新型应力发光材料Ca_(5)Ga_(6)O_(14):Sm^(3+)制备及其性能

采用高温固相法成功制备出新型Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)应力发光材料。通过X射线衍射、扫描电镜、漫发射光谱、光致激发和发射光谱、荧光衰减曲线、应力发光光谱和热释光光谱等测试详细研究了Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的晶体结构、表面形貌、光致发光和应力发光性能及其发光机理。在404 nm激发下,Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)呈现出4个发射峰,分别位于562,599,642,715 nm,对应Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→6Hj(j=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征发射。随着Sm^(3+)离子掺杂浓度的增加,发光强度先增强后减弱,在x=0.07时获得最强发射,且衰减时间从1.92 ms缩短至1.30 ms。在滑动摩擦激发下可获得Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的应力发光发射带,且应力发光强度与施加应力满足线性增长,表明该材料在应力传感领域具有潜在应用价值。

复合相变储能材料的制备及强化传热研究进展

对相变储能材料的分类进行了介绍,对比了各类相变材料的优缺点。重点介绍了复合相变储能材料的制备方法和研究现状。进一步分析了国内外复合相变储能材料的强化传热途径、性能进展和发展方向。展望了开发新型高性能复合相变储能材料的研究方向。

V-Ti-Fe三元合金显微组织、氢传输行为及耐蚀性能研究

Nb-Ti-Fe双相合金已被证实具有优异的渗氢性能,有望成为替代传统Pd膜的渗氢材料。V和Nb同属于5B族,具有类似的物理化学性质,但是,V-Ti-Fe双相合金组织转变规律和渗氢性能至今无人研究。基于此,本工作对V-Ti-Fe三元合金的显微组织和渗氢行为开展了详细研究,并探索了热处理和电化学腐蚀对改善渗氢性能的可能性。研究结果表明:V-Ti-Fe三元合金体系中存在一个包共晶凝固反应,即L+TiFe_(2)→Bcc-(V,Ti)+TiFe(1626 K)。液相面投影图中存在三个相区,分别为TiFe相区、TiFe_(2)相区和Bcc-(V,Ti)相区。其中,TiFe相区合金室温组织由初生TiFe相和{Bcc-(V,Ti)+TiFe}共晶结构组成,TiFe_(2)相区合金室温组织由初生TiFe相、TiFe_(2)相和Bcc-(V,Ti)相构成,Bcc-(V,Ti)相区合金室温组织由初生Bcc-(V,Ti)相和TiFe相组成,渗氢性能测试证实了该系合金抗氢脆性能较弱。具体来说,上述三区域内部铸态合金在渗氢实验前均发生了不同程度的破碎,仅V_(2.5)Ti_(62.5)Fe_(35)合金能够渗氢,不过,该合金在渗氢后期发生断裂。最后,本工作采用电化学腐蚀和真空热处理两种方法改善该合金体系的渗氢性能,其中,V_(2.5)Ti_(62.5)Fe_(35)合金具有较高的耐腐蚀性能,经热处理后该合金的渗氢性能明显提升,其在623 K下的氢渗透性能为1.03×10^(-9)mol H_(2)m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-0.5)。

复合相变材料的制备及热性能研究进展

相变材料能够解决能量供求在时间与空间上不匹配的矛盾,是提高能源利用率和余热回收的有效方式。复合相变材料因其稳定的化学性质和较高的储能密度,成为近年来新材料研究的热点。介绍了复合相变材料的主要制备方法:多孔基体吸附法、微/纳胶囊包覆法、溶胶-凝胶法、高分子复合共聚法和静电纺丝法,讨论了各种制备方法的优势及不足。着重分析了复合相变材料储热性能、热循环稳定性及导热性能的研究进展,为新型高性能复合相变材料的深入研究提供理论依据。

纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料的制备及其催化水解氨硼烷的研究

首次通过化学还原法制备了纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料,在Co-Ni-B合金中掺入金属框架化合物Cu-BTC后有效地提高了复合材料的比表面积,其形貌由团聚的纳米粒子变成纳米多孔结构,复合材料的催化性能也得到显著的提高,用于催化氨硼烷的水解,表现出良好的催化活性。在30℃时,催化水解氨硼烷制氢的反应速率到达2 670mL/(min·g),其水解反应的活化能为22.4kJ/mol,与文献相比,表现出较大的优势。所制备的复合材料还具有良好的化学稳定性,表现出重要的应用前景。

磁场热处理对磁性吸波材料微波吸收特性的影响

采用高能球磨及热处理方法制备Nd11.76Fe82.36B5.88和Nd11.76Fe77.36Cr5B5.88粉体,借助X射线衍射仪和矢量网络分析研究磁场热处理对粉体组织结构和微波吸收特性的影响。结果发现:在热处理过程中,加入磁场可以促进Nd11.76Fe82.36B5.88粉体各铁磁性相和非铁磁性相的晶粒长大,使Nd11.76Fe82.36B5.88粉体反射率的最小值从普通热处理粉体的-14 dB降低到-24.3 dB,Nd11.76Fe77.36Cr5B5.88粉体的反射率最小值从普通热处理粉体的-30.5 dB降低到-48 dB;磁场热处理使Nd11.76Fe82.36B5.88和Nd11.76Fe77.36Cr5B5.88粉体的吸波带变窄,且在微波损耗过程中,磁损耗作用增大,而介电损耗作用减弱。

碳纳米管改性对环氧树脂复合材料热学和电学性能的影响

分别采用混酸(浓H_2SO_4和浓HNO_3)、浓HNO_3、浓NaOH及浓H_2SO_4/H_2O_2对碳纳米管(CNTs)在室温下进行表面处理,通过FTIR、SEM、DSC和TGA研究了各改性方法对CNTs/环氧树脂(EP)复合材料热性能和电性能的影响。结果表明,混酸处理使CNTs在EP中的分散性、EP的玻璃化温度和热分解温度都显著提高,其它3种方法也有这种作用,相比较而言,H_2SO_4/H_2O_2和HNO_3的改性作用稍差,而NaOH的最差。4种处理方法都使复合材料的导电性能、介电常数以及介电损耗显著下降,其中混酸处理使上述性能下降的程度最高,其次为H_2SO_4/H_2O_2处理,NaOH处理和HNO_3处理对电性能影响较小。

激光冲击法制备铜钨合金触头材料的组织及耐磨性能

为了提高铜钨合金的使用性能、细化组织、消除合金夹杂、微孔等缺陷,对铜钨合金进行激光冲击处理,分析了激光冲击法制备铜钨合金触头材料的显微组织及相结构,研究了其电导率和耐磨粒磨损性能。结果表明,激光冲击处理后,合金组织中的钨得到明显细化且均匀分布,由处理前超过100μm的大颗粒钨粉变成尺寸仅为4~7μm,冲击细化层厚度为1002μm;铜钨合金经过激光重熔处理后,相成分并没有改变,说明合金中的铜和钨在激光冲击处理过程中(Ar气氛保护)不发生化学反应,可以最大限度的保持原有的电学特性;激光冲击处理对电导率影响不大,可以满足使用要求;在相同磨损条件下,铜钨合金冲击层相对磨损速度较小,耐磨性较铜钨合金未处理试样提高1.55倍。

高储能密度玻璃陶瓷材料的研究进展

介绍了电介质材料储能密度的概念,综述了陶瓷及玻璃陶瓷用于储能介质材料的研究进展,重点分析了影响介质材料储能密度的若干因素,展望了玻璃陶瓷电容器在军事、混合动力汽车及生物医学上的应用前景,指出了今后高储能密度介质材料的发展方向。

AlN-堇青石玻璃复合材料的介电性能

为了研究热压温度和AIN含量对AIN-堇青石玻璃复合材料烧结和介电性能的影响，采用真空热压方法在900-1000℃低温烧结制备AIN-堇青石玻璃复合材料．利用X射线衍射、扫描电镜和阻抗分析仪对复合材料的微结构和介电性能进行了研究．结果表明，随着热压温度的提高，复合材料的相对密度增加，复合材料的介电常数和介电损耗减少；在一定的热压温度下，复合材料的介电常数和介电损耗随着AIN引入量的增加而增加．从复合材料的相组成和结构角度对以上结果予以解释，提高热压温度和增加α-堇青石数量均有利于降低复合材料的介电常数和介电损耗．制备的复合材料具有低的介电常数（5．6-6．5）和低的介电损耗（≤10^-3），有望用于微电子封装领域．

La_2O_3掺杂对BaSnO_3-BaBiO_3系NTC材料结构和电性能的影响

研究了La_2O_3掺杂的BaSnO_3-BaBiO_3系NTC材料的组成、相结构和断面形貌以及La_2O_3含量对电性能的影响。结果表明,样品在较宽温度范围内显示了良好的NTC效应;X射线衍射分析表明烧结体由钙钛矿结构的BaSnO_3和单斜结构的BaBiO_3组成;随着La_2O_3含量的增加,样品BaSnO_3-BaBiO_3的室温电阻率呈现先减小后增大的趋势。

Sr_2SiO_4:Eu^(2+)发光材料的燃烧法制备及其光谱特性

采用燃烧法制备Sr2SiO4:Eu2+发光材料。采用X线衍射仪、扫描电镜和荧光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光谱特性进行表征。研究结果表明:退火后样品的晶体结构属于正交晶系的α′-Sr2SiO4,掺杂Eu2+对晶体结构没有影响。荧光光谱测试表明:Sr2SiO4:Eu2+材料的激发和发射光谱均为宽带谱,激发和发射主峰分别为335 nm和493 nm,分别对应于Eu2+的4f7→4f65d1和4f65d1→4f7跃迁。随着点火温度的增加,激发和发射光谱强度均呈先增后降的变化。点火温度750℃时材料的激发和发射峰强度最大。随着Eu2+掺杂量的增加,Sr2SiO4:Eu2+材料的激发和发射强度均先增大,在掺杂0.01 mol Eu2+时达到最高值,而后随着Eu2+掺杂量的增大,激发和发射峰强度减小。制备的Sr2SiO4:Eu2发光材料有望用于白光LED领域。

硼氢化钠掺杂尿素复合材料的放氢性能研究

利用硼氢键[B-H]和氮氢键[N-H]之间的相互作用可以改善轻质金属硼氢化物的放氢性能。采用有机化合物尿素CO(NH2)2作为[N-H]键的来源,与硼氢化钠球磨复合。当硼氢化钠与尿素物质的量比为1∶1时,生成了一种新型的复合氢化物NaBH4·CO(NH2)2。该复合氢化物的放氢性能测试表明,起始放氢温度降低至120℃左右,加热到350℃时约有5.2%(质量分数)的氢气释放出来。

具有超高介电常数的海绵/炭黑-硼酸盐/硅橡胶复合材料

通过浸渍法制备了密胺海绵(MS)/导电炭黑-硼酸盐(CB@B)复合物,并进一步真空灌注硅橡胶(SR)后制备了MS/CB@B/SR复合材料。使用XRD、SEM对复合材料的物相、微观结构进行表征并测试了其导电与介电性能、压敏特性和吸波性能。研究发现,CB@B复合物利用MS模板在复合材料内部构建了三维逾渗网络,其导电逾渗阈值为1.48%(体积分数),CB与B对提高复合材料性能具有显著的协同作用。随着CB浓度提高,复合材料的导电性和介电常数逐步提高,当CB浓度为14mg/mL时,复合材料的体积电阻率最低可达到6.7×10^4Ω·cm,介电常数在1kHz时高达1.67×10^4,当样品厚度为3mm时,在30.97GHz处出现最低反射率(RL=-33.17dB),吸波带宽(RL<-10dB)为5.38GHz。当CB浓度为10mg/mL时,复合材料的电阻和介电常数还表现出较高的压缩应变灵敏度。

棒状纳米铁氧化物增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能

为解决连续碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)复合材料的层间失效问题,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的2种棒状纳米铁氧化物(FeOOH、Fe2O3)对复合材料进行增韧改性。采用双悬臂梁和端部缺口弯曲实验测试复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性GⅠC及Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,采用短梁剪切实验(SBS)测试复合材料的层间剪切强度。实验结果表明,纳米粒子添加量为EP基体的1%质量分数,2种棒状纳米铁氧化物的加入均能显著改善复合材料的层间剪切强度和层间断裂韧性,且FeOOH的改善作用明显优于Fe2O3。其中,FeOOH/CF/EP复合材料的SBS剪切强度为58.85MPa,较CF/EP复合材料提高了41%,GⅠC、GⅡC分别为0.685、2.28kJ/m2,较CF/EP复合材料分别提高了99%和29%。

甘蔗渣制备的多孔碳材料的储锂性能研究

针对商业化石墨的理论容量及其他碳基材料昂贵的制备成本等问题,需要寻找1种低成本的新型碳材料。以甘蔗渣为碳源,采用水热碱活化的方法制备多孔活性炭材料,并与传统活化方法制备的活性炭作对比。通过XRD、SEM、BET及电化学性能测试对多孔活性炭材料的性能进行表征。研究结果表明:作为锂离子电池负极材料,水热活性炭(HAC)表现出比传统方法制备的活性炭(TAC)更高的比容量及更好的循环性能(100次循环后仍保持371.3mAh/g的比容量),其主要原因在于HAC独特的分层多孔结构和高比表面积。

AC/PEDOT复合材料的制备及电化学性能

采用原位聚合法,在活性碳(AC)颗粒上生长聚3,4乙烯二氧噻吩(PEDOT)来制备活性碳/聚3,4乙烯二氧噻吩(AC/PEDOT)超级电容器复合电极材料,并研究不同配比复合材料的电化学性能。采用X射线衍射、扫描电子显微镜及傅里叶红外等技术对样品进行表征,采用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等方法对样品进行了电化学性能测试。结果表明,AC与PEDOT的复合可大幅度提高比容量,当n(AC)∶n(PEDOT)=10∶1,电流密度为1A/g时,比容量可达250F/g,比AC的比容量提高了95.3%,经1 000次充放电后,电容保持率为80.4%,具有循环稳定性能好,低内阻0.29Ω等优点,有望实现碳基超级电容器的小型化。

聚乙烯亚胺/聚乙二醇复合定型相变材料的制备及其热性能研究

为了解决聚乙二醇(PEG)相变材料的熔融泄漏问题,以PEG为相变材料,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为交联剂,聚乙烯亚胺(PEI)为大分子“硬段”骨架,通过化学接枝法制备了PEI/PEG(PP)新型复合相变材料。结果表明,制备的复合相变材料具有良好的定型能力,可以防止PEG在升温熔融过程中的泄漏;最佳制备条件下得到的PP_(7)的熔融和结晶的相变温度分别为325.0K和306.4K;熔融焓与结晶焓分别为128.8J/g和121.0J/g;该材料具有优异的相变储热性能。此外,复合相变材料在经过100次升/降温热循环测试后,相变温度和相变焓的变化均较小,显示了优异的热循环稳定性。

棒状纳米铁氧化物增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能

为解决连续碳纤维（CF）增强环氧树脂（EP）复合材料的层间失效问题,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性的2种棒状纳米铁氧化物（FeOOH、Fe2O3）对复合材料进行增韧改性。采用双悬臂梁和端部缺口弯曲实验测试复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性GⅠC及Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,采用短梁剪切实验（SBS）测试复合材料的层间剪切强度。实验结果表明,纳米粒子添加量为EP基体的1%质量分数时,2种棒状纳米铁氧化物的加入均能显著改善复合材料的层间剪切强度和层间断裂韧性,且FeOOH的改善作用明显优于Fe2O3。其中,FeOOH/CF/EP复合材料的SBS剪切强度为58.85MPa,较CF/EP复合材料提高了41%,GⅠC、GⅡC分别为0.685、2.28kJ/m^2,较CF/EP复合材料分别提高了99%和29%。

锌离子电池正极材料δ-MnO_(2)@氮掺杂碳纳米片阵列的构筑与电化学性能

为了解决二氧化锰电极电导率低的问题,通过在生长有金属有机骨架衍生的氮掺杂碳纳米片阵列(CC@CN)上生长超薄MnO_(2)片,制备了一种新型δ-MnO_(2)@氮掺杂碳纳米片阵列(CC@CN@MnO_(2)),此种独特的结构可提高电极的电导率,超薄的MnO_(2)纳米片可提供短的电子/离子扩散路径。利用扫描电镜对材料进行形貌分析,采用恒流充放电测试了材料的电化学性能。实验结果表明,Zn//CC@CN@MnO_(2)电池表现出了高容量和高倍率性能,在100 mA/g的电流密度下,达到了310.5 mA·h/g的比容量,在5 A/g的大电流密度下,放电比容量仍有115.6 mA·h/g。