电化学方法制备金属基复合材料研究进展

金属基复合材料具有高比强度、高比模量、高硬度、耐高温等一系列优点,在现代航空、航天及武器装备等领域具有广阔的应用前景。综述了近年来电化学方法制备金属基复合材料的研究进展,具体介绍了电化学渗浸、连续分步电沉积和复合电沉积3种不同的电化学工艺过程。

PbO系玻璃的改进及Bi_2O_3系封接玻璃的研制

以氧化铅或氧化铋、氧化钙、硼酸、硫酸锌、二氧化硅和氧化镁为原料。通过高温熔融和微晶化，成功地制备出具有低熔点高膨胀系数的PbO系统微晶封接玻璃和Bi2O3系统微晶封接玻璃．分别用X射线衍射分析（XRD）、光学显微镜、热膨胀系数分析（DIL）和差热曲线分析（DTA）等方法对样品或原料混合物进行表征，分别讨论了PbO系统和Bi2O3系统微晶封接玻璃在制备工艺过程中对样品性能产生影响的主要因素．结果表明：Bi2O3系统和PbO系统都能形成玻璃；都可微晶化;PbO系微晶封接玻璃的熔化温度为365℃，最佳微晶化温度和时间分别为350～400℃和2h，膨胀系数为12．68×10^-6／V；Bi2O3系微晶封接玻璃的熔化温度为460℃，最佳微晶化温度和时间分别为440～500℃和2h，膨胀系数为12．06×10^-6／℃．

电化学方法在钛表面制备Co-YSZ/HAp纳米复合涂层

采用复合电沉积和电泳沉积两步法在钛基体上制备了Co-YSZ/HAp纳米复合涂层,与只采用电泳沉积法在钛基体上制备纳米HAp单一涂层进行了比较研究.采用场发射扫描电镜、X射线衍射和能量散射谱对复合涂层的微观形貌,纳米HAp外层表面形貌,晶相,复合涂层的断面形貌及元素组成分布进行分析研究.通过粘结-拉伸实验测定了涂层与基体的结合强度,结果表明,Co-YSZ/HAp纳米复合涂层与钛基体的结合强度明显高于纳米HAp单一涂层与钛基体的结合强度,说明复合涂层具有更好的力学性能.

金属基生物活性羟基磷灰石涂层材料的研究进展

羟基磷灰石(HA)是人体和动物的骨骼和牙齿的主要无机成分,人工合成的羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,但质脆;医用金属材料具有较好的强度、韧性和优良的加工性能,但是生物相容性差。金属基生物活性HA涂层材料兼备金属材料优良的力学性能和生物陶瓷材料的生物相容性,成为近年来发展最为迅速的一种生物材料。本文简要评述了国内外金属基HA涂层材料的研究进展状况,主要介绍了制备金属基HA涂层材料的各种物理化学方法,提出了一些存在的问题和解决方法,展望了制备HA复合涂层的发展前景。

PC/UHMWPE/HDPE-g-GMA共混体系的反应挤出增容机理探讨

通过对增容前后共混物的冲击断面形态、Molau实验现象、动态粘弹行为差异的研究和增容共混物抽提物的结构表征,探讨了共混体系的反应挤出增容机理.FT-IR分析表明抽提残余物中含有PC-g-HDPE接枝物,增容共混物的Tg、Tmax向低温方向偏移3～4℃,证实了熔融共混过程中增容剂HDPE-g-GMA的环氧基团与PC的酚羟基发生'原位'化学反应,并生成PC-g-HDPE接枝物;该接枝物分布于两相界面,起到提高界面粘结力、促进UHMWPE分散等作用,产生了良好的增容效果,属反应性增容作用机理.

有机化学实验教学改革的探索与实践

有机化学实验是一门重要的基础实验课。针对传统有机化学实验课的诸多缺点和不足,该文介绍了厦门大学对有机化学试验教学改革的探索和实践,其中主要包括对实验教学内容、教学方法和考核评价体系三方面的改革。通过改革,突出了注重培养学生的综合素质和创新能力,使学生由被动学习转为主动学习,确保了实验教学质量的提高。

控制热解气氛制备近化学计量SiC纤维的研究

通过分阶段不同气氛(先H2,后Ar)、全过程H2/Ar混合气氛控制制备了近化学计量SiC纤维.实验结果表明:分阶段不同气氛下,纤维的C/Si原子比随气氛转换温度Th的升高而降低,Th在800℃左右时,可得到近化学计量SiC纤维;混合气氛下,纤维的C/Si原子比随氢气浓度的提高而降低,氢气浓度为60%(体积比)左右时,可得到近化学计量SiC纤维.两种气氛条件下截面上C/Si原子比的分布为芯部高,表面低,并随Th升高或者氢气浓度增大而逐渐趋向一致.氢气裂解产生氢自由基(hyd)与聚碳硅烷(PCS)裂解产生甲基自由基(CH3.)发生反应,生成CH4逸出,降低纤维碳含量.

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜,用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能.用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究,比较了不同表面处理方法的作用和效果.结果表明,采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔,使镁合金耐蚀性能显著提高.

水性环氧丙烯酸接枝共聚物的合成及固化

环氧树脂与丙烯酸类单体接枝共聚是制备水性环氧树脂的一条重要途径.本文作者研究了多元接枝水性环氧树脂的合成,及其与固化剂双氰胺的固化工艺.讨论了单体配比、接枝反应温度、反应时间等因素对水性环氧乳液接枝率的影响,确定了较佳的工艺条件,通过红外光谱分析证实了丙烯酸接枝环氧共聚物的结构,并考察了漆膜的固化条件.所得涂膜附着力、柔韧性、硬度很好,能达到溶剂型环氧树脂防腐蚀涂料水平.

一种新型高效保湿剂的吸湿保湿动力学研究

通过分子设计,合成了一种新型高效的保湿剂,N-羧丁酰基-O-羧甲基壳聚糖(CB-CMCS),其吸湿保湿效果优于透明质酸.重点研究了该保湿剂和透明质酸的吸湿保湿动力学特性,结果表明采用二级吸附动力学方程能够很好的描述两种保湿剂的吸湿行为,相关系数均达0.999以上,由此说明它们的吸湿过程主要受化学作用的控制.

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.

海岛纤维结构形态与染色性能的研究

通过色差仪、DSC、结晶速度测量、显微图像分析以及动态机械热分析研究了四种海岛纤维的结晶度、结晶速度、晶粒大小、玻璃化温度与染色性能的关系.结果表明:结晶度小,结晶速度慢,晶粒尺寸大,玻璃化温度低等等均有利于纤维染色性能的提高.

钛合金表面电泳沉积法制备YSZ/HAp纳米复合涂层

采用电泳沉积法在钛合金基体上制备了YSZ/HAp纳米复合涂层,用场发射扫描电镜、X射线衍射和能量散射谱对复合涂层HAp外层的表面形貌和晶相、复合涂层的断面形貌及元素组成分布进行分析研究,通过粘结-拉伸实验测定了涂层与基体的结合强度。结果表明YSZ/HAp纳米复合涂层与钛合金基体的结合强度明显高于HAp单一涂层与钛合金基体的结合强度,说明YSZ/HAp的复合缓和了HAp涂层与钛合金基体之间的热膨胀系数失配现象,改善了涂层与基体之间的结合。

N-乙基壳聚糖的针状结晶

在N 乙基壳聚糖的甲酸溶液浇铸膜中观察到高分子少有的针状晶体 .从球晶经后结晶得到的针状晶体为长条矩形 ,典型尺寸为～ 5 0 μm× 2～ 5 μm× 1～ 2 μm ,高分子链平行于晶体长轴 .针状晶体首先出现在球晶的核心处 ,继而出现在球晶微纤每个树枝状分叉处 ,最后才遍布球晶各处 .针状晶体可以看成是高分子伸直链结晶的一种 .浇铸膜吸潮实际上形成了超浓溶液 (浓度 >80wt% ) 。

CAN引发淀粉与MMA接枝共聚反应的研究

在研究玉米淀粉(corn starch,CS)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝共聚反应时发现,硝酸浓度为0.1mol/L、硝酸铈铵(CAN)/CS质量比为1/6、MMA/CS质量比为3/2是兼顾单体转化率(C)、接枝率(G)和接枝效率(GE)的最佳反应条件;同时发现,该反应中均聚物的生成不仅可由CAN直接引发,还可能因淀粉自由基或淀粉接枝物自由基的链转移而引发。

硫酸钙晶须改性双马来酰亚胺树脂摩擦磨损性能的研究

研究了载荷、偶联剂及硫酸钙晶须用量对双马来酰亚胺树脂摩擦磨损性能的影响及材料的磨损机制.结果表明,当摩擦载荷较大时,树脂基体在摩擦过程中出现明显的塑性变形和裂纹,而经过硫酸钙晶须改性的复合材料体系则塑性变形和裂纹情况得到明显的改善,并且磨损量显著降低.载荷从200 N增大到300 N后,树脂基体的磨损机制从粘着磨损过渡为严重的疲劳磨损,添加晶须体系仍以粘着磨损为主.晶须添加量较小时,复合材料的磨损机理主要为粘着磨损,晶须添加量较高时,磨粒磨损占主导地位.

白光LED用YAG:Ce^(3+)荧光粉的增红

目前白光LED在红光波段发射较弱,导致其显色指数偏低,本文在最常用的白光LED荧光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)中掺入Gd3+、Pr3和Sm3+,来增强红光波段的发射,从而提高显色指数.用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、光谱分析仪及荧光粉相对亮度测试仪对样品进行表征,研究了Gd3+、Pr3+和Sm3+对荧光粉性能的影响,并对其增红机理进行了初步的探讨.结果表明:Gd3+、Sm3+及Pr3+的加入都增强了光谱的红区发射,Gd3+使光谱发生红移;Sm3+则在光谱上增加了峰值分别位于566、600和616nm的三个弱发射峰;Pr3+在光谱的红区发射区叠加了一个峰值在610nm的尖锐发射峰;Gd3+、Sm3+及Pr3+的加入,使样品相对亮度及发光强度都下降了一定程度.

高分子网络凝胶法低温合成YAG：Tb^(3+)荧光粉

以金属硝酸盐为原料,丙烯酰胺为聚合单体以及N,N-亚甲基双丙烯桥酰胺为胶联剂,采用高分子网络凝胶法在低温下合成精细粒度Y_3Al_5O_(12):Tb^(3+)(YAG:Tb^(3+))荧光粉。分别用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),以及激发和发射光谱测量对样品进行了表征,考察了烧结温度对样品结晶程度、颗粒大小的影响,以及样品发光性能与烧结温度和Tb^(3+)浓度的关系。结果表明:YAG晶相形成温度为850℃;粉体颗粒大小均匀,随着烧结温度的升高,颗粒粒径增大,结晶程度提高;观察到Tb^(3+)中4f-5d的吸收带以及~5D_4-~7F_j(j=6,5,4,3)的特征发射带,最强吸收与最强发射分别发生在272,541.8 nm,与量子理论(E=1.24/λ)的计算结果相吻合,其发光强度随烧结温度的升高而增强;观察到了Tb^(3+)在Y_3Al_5O_(12)中的浓度猝灭现象。

光诱导纳米二氧化钛超亲水薄膜SPM图像分析和氧空位浓度理论探讨

选用典型的二氧化钛纳米超亲水薄膜 ,用扫描探针显微镜 (SPM )和电化学测试系统进行一般性的表征 .着重运用固体化学和纳米力学的原理 ,对SPM图像、氧空位浓度和超亲水性的机理进行理论分析 ;进一步解释了作者于 1999年底提出的 ,与润湿性能有关的二氧化钛缺陷生成反应方程、普适表面物理模型、两憎 (amphiphobic)

射频磁控溅射法制备TiO_(2-x)薄膜及其光响应的研究

用射频反应磁控溅射法,250℃时在石英玻璃片上沉积TiO2-x薄膜,用XRD、SEM、XPS、UV-Vis等对其进行表征.结果表明:未经热处理的薄膜呈锐钛矿型,薄膜表面粗糙,粒径约为30 nm的小晶粒聚集在一起,形成一个个“小层”,层层错叠;经600℃保温2 h热处理的薄膜呈金红石型,晶粒较大,孔隙变大.XPS分析发现:未经热处理的薄膜表面存在着20%的三价钛,有与之相对应的较多的氧空位;经600℃在空气中热处理后,三价钛减少到8%,同时氧空位减少.UV-Vis吸收表明,氧空位的存在有利于TiO2-x的吸收边向可见光波段移动.