浅析团队在国家重点实验室建设中的作用

科技创新团队是国家重点实验室人才队伍建设的核心,获得了国家各级政府部门及高校的支持与重视。以吉林大学超硬材料国家重点实验室为例,分析科技创新团队在实验室科学研究、人才培养、学术交流等方面的重要作用,指出改革绩效考核与人才培养制度是保障科技创新团队健康发展的关键。

超硬材料制品金属结合剂发展现状及未来发展需求

文章简要介绍超硬材料制品金属结合剂的国内外发展现状,阐述了目前单质金属粉末及预合金粉末的质量状态及评价体系对制品性能的影响,并提出了今后超硬制品用金属粉末的发展方向。

超硬材料制品用水雾化预合金粉末的进展应用及存在问题

文章系统介绍了水雾化金属预合金粉末在我国超硬材料制品行业中的发展及应用现状,重点指出了现存的问题和今后的发展方向。其在行业中的应用处于起步发展的引导消费阶段,市场发展空间巨大。质量稳定性、冷压成型性、应用指导能力是影响其扩大应用的主要障碍因素。今后将向细颗粒、多组元、高活性、低锡/无锡化等方向发展。

芶清泉教授对我国超硬材料的历史性贡献

芶清泉教授在我国人造金刚石发展的初期,揭示了人造金刚石合成机理、金刚石粘接机理、含硼黑金刚石耐高温机理。他提出了触媒与石墨优选原则和硼皮氮芯金刚石模型。他的工作对中国人造金刚石的发展起了重要作用。他出版了世界第一本《人造金刚石》专著、并将超硬材料作为一章写入他的《固体物理简明教程》。他举办了全国第一个人造金刚石短期学习班、进修班,培养出一大批工作在超硬材料领域的学士、硕士和博士,他们很多人已成为技术骨干和业内精英。芶清泉教授对我国超硬材料的发展做出了不可磨灭的历史性的贡献。

新型超硬材料I-4碳的第一性原理研究

应用基于粒子群优化算法的卡里普索(CALYPSO)晶体结构预测方法 ,发现了一种新型的具有四方结构的C的同素异形体,空间群为I-4,将其命名为I-4碳.利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对I-4碳的电子能带结构、电子态密度、声子谱、弹性常数以及体弹模量进行研究.计算结果发现:I-4碳动力学稳定,并且具有较大的体弹模量(432.12 GPa)和剪切模量(488.46 GPa);同时,从理论上算出其维氏硬度值可达到83.35 GPa.计算结果表明:I-4碳有望成为一种潜在的超硬材料.

浅谈高校实验室建设的不足与完善

实验室的建设和管理状况是一所学校教学水平、科研水平和管理水平的重要标志,在很大程度上反映了学校的综合实力。21世纪高校实验室的作用,应该是为创新人才培养提供良好的实践基地;为尖端的科学研究提供强有力的物质保障。而对实验技术人员及实验室管理人员的实验理论和操作技能、设备调试开发和维修能力、管理协调能力等都提出了更高的要求。实验室的建设应紧密与教学科研任务、发展方向、人员配备等结合。使实验室的建设得到进一步完善。

新型超硬正交BN同素异形体的第一性原理研究

应用第一性原理计算,提出一种具有正交结构的BN化合物(O-BN),空间群为Pbam.计算结果表明:O-BN具有较强的抗压缩性和较大的体弹模量(397.38 GPa),其理论硬度值可达到65.10 GPa.同时,与先前理论提出的BN同素异形体相比,O-BN的能量更为稳定.理想拉伸强度计算进一步表明O-BN是一种潜在的超硬材料.我们的研究结果为实验上合成BN化合物起到了重要的理论指导作用.

超硬MgB_2导体的高温高压合成

本文在国产六面顶高温高压设备上成功制备出具有超高硬度和良好导电特性的二硼化镁(MgB2)聚晶体材料.样品制备的压力和温度条件分别为5.5GPa和700～1000℃.光学显微镜观测表明,合成样品具有褐色金属光泽.通过X射线衍射对合成样品进行了晶体结构的表征.X射线衍射谱表明,二硼化镁晶体具有典型的六角结构,空间群为P6/mmm(191).晶格常数为,a=0.308nm,c=0.352nm.常态下,合成样品的显微硬度、体密度和电阻率分别被测量.其显微硬度为4109.5 kgf/mm2,常态下电导率为2.42×10-6Ωm.这些特性决定着硼化镁聚晶有着潜在的应用价值.

高温高压下利用金刚石压腔实验技术对材料Raman光谱的研究

金刚石对顶砧装置(diamond anvil cell,DAC)是静态超高压装置的一种,由于金刚石具有高的硬度和良好的透光性,因此这种装置所实现的压力和能测量物性的种类都优于其他高压装置。Raman光谱是表征物质结构及其变化的一种重要手段,DAC超高压实验技术与激光Raman光谱测试方法相结合,为高压下物质结构相变研究提供了一种有效途径。实验利用金刚石压腔实验技术在高温高压条件下对氧化镓、硫酸锶固体材料进行了Raman光谱的测量。

金刚石/纳米氧化铝陶瓷复合材料高温高压合成物相结构分析

以正硅酸乙酯(TEOS)为反应前驱体,采用溶胶-凝胶法在金刚石微粉(粒度0.1~4μm)表面包覆一层非晶纳米氧化硅膜层,同时在覆膜层中加入纳米Si粉和纳米Al_(2)O_(3)粉,制备出金刚石/纳米SiO_(2)/纳米Al_(2)O_(3)复合包覆体。采用高温高压(HTHP)技术,将复合包覆材料置于六面顶压机中,以压力5 GPa、温度1100℃~1700℃、保温20 min的条件制备了金刚石-氧化铝陶瓷烧结体。在高温高压合成过程中,纳米SiO_(2)从非晶态转变为晶态,原料纳米Al_(2)O_(3)中的γ-相、θ-相转变为稳定的α-相,同时,SiO_(2)和Al_(2)O_(3)之间形成了Al_(2)SiO_(5)(莫来石)相,由此,通过高温高压下反应原料的结构转变与复合,可以获得致密度良好的金刚石-氧化铝复合材料。

比天然金刚石更硬的人工材料

天然金刚石自发现以来一直被公认为自然界中最硬的材料。合成出比天然金刚石更硬的新材料和新型高性能超硬材料也一直是学术界和产业界的共同追求,而且这种追求依赖于可靠的设计理论。过去的十年里,基于Phillips的化学键介电理论建立了极性共价晶体硬度的微观模型,设计出了系列的新型超硬结构。随后,又揭示了多晶极性共价材料新的硬化机制,建立了多晶共价材料硬度与显微组织特征尺寸的定量关联,发现量子限域效应将主导多晶共价材料在纳米尺度的硬化。

高压下新型超硬Im2-CN2晶体的电子结构和光学性质

本文采用密度泛函理论研究高压下Im2-CN 2的电子结构和吸收系数、反射率、折射率、光导等光学性质,得出了以下点结论:随着压强的增大,Im2-CN 2的带隙宽度从0.13 eV增大到0.58 eV;Im2-CN 2的价带顶的电子态主要是由C-2 p态和N-2 p态贡献,导带底的电子态主要是由C-2 p态、N-2 p和N-2 s态贡献;随着压强的增大,Im2-CN 2介电常数、吸收系数、反射率、折射率、光导等都会发生蓝移,这与带隙宽度的变化规律一致。Im2-CN 2在紫外区有良好的吸收谱,最高达500000 cm-1,是潜在的紫外吸收材料;在可见光区折射率实部维持在2.7~3.2,可用于光导纤维涂层材料。

超高压凝固Al-Si合金的非平衡组织

研究了超高压（５．５ ＧＰａ）条件下凝固的过共晶 ＡＩ－Ｓｉ合金的非平衡组织．结果表明：过共晶成分合金中出现大量初生α 相，并有α＋β＋（α＋β）共晶的共生组织， Ｓｉ在α相中的固溶度和Ａｌ在β相中的固溶度都有极大增加．讨论了高压对凝固组织

电爆炸一步法制备Cu—Zn合金超细微粉

利用电爆炸方法以Ｃｕ６０．２Ｚｎ３９．８石合金（α相）丝为原料一步制备出该合金的超细微粉Ｘ射线衍射测量结果表明，获得的合金超细微粉的晶体结构中主要是α相，并伴有β，γ和ε相，用透射电镜观察到粒子形貌大部分呈六边形，少量为正方形及球形粒子尺寸在３０到１８０ｎｍ之间（平均尺寸为８５ｎｍ）．ＥＤＸ测试表明，电爆炸产物Ｃｕ－Ｚｎ合金不同粒子中Ｚｎ的含量在６．９％到４５．２％（原子分数）之间变化，提出了超细微粉的形成机制．

电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜显微硬度影响的研究

采用微弧氧化技术在铝合金上制备了陶瓷膜.借助于先进的结构和表征手段,系统地研究了阳极电流密度ja和阴/阳极电流密度比jc/ja对铝合金微弧氧化陶瓷膜显微硬度的影响,实验结果表明,对于不同的jc/ja,陶瓷膜的显微硬度都随ja的变化而出现一个峰值,且不同jc/ja的峰值大小(显微硬度)和对应的ja有所不同.当ja=15A/dm2,jc/ja=0.7时,所制备的陶瓷膜显微硬度最高为4300HV.SEM和抗点腐蚀研究表明,jc/ja对陶瓷膜的微观结构和耐腐蚀性能影响很大.

超高压条件下凝固界面的稳定性

对Al Si合金在 3.6～ 5 .5GPa高压下凝固形成的组织与常压凝固组织进行了对比 ,对高压下的胞枝晶转变进行了分析。发现高压对合金固溶度和扩散系数的影响是引起高压凝固组织变化的主要原因。

纳米复合材料CoFe_2O_4/SiO_2的制备和表征

采用溶胶-凝胶法制备了(CoFe2O4)x/(SiO2)1-x纳米复合材料.利用TG/DTA,XRD和Mssbauer效应研究了热处理过程中干凝胶的变化及样品的结构、晶粒尺寸和磁性.结果表明,随着SiO2含量的增加,样品中CoFe2O4的晶粒尺寸和内磁场逐渐变小,并从磁有序状态转变为超顺磁状态.

超临界地质流体的性质和效应

在地球深部(特别是俯冲带)的高温高压条件下,硅酸盐和水的相互溶解能力增强,可以形成成分介于常规硅酸盐熔体和富水流体之间的超临界地质流体。超临界流体的形成条件主要取决于岩石-H2O体系的临界曲线、湿固相线和第二临界端点的位置。超临界地质流体具有特殊的物理化学性质,能够在促成俯冲带物质循环、迁移和富集元素成矿、引发中深源地震、影响地表宜居性演化等方面发挥关键作用。通过高温高压实验、分子模拟计算、天然岩石和矿床样品等手段研究超临界地质流体的性质和效应仍存在巨大挑战,亟需变革性实验和计算技术突破。

三氧化钼超细颗粒的形态调控制备研究

以乙二胺为溶剂,并与仲钼酸铵发生反应,再经煅烧制备了50-200nm的MoO3超细颗粒。研究了煅烧温度和表面活性剂对MoO3微晶形貌和粒径的影响,用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X光能谱仪(EDX)等测试手段对超细粉末颗粒进行了表征,并研究了其形成机理。

高压下DPP-11超分子结构中的π-π相互作用

通过金刚石对顶砧(DAC)高压装置产生高压,利用原位高压同步辐射能量色散X射线衍射(EDXD)和同步辐射远红外光谱研究了压力对DPP-11[2,5-二-(11-十一醇基)-3,6-二-(2-噻吩基)-1,4-二酮吡咯并[3,4-c]吡咯]固体及其在水溶液中胶束体系的影响.实验结果表明,在准静水压条件下,DPP-11固体没有发生相变,但随着压力的增加,分子间的π-π相互作用明显增强.在DPP-11胶束中发现了DPP-11固体中新的远红外吸收峰,此峰随着压力的增加而蓝移,这是由于胶束中π共轭染料基团的π-π相互作用增强所致.