掺杂Y_(2)O_(3)钨基复合材料在近韧脆转变温区的静载拉伸特性

制备了掺杂质量分数分别为0.5%,2.0%Y_(2)O_(3)的钨基复合材料,研究了其显微组织,通过不同温度(25~800℃)下的拉伸试验分析了其近韧脆转变温区的变形特性。结果表明:2种复合材料均存在由轧制变形导致的大量位错,Y_(2)O_(3)颗粒对位错运动起到钉扎作用;Y_(2)O_(3)掺杂质量分数为2.0%的复合材料的晶粒更细小,发生韧脆转变的温度更低,在300~400℃拉伸时发生半脆性行为,断口区域位错密度在3.8×10^(15)~3.9×10^(15)m^(-2),在600~800℃下发生明显塑性变形,位错密度增加至6.2×10^(15)~6.8×10^(15)m^(-2)。

基于PEDOT:PSS电极的柔性透明IPMC材料研究

透明柔性功能材料对于现代机械电子器件的发展至关重要。本工作通过结合溶液浇铸法和滚涂法探索了Nafion/IL基体膜、PEDOT:PSS电极的透明IPMC材料制备工艺,研究了其力电特性及电致动性能规律,并针对主要的制备工艺参数进行了正交优化,对Nafion/IL基体膜厚度、每侧PEDOT:PSS电极滚涂量、浸泡在IL中的热压时间以及糙化程度的影响水平进行了深入分析。根据正交优化参数制备的透明IPMC具有良好的光学透明性、电化学特性以及力学特性。本工作制备的透明IPMC在5 V电压作用下最大尖端位移峰-峰值可达11.824 mm,且具有高频响应特性,有效响应频率高达100 Hz。本工作对丰富IPMC制备工艺方法、推动IPMC材料在透明柔性电子器件领域的应用具有重要意义。

高硅SiC_p/Al复合材料化学镀Ni-P合金层及其生长动力学（英文）

经Sn/Pd活化后,在SiC体积分数为65%的SiC_p/Al复合材料表面化学镀Ni-P合金,研究复合材料表面形貌及其对Ni-P沉积过程的影响,以及Ni和P原子间的结合方式。结果表明,Sn/Pd活化点分布不均导致Ni-P颗粒优先沉积在Al合金和粗糙的SiC表面以及腐蚀孔洞中,Ni-P合金膜具有非晶结构,其中Ni原子和P原子间依靠化学键结合。在形成连续的Ni-P合金膜之后,化学镀Ni-P合金不再受SiC_p/Al复合材料表面形貌及特性的影响,而是受化学镀本身控制,Ni-P合金膜遵循线性生长动力学,其活化能为68.44 k J/mol。

含钆中子屏蔽材料的设计及其力学性能分析

设计了一种具有良好中子屏蔽能力、高强度及高韧性的新型中子屏蔽材料,用于吸收核电站乏燃料储存格架和乏燃料运输过程中的热中子辐射。材料通过蒙特卡罗粒子传输(输运)软件MCNP进行设计,并通过放电等离子烧结设备及热轧的方式制成了板材。MCNP模拟结果及材料热中子屏蔽测试结果表明:铝基Gd_2O_3复合材料的热中子屏蔽性能与铝基碳化硼相当。Gd_2O_3颗粒球磨后呈现μm、亚μm级甚至有些颗粒达到了nm级。随球磨时间的增加,材料的力学性能逐渐增强。X射线衍射检测发现了钆-铝合金相的生成。经TEM分析表明:材料的强化机制主要是位错强化和nm级Gd_2O_3颗粒的弥散强化,拉伸强度和伸长率分别达到了240 MPa和16%,其断口主要为韧性断裂。

轧制与退火处理对粉末冶金Cu/Invar电子封装复合材料结构和性能的影响（英文）

对粉末冶金制备的Cu/Invar复合材料,进行变形量至70%的轧制及750°C退火处理,研究在此工艺过程中复合材料物相、组织结构及性能的变化。研究结果表明,轧制和退火处理后的Cu/Invar复合材料中体心立方（BCC）α-Fe（Ni,Co）相明显减少,部分Ni原子从Cu中脱溶,并溶入α-Fe（Ni,Co）中,促使其向面心立方（FCC）的Invar合金转变。Cu/Invar复合材料的轧制变形过程分为3个阶段：当变形量小于40%时,Cu发生塑性变形,Invar颗粒随之发生位移,且颗粒间的气孔逐渐被压合;当变形量为40%~60%时,Invar合金和Cu发生协调变形,形成流线形结构;当变形量大于60%时,以Invar的变形为主,形成双连续网络状结构。经过变形量为70%的轧制及随后退火处理的Cu/Invar复合材料相对密度为98.6%,抗拉强度为360 MPa,伸长率为50%,热导率为25.42W/（m·K）,热膨胀系数为10.79×10-6 K-1。

类钙钛矿Pr_(1.3)Sr_(0.7)Ni_(0.7-x)Cu_(0.3)Fe_xO_(4+δ)材料的制备与传导性能研究

以硝酸盐和氧化物为原料,通过甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成出Pr_(1.3)Sr_(0.7)Ni_(0.7-x)Cu_(0.3)Fe_xO_(4+δ)(x=0,0.025,0.05,0.1)(PSNCF)粉体,经压制成形、烧结后得到烧结体样品。采用X射线衍射仪对煅烧后粉体的物相进行分析,利用扫描电子显微镜和能谱仪对样品的微观组织和元素分布进行了表征,采用四端子法和阻塞电极法测量了不同Fe掺杂量烧结体样品的电导率,并对材料的透氧性能进行了测试。实验结果表明,前驱体粉末在1000℃煅烧5 h后得到具有四方相的PSNCF粉体。烧结体试样在300~950℃间的总电导率均在200 S·cm^(-1)以上,且随Fe掺杂含量的增加有所下降;其中,Pr_(1.3)Sr_(0.7)Ni_(0.65)Cu_(0.3)Fe_(0.05)O_(4+δ)样品的氧离子电导率在950℃时最大达到0.194 S·cm^(-1)。另外,随Fe掺杂量增加,PSNCF材料的透氧率增大,950℃下,Fe掺杂量为0.05时(厚1 mm,40%O2-60%N_2),透氧率达0.034 mL·cm^(-2)·min^(-1),为未掺杂样品的3倍。

集会聚发散功能一体化的液晶柱透镜阵列

本文提出了一种制备集会聚和发散功能一体化的液晶柱透镜阵列的方法。液晶柱透镜阵列呈“三明治”结构,从上到下依次为:上电极基板、液晶层、聚合物柱透镜阵列、下电极基板。为了将会聚和发散功能集成在单一液晶盒中,制备聚合物柱透镜阵列的紫外光敏胶的折射率(n_(p))需介于液晶的寻常光折射率(n_(o))和非寻常光折射率(n_(e))之间。通过在下基板表面修饰图案化疏水层,利用亲疏水效应使得紫外光敏胶自组装形成表面光滑、尺寸均一的柱透镜阵列。所制备的液晶柱透镜阵列有两种调节聚焦和散焦功能的方式:一种是改变入射光的偏振方向;另一种是施加电场调控液晶层的有效折射率。实验结果表明:当外加电压从0调节到0.7 V_(rms)时,液晶柱透镜的焦距从−4 mm调节到∞;当外加电压在1~7 V_(rms)变化时,液晶柱透镜阵列的焦距从6.0 mm调节到4.5 mm。该方法制备的液晶柱透镜阵列具有制备方法简单、器件结构紧凑、驱动电压低、调焦范围大等优点,在成像、显示、光通信等领域具有潜在的应用价值。

压阻式柔性应变传感纤维的手指姿态识别装置

针对传统应变传感器柔顺性受限、与织物结合性差的问题,设计了一套可穿戴织物手指姿态识别装置。该装置的传感器为弹性硅橡胶和多壁碳纳米管复合的压阻式芯-鞘结构传感纤维柔性应变传感器,采用同轴湿法纺丝工艺制备,具有很好的可编织性,拉伸应变可达300%,响应时间少于200 ms,可将其编织到织物手套的手指关节处,用于感知手指姿态;该装置的嵌入式控制系统采用基于STM32F103C8T6主控芯片的单片机,用于采集处理手指姿态传感信号;该装置的识别显示系统采用发光二极管、无源蜂鸣器和有机发光显示屏等功能器件,用于手指姿态的识别显示。实验结果表明,与现有手指姿态识别装置相比,该装置将柔性应变传感纤维、常规织物、单片机和功能器件集成在一起,具有舒适的可穿戴性,实现了呼吸灯、数字音乐和手语识别等移动便携式控制应用。

制备工艺对甲基乙烯基硅橡胶/丙烯酸酯橡胶并用胶性能的影响

采用两种不同工艺制备甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)/丙烯酸酯橡胶(ACM)并用胶,研究制备工艺对MVQ/ACM并用胶结构和物理性能的影响。结果表明:与分别制备MVQ/白炭黑和ACM/白炭黑混炼胶工艺相比,MVQ/白炭黑混炼胶直接与ACM共混制备的并用胶分散较为均匀,并对一段硫化诱导期具有延迟作用。该工艺制备的混炼胶在一段硫化条件为160℃×12 min、二段硫化条件为180℃×120 min时制得的并用胶的综合性能较好。

N掺杂TiO_(2)纳米管阵列的制备及光电化学检测性能的研究

采用阳极氧化结合液相处理成功制备了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列,研究N掺杂对TiO_(2)纳米管阵列光电化学性能的影响。通过X射线衍射及扫描电子显微镜表征了N掺杂TiO_(2)纳米管阵列的形貌与结构,并采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析了N在TiO_(2)中的存在状态。采用恒电位计时电流法测试了掺杂样品在紫外光及可见光照射下的光电化学性能,并以葡萄糖为模拟有机物进行TiO_(2)(N)NTAs的光电化学检测水体有机物的研究。研究结果表明,N掺杂后样品的光电流均得到明显的提升,最优化的TiO_(2)(N40)NTAs的紫外光电流由180.4μA增加到256.8μA。对有机物的检测灵敏度由0.061μA/(μmol/L)增至0.134μA/(μmol/L)。通过对样品的光学性能、载流子复合几率及电化学性能的测试,研究了样品光电化学性能提高的机理。光响应范围的增加及光生载流子的有效分离,使得N掺杂TiO_(2) NTAs的光电化学性能得到极大的改善。

纳米CeO_(2)掺杂对烧结钕铁硼磁体表面Zn-Al涂层性能的影响

采用喷涂工艺在烧结钕铁硼磁体表面制备了不同纳米CeO2掺杂量的CeO2/Zn-Al复合涂层。利用扫描电子显微镜、显微硬度仪、盐雾试验箱和电化学工作站对CeO2/Zn-Al复合涂层的微观结构、力学性能及耐腐蚀性能进行表征分析。结果表明:CeO2纳米颗粒较均匀弥散分布于Zn-Al涂层中,不仅能够增加Zn-Al涂层的硬度,而且可以提高Zn-Al涂层的屏蔽性能,CeO2/Zn-Al复合涂层耐中性盐雾试验能力高达720 h。添加的CeO2颗粒能够隔绝Zn-Al涂层中的锌铝薄片之间的直接接触,起到绝缘作用,延长了腐蚀介质渗入钕铁硼基体的腐蚀通道。

汽车内饰用低氨味水性聚氨酯胶黏剂的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚碳酸酯二醇(PCDL)为基本原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性单体,分别以三乙胺(TEA)和离子化合物四甲基氢氧化铵(TMAH)、四乙基氢氧化铵(TEAH)和四丁基氢氧化铵(TBAH)为中和剂制备水性聚氨酯乳液,并考察了中和度、中和剂种类以及使用温度对于水性聚氨酯胶黏剂性能的影响。通过傅里叶红外光谱(FT-IR),动态光散射(DLS)以及电子万能试验机对水性聚氨酯胶黏剂进行表征与测试。结果表明,在中和度为100%,使用温度为25℃时,以TEAH为中和剂制备的水性聚氨酯乳液稳定,其胶膜拉伸强度为31.1 MPa,剥离强度为2.5 N/cm,吸水率为20%,且仅有轻微氨味。

石墨烯-胆酸钠球磨法原位合成及稳定性分析

文章采用真空湿球磨法一步原位合成了在水溶液中具有高度分散性的层状石墨烯-胆酸钠纳米复合粉,以天然鳞片石墨为原料,离子型表面活性剂胆酸钠(NaC)充当分散剂与结构组元的双重角色。研究表明,大部分石墨烯-胆酸钠纳米片在10层以下,其中石墨烯的微观结构未受到球磨机械作用力的负面影响,而胆酸钠为石墨烯的功能化提供了含氧基团;石墨烯-胆酸钠对酸敏感,加入HCl后,稳定性降低,样品发生了明显聚集并丧失了紫外吸收性能;加入NaOH后,样品没有发生明显团聚,但由于NaOH对石墨烯的腐蚀作用,其紫外吸收强度逐渐降低;离子浓度的增加也会诱导石墨烯-胆酸钠聚集,并降低其紫外吸收性能。

微纳Fe3O4磁粉的制备及其荧光复合改性

采用化学共沉淀法制备磁粉,以稀土铕离子掺杂的铝酸锶为发光材料,采用微胶囊法对磁粉进行荧光复合改性,探索其在无损检测领域的应用灵敏度;运用SEM、TEM、XRD、VSM和PL谱等手段对磁粉进行表征和性能检测。结果表明:化学共沉淀法制备的磁粉物相为Fe3O4,其单个颗粒尺寸约为10 nm,为纳米级近球形颗粒;其团聚体的尺寸范围为70~600 nm,为微米级聚集态;荧光改性后的SrAl2O4(Eu)-Fe3O4磁粉在近可见光激发下发射出明亮的绿色荧光(约为514 nm);荧光磁粉应用于实际微裂纹检测的灵敏度明显优于普通磁粉。

表层Al-Si合金化NdFeB磁体结构及耐腐蚀性能

通过Al-Si共渗技术实现烧结NdFeB磁体表层合金化,以提高磁体自身的耐腐蚀性能。采用X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对样品的成分、相结构和形貌进行表征。通过静态全浸腐蚀实验和电化学实验表征样品的耐腐蚀性能,研究了渗剂中的Al/Si比例以及扩散温度对磁体表层微观结构及耐腐蚀性能的影响。并通过分析腐蚀过程中磁体表面腐蚀产物形貌、成分及结构,分析表层合金化对磁体耐腐蚀性能的作用机制。结果表明:表层的Al-Si合金化可明显提高NdFeB裸磁体的耐腐蚀性能,最优化工艺参数(Al/Si比2:1、扩散温度800℃)处理的磁体静态全浸腐蚀试验中腐蚀时间由未处理磁体的0.5 h延长至21 h。

(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Ca,Sr,Rb,Sm)氧化物的制备和热电性能

利用溶胶凝胶法制备出(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Ca,Sr,Rb,Sm)氧化物粉末后,先分别采用氩气气氛的放电等离子烧结和空气气氛的常压烧结制备出CaMnO_3(CMO)块体,并对其进行相组成分析,选择出更为优异的CaMnO3块体制备方法。再进一步制备出(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Sr, Rb, Sm)氧化物块体,最后对(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Ca, Sr, Rb, Sm)块体的物相组成、显微组织和热电性能进行测试分析。实验结果表明:氩气气氛放电等离子烧结制备的CaMnO_3块体发生物相分解,原因是放电等离子烧结的烧结环境贫氧;空气气氛的常压烧结可以得到物相较纯净的(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Ca, Sr,Rb, Sm)块体;在整个测试温度范围内,(Ca_(0.96)D_(0.04))MnO_3(D=Sr, Rb, Sm)的ZT值在873 K时达到最大,分别为0.11、0.08和0.07,相比于未掺杂试样提高了1.3～2.2倍。

胶体干燥工艺对制备CaMnO_3粉末的影响

以Ca(NO_3)_2·4H_2O,Mn(NO_3)_2为初始原料,利用溶胶凝胶法制备了CaMnO_3前驱物溶胶,在不同干燥工艺条件下得到各类干凝胶前驱物,经煅烧得到CaMnO_3多晶粉末。研究了不同干燥工艺对制备CaMnO_3粉末的影响,并利用XRD、SEM、TEM、激光粒度分析仪等表征手段分析了所得粉末。结果表明,多温区连续升温干燥工艺有利于得到完全脱水的干凝胶前驱物,其中以90℃+120℃+140℃+160℃连续加热干燥工艺方式最佳,所得干凝胶前驱物经950℃煅烧后能够得到结晶性良好,颗粒较为均匀且形貌规则的CaMnO_3多晶粉末,多晶颗粒体由单晶区域组成,各单晶取向不同。

钴镍合金纳米片分级结构及其双催化电解水性能

钴镍合金具有双功能电催化活性,可有效提高电解水效率、降低成本。利用电沉积的方法通过调节电流密度和沉积时间在耐蚀性钛箔上合成了具有分级结构的钴镍合金纳米片。参数优化后的结果表明,沉积电流密度为75mA·cm-2时,仅用5min即可获得规整有序的纳米片-纳米颗粒分级结构。XRD和HRTEM表征结果证实,在纳米片-纳米颗粒的分级结构中形成了具有双功能催化活性的钴镍合金,钴和镍的原子比随反应时间的变化而略有变化。纳米片-纳米颗粒分级结构的形成使得表面催化活性位点增加,其在碱性条件下表现出较优异的析氧和析氢双功能催化活性,在10mA·cm-2时HER和OER过电势分别为517与392mV,将来有望替代贵金属催化剂而成为新型的电解水催化剂。

CoNi/g-C_(3)N_(4)/GQDs纳米胶囊的宽频电磁波吸收调制

通过两步法制备了CoNi/g-C_(3)N_(4)/GQDs三元复合纳米胶囊,利用XRD、SEM、FT-IR对其物相组成和微观形貌进行了详细表征,并对材料在1~18 GHz的微波电磁参数和吸波性能进行了测试和分析。结果表明,类海胆状的CoNi颗粒可以保证其复磁导率在较高水平,同时g-C_(3)N_(4)和GQDs在CoNi核心表面的复合可以通过界面偶极和本征偶极的互补性调控,调制微波介电特性和损耗。在L-Ku频段范围内,CoNi/g-C_(3)N_(4)/GQDs三元纳米胶囊通过介电调制的方式,极大地改善了电磁阻抗,获得了宽频吸收效果和吸波性能增强,在f=12.94 GHz和d=2.4 mm时,复合材料的反射损耗(RL)最小值达到-33.45 dB,当材料厚度为2.6 mm时,有效吸收频宽(RL<-10 dB)达到3.5 GHz。