3、交联剂硼砂添加量为0.1 g、增塑剂甘油添加量为3 mL时,所制成复合膜的吸水率最低,为78%。添加纳米SiO_(2)后,各处理膜的吸水率随纳米SiO_(2)添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当纳米SiO_(2)添加量为2.4 g时,与未添加的相比,复合膜的吸水率下降38.4%,水接触角提高89.5%,拉伸强度提高49.0%,此时制备的复合膜材料性能最佳。将纳米SiO_(2)—淀粉—PVA复合膜材料应用于生物质炭基肥的制备,制备出的炭基肥颗粒包覆完整,粒径主要分布在3.8~4.4 mm之间,在28 d时氮素累计释放率为65%,具有良好的缓释效果,为炭基肥的开发应用提供新途径。

BaTiO_3基PTCR瓷的关键原料TiO_2的化学组成和显微结构对PTC性能影响

本文对不同种类ＴｉＯ２原料（中国和日本）的化学组成（不同种类微量杂质及其含量）和显微结构（所属晶型颗粒形貌和颗粒尺寸分布曲线）进行了分析。上海东升厂的ＴｉＯ２原料与日本的所含微量杂质种类和含量相接近。它们属于金红石晶型，具有规则的颗粒形貌，颗粒大小在１μｍ左右，制得的ＰＴＣＲ瓷具有良好的ＰＴＣ性能。

氯化钠-硫酸钠/硅基相变材料的热物性研究

采用高温熔融法制备NaCl-Na_(2)SO_(4)共晶熔盐,使用介孔MCM-41和微孔13X硅基材料为载体制备相变复合材料,研究相变复合材料的物相、结构、微观形貌及热物性的变化。结果表明,负载熔盐后硅基材料的孔结构保持完好,晶体结构维持不变,硅基材料作为骨架在高温下起到定型和提高稳定性的作用。NaCl-Na_(2)SO_(4)熔盐熔点为623℃,介孔MCM-41负载熔盐后其熔点为618℃,微孔13X负载熔盐后其熔点为607℃,负载熔盐后复合材料熔点略有降低。NaCl-Na_(2)SO_(4)熔盐在700℃的高温下质量损失率>3%,与其相比,负载MCM-41硅基材料后其分解温度提高,比热容为0.652 J/(g·℃),MCM-41硅基材料与共晶盐有良好的相容性。该研究能有效地改善熔盐在服役过程中的易泄漏和强腐蚀问题,具有重要的研究意义和应用价值。

Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合电磁屏蔽材料的结构设计与性能研究进展

随着5G网络的普及和电子设备的小型化,电磁辐射给周围环境和人体带来了一定的危害,为此研制综合性能优异的新型电磁干扰屏蔽材料具有十分重要的意义。Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene是一种新型二维材料,具有独特的层状结构、可调节的活性表面、超高电导率等特点,展现出优异的电磁屏蔽性能。近年来,关于Ti_(3)C_(2)T_(x)的制备方法和填料选择的报道层出不穷,然而从结构设计层面总结Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合材料的工作却很少。高效的结构设计不仅能够减少填料的用量而且能够提高屏蔽效能。本文以结构为主线,对近年来Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽材料的发展趋势进行了总结,通过分析屏蔽效能和屏蔽机制,重点总结不同的结构如多孔结构、分层结构、核壳结构、其他特殊结构及其复合结构对Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽性能的影响及作用,并提出了目前Ti_(3)C_(2)T_(x)及其复合材料在作为电磁屏蔽材料使用时急需解决的关键科学和技术问题。最后对MXenes的发展前景进行展望。

大飞机用铝合金的研究现状及展望

简单介绍航空用铝合金的特点及其在大飞机上的应用和发展,重点叙述大飞机常用的2×××系和7×××系铝合金的成分、性能和应用,指出现阶段国内大飞机用铝合金材料存在的问题,预测大飞机用铝合金的发展方向。

二维石墨烯片增强芒硝基复合相变材料导热性研究

探究了二维石墨烯片(GNPs)对复合相变材料导热性的影响,以芒硝基复合相变材料(SCNa)为原料,制备出石墨烯片增强芒硝基复合相变材料(SCNaG)。探讨了GNPs添加量对SCNa相变材料导热率的影响,并对其过冷机理进行了讨论。结果表明:复合相变材料导热系数随着GNPs添加量呈线性增加,当GNPs=0wt%时,相变材料导热系数为0.854 W/(m·K);当GNPs=3wt%时,相变材料导热系数为1.405 W/(m·K);随着GNPs添加量的增大相变材料过冷度先减小后增大,当GNPs=0.5wt%时,过冷度低于纯SCNa相变材料,为2.5℃,当GNPs=3wt%时,过冷度增大至10.9℃。GNPs的添加量对相变材料相变温度影响不大,相变潜热略有减小。

以菲尼龙为基质的复合材料之热稳定性研究

为了研制热稳定性高的炭质复合材料,在热稳定性的菲尼龙树脂c 2中添加沥青炭纤维制成复合材料,并在298K～873K之间,以10℃ min的加热速度,在热失重仪中用热失重分析方法测定菲尼龙及其复合材料的热稳定性数据,表明菲尼龙在添加沥青炭纤维后,热稳定性提高164℃～275℃。采用非均向反应机理的数学模型,确定了菲尼龙在c 2及以其为基质的复合材料可能的热氧化裂解的动力学指标。

新疆且末碧玉矿的成因研究

以往勘察和研究显示,在新疆和田及其附近地区主要出现与大理岩相关的软玉(和田玉)矿床,而与蛇纹岩有关的软玉(碧玉)矿床尚未有明确报道。笔者通过两年多的野外勘察和室内实验分析,新近在且末县阿尔金断裂附近发现一定规模可开采的碧玉矿床,对其中碧玉样品进行了主量元素、微量元素、电子探针、氧同位素和成矿年龄等方面的研究。岩相学研究显示其主要组成矿物是阳起石和透闪石,全岩的Mg/(Mg+Fe^(2+))=0.83~0.89,Cr_2O_3=0.08%~1.65%,Ni O=0.14%~0.22%,δ^(18)O=15.2‰~15.4‰,经与世界上已发现的碧玉矿床进行对比并结合野外观察,确定该矿床是一种与蛇纹岩有关的碧玉矿床。蚀变闪长岩(δ^(18)O=14.3‰~14.7‰)、大理岩围岩(δ^(18)O=15.2‰~15.9‰)和透闪石(δ^(18)O=15.3‰)具有相似的氧同位素组成,表明它们很可能经历了同样的流体蚀变作用。根据蚀变闪长岩(Cr=107×10^(-6)~155×10^(-6),Ni=53.5×10^(-6)~85.8×10^(-6))和大理岩(Cr=2 036×10^(-6)~2 415×10^(-6),Ni=1 403×10^(-6)~1 933×10^(-6))中的Cr、Ni元素含量判断,碧玉中大量的Cr(867×10^(-6)~2 418×10^(-6))和Ni(960×10^(-6)~1 662×10^(-6))很可能来自于蛇纹岩中的流体。对碧玉的主要围岩蚀变闪长岩进行的锆石SHRIMP U-Pb年龄测试结果分别为267±14 Ma(n=5)和272±14 Ma(n=6),与碧玉密切共生的黑云母的Ar-Ar坪年龄为260.6±1.5 Ma。鉴于蚀变闪长岩的形成时代与黑云母年龄数值在误差范围内一致,花岗岩、大理岩和碧玉的氧同位素值接近,同时碧玉的Cr、Ni元素含量较高,因此推断碧玉的物质来源很可能是蚀变闪长岩和大理岩,而成矿流体是由蚀变闪长岩中的岩浆水、蛇纹岩中活化的流体和大气降水组成。