放电等离子烧结低温法制备多孔钛材料及其性能研究

采用放电等离子烧结法,以NaCl作为造孔剂制备多孔钛材料.结果表明,随着造孔剂含量增加,多孔钛材料孔隙率逐渐增大,材料中大孔的连通性逐渐增加,造孔剂得到完全去除;随着烧结温度上升,多孔钛材料孔隙率逐渐降低,样品致密化主要发生在升温阶段;多孔钛材料力学性能随着孔隙率的增加而减小;孔隙率为77.0%的多孔钛的杨氏弹性和抗压强度分别为0.41 GPa和9.07 MPa,满足松质骨强度和与骨模量相匹配的杨氏模量,理论上可作为人体骨潜在的替代材料.

惰性气氛助力锰酸锂正极材料储锂性能提升

尖晶石锰酸锂(LiMn_(2)O_(4))作为一种不含贵金属和有毒元素的低成本、绿色环保的锂离子电池正极材料,具有广袤的应用与研究前景。本项工作中,利用氩气为惰性气氛,采用高温固相合成法,制备出了粒径均匀、性能优异的LiMn_(2)O_(4)正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构表征与分析,进行了充放电循环、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)等电化学性能测试,并对煅烧氛围和煅烧温度进行了探讨分析。结果表明,在1 C倍率下,首圈放电比容量为114.2 mAh·g^(-1),100次充放电循环后放电比容量还有98.4 mAh·g^(-1),容量保持率为86.2%。实验证明,惰性气氛对提升LiMn_(2)O_(4)电化学储锂性能行之有效。

电解锰渣中锰组分的粉磨浸取工艺研究

为促进电解锰渣的资源化综合利用,减少锰资源的浪费,以电解锰渣为原料,深入研究粉磨浸取工艺条件对锰元素浸取效率的影响。采用XRD、SEM、XRF以及AAS等手段检测分析样品的物相、成分、锰含量等属性。结果表明:二次粉磨可显著提高锰渣粉体中细粉的含量以及细粉中锰的含量。锰渣粉体细度和表面积的增加,加快了锰渣中锰矿颗粒的浸取反应速度,提高了锰的浸取率。浸取时间和浸取温度均显著影响了锰的浸取率,其中温度的影响更为重要。适宜的浸取反应温度为70~85℃。当反应温度为85℃、反应时间为1 h时,锰的浸取率可达97.15%。

C/C复合材料ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层的研究进展

ZrB_(2)基超高温陶瓷因其优异的高温抗氧化和烧蚀等性能,成为C/C复合材料理想的热防护涂层材料。本文从以下几个方面对C/C复合材料表面用ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层的研究现状进行了综述:介绍了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层体系的主要制备技术,并对比了其制备的涂层抗氧化性和抗烧蚀性,总结了各制备方法的优点与不足;从单元、双元、三元材料掺杂改性的角度,详述了ZrB_(2)基复合涂层常见的材料体系,总结了其改性思路;介绍了ZrB_(2)基涂层在多层结构设计与开发方面的研究现状。最后简要展望了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层未来的研究方向。

生物医用多孔钛及钛合金表面改性的研究进展

综述了近年多孔钛及钛合金在诱导成骨、抗菌和耐磨改性方面的研究进展,并展望了该领域的发展趋势。

多孔钛材料制备工艺研究进展

多孔钛材料由于其优异的物理化学性能因此其制备及相关性能研究得到广泛关注,但其作为骨植入材料时因存在表面惰性制约其在生物医学方面应用。目前,用于多孔钛材料制备方法有空间占位法、金属粉末注射成形和树脂浸渍钛替代技术等。其中着重叙述采用碳酸氢铵和尿素作为造孔剂使用空间占位法时在该材料的运用,并且对比不同造孔剂在该方法中的优缺点。此外进一步分析阐明因表面惰性问题而造成多孔钛材料在生物医学方面应用的制约因素。

高熵合金耐腐蚀性能与耐磨性研究进展

本文综述高熵合金的概念与特性,介绍增强高熵合金耐蚀性与耐磨性的几种方法,可通过掺杂和高熵合金的表面增强技术来改善其性能,以及微观结构对耐蚀性与耐磨性性能的影响进行一些总结,再对这些手段优缺点进行比较。最后对高熵合金的发展前景进行展望。

成分比例和温度调控对剪切增稠液流变性能的影响

以粒径为350 nm的二氧化硅和聚乙二醇200为原料,通过球磨的方式将不同比例的二氧化硅和聚乙二醇进行充分混合后得到剪切增稠液,并从剪切应力、剪切速率与黏度方面分析剪切增稠液的流变特性,研究二氧化硅质量分数和温度对黏度的影响.结果表明,在一定范围内,随着纳米二氧化硅含量增加和温度的降低,剪切增稠液的整体黏度逐渐增加,临界剪切速率逐渐减小,更易触发剪切增稠机制.

FeCoNiCrMn高熵合金的力学性能及耐腐蚀性能分析

FeCoNiCrMn高熵合金是目前性能最出色的单相高熵合金之一,成为了当前领域的研究热点.通过放电等离子烧结将FeCoNiCrMn高熵合金粉末烧结成块,并利用X射线衍射仪、硬度计、万能试验机、电化学工作站以及扫描电子显微镜等设备测试和分析了制备的FeCoNiCrMn高熵合金的晶体结构、力学性能和耐腐蚀性能.力学性能测试结果表明:随着烧结压力从30 MPa增加至50 MPa,合金的延伸率从45.2%提升至48.1%.电化学测试结果表明:在3.5 wt.%NaCl溶液和0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,FeCoNiCrMn高熵合金具有比1Cr18Ni9Ti不锈钢更低的腐蚀电位,更大的腐蚀电流密度,腐蚀类型主要以点蚀为主,在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中高熵合金抵抗高电位腐蚀的能力较强.

烧结压力对生物医用Ti-Nb-Zr-Mn合金显微组织与力学性能的影响

以单质金属粉末为原料,采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)法制备了力学性能优异的生物医用Ti24Nb4Zr3Mn合金,研究了烧结压力对Ti24Nb4Zr3Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同烧结压力下获得的Ti24Nb4Zr3Mn合金均为体心立方β相和斜方马氏体α"相双相合金。随着烧结压力的增加,α"相在烧结合金中分布更加均匀,合金的硬度和相对密度不断增加,极限抗压强度和塑性有明显的提高。在50 MPa烧结压下的合金拥有最优的力学性能,其硬度、极限抗压强度和断裂时塑性应变分别高达424 HV、2763 MPa和51.6%。

手性等离激元纳米结构制备及其应用

手性是自然界物质普遍存在的特征.手性等离激元纳米结构因其优异的光学活性近年受到业界广泛关注.介绍了手性的基本概念和表征方法,综述了3种常用的产生等离激元圆二色响应的纳米结构及其制备方法,总结了其在多方面的应用.纳米制造技术的发展促进了复杂的手性等离激元纳米结构“自上而下”的合成,与此相对应,手性模板和手性分子诱导的手性转移,则为手性纳米结构“自下而上”的湿化学合成提供了多种可行性.具有手性光学响应的等离激元纳米结构主要有3种类型.利用手性分子和非手性等离激元纳米颗粒之间的偶极—偶极相互作用可诱导PCD,但手性响应通常较弱.具有手性形状的单个纳米结构及非手性等离激元纳米颗粒构成的手性组装结构则可产生强烈的手性光学响应.手性等离激元纳米结构在手性光学器件、手性物质检测、手性催化和生物医学等方面展现了广阔的应用前景.

等离激元增强荧光的纳米结构、机制及其应用

基于等离激元纳米材料具有优异的光学调控性能,综述了等离激元荧光增强的基本机理,分别阐述了具有特定功能的等离激元增强荧光的纳米结构(PEFNSs)的构效关系,包括等离激元纳米核的材料、形状、尺寸、等离激元纳米颗粒(PNP)与荧光物质间的距离以及荧光物质种类对荧光增强的影响,最后综述了PEFNSs在生物传感器、生物成像和光热疗法和光动力疗法等生物医学领域中的应用,且其在生物、物理、化学等领域的应用具有重要意义。

放电等离子烧结温度对TiB_(2)/Al复合材料结构与性能的影响

以铝粉为基体、二硼化钛颗粒为增强体,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备TiB_(2)/Al复合材料,研究了不同烧结温度(500、525、550℃)对复合材料的物相组成、致密度、显微硬度、抗拉/抗压性能的影响。结果表明,所制备复合材料主晶相为α-Al,烧结温度高于525℃时析出少量TiB_(2)相;随着烧结温度升高,复合材料的致密度、硬度、抗拉强度和抗压强度均呈现先增大后减小的趋势,伸长率和压缩率则先减小后增大;烧结温度为525℃时,复合材料的综合性能最佳,致密度和显微硬度(HV)分别获得最高值98.57%和49.83,抗拉强度(84.9 MPa)和抗压强度(265.1 MPa)也达到最大值;烧结温度偏高时(550℃),材料内部形成孔洞,拉伸过程中出现穿晶断裂现象。