Mo_(2)C-TiN_(0.3)复合材料的高温高压制备及性能

将Mo_(2)C和TiN_(0.3)粉体采用机械合金化和高温高压烧结相结合的方法进行分层烧结,并制备30%Mo_(2)C-70%TiN_(0.3)的烧结体复合材料,分析Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的物相组成、微观组织结构及力学性能。结果表明:Mo_(2)C和TiN_(0.3)间存在明显的相互扩散,且形成了2层不同的扩散层;随着烧结温度不断升高,Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的晶粒尺寸逐渐变大,会导致烧结体的机械性能变差;在烧结过程中有高硬高脆的MoC生成,能够维持Mo_(2)C-TiN_(0.3)烧结体的硬度在19.0~20.0 GPa,但会降低其断裂韧性。

(Ti,Nb)C_(x)复合材料的制备与性能表征

以TiC与过渡族金属Nb为原料,在机械合金化(mechanical alloying,MA)下制备多种非化学计量比的(Ti,Nb)C_(x)聚晶金刚石(polycrystalline diamond,PCD)刀具结合剂。通过X射线衍射仪对复合材料烧结体的物相组成等进行分析,再通过扫描电子显微镜对复合材料的断口形貌进行观察,并用维氏硬度计测量复合材料的硬度和断裂韧性。结果表明:在1300~1700℃的范围内,温度越高TiC和Nb的固溶程度越好;在同一烧结温度下,(Ti,Nb)C_(x)复合材料的硬度随着金属Nb占比变大而逐渐升高;在同一金属Nb占比下,温度越高Nb与TiC的固溶程度越好。同时,(Ti,Nb)C0.5复合材料的力学性能最优,在1600℃时达到硬度最大值23.0 GPa,且其断裂韧性最高为7.20 MPa·m^(1/2)。

高压技术及其在材料科学中的若干应用

介绍了高压科学中常用的几种高压发生设备,以及高压技术在材料科学中的若干代表性工作。物质在高压下发生物理、化学和结构等一系列变化。压力因此是发现新材料、新现象、新效应的源泉,在材料科学中起着越来越重要的作用。高压不仅是合成新材料的重要手段,而且在材料显微组织和性能调控方面作用明显,是发展高性能材料的重要途径。

高含量β相PVDF薄膜的制备技术及相形成机理研究进展

压电材料广泛应用于滤波器、微位移器、驱动器和传感器等电子器件中,在卫星广播、电子设备、生物以及航空航天等高新技术领域也有着重要的地位。压电材料主要分为单晶体压电材料、多晶体压电材料、高分子压电材料和聚合物-压电陶瓷复合材料。其中高分子压电材料如PVDF具有良好的柔韧性、优异的热电和铁电性能,从而受到学者的广泛关注。本文对溶液浇铸、静电纺丝和拉伸这三种制备高含量β相PVDF的工艺方法进行了总结,指出了工艺种类和工艺参数对β相生成的影响,探讨了不同加工工艺下相转变的机理,并对高含量β相PVDF薄膜制备技术、相形成机理及PVDF薄膜的应用发展趋势进行了展望。

高能球磨技术制备Fe_(78-x)MxSi_(13)B_9磁性材料

采用高能球磨技术制备Fe78-xMxSi13B9软磁非晶合金粉体,利用X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、扫描电镜和振动样品磁强计分析过渡金属元素M(Zr、Nb、Mo)的添加对合金粉体微观组织结构、热稳定性及软磁性能的影响。结果表明,Zr、Nb的添加有利于Fe-Si-B系合金的非晶转变,其最大过冷液相区ΔTx为70.62 K,玻璃转变温度Tg和开始晶化温度Tx分别为785.05、855.67 K;饱和磁化强度Ms为111 emu/g,矫顽力Hc约为2 028.443 A/m。

聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO_2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性。本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究。实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能。在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用。

镁基非晶复合材料制备、性能及应用的研究进展

综述了镁基非晶复合材料的制备,主要包括内生复合法和外加复合法;介绍了用这2种方法制得的镁基非晶复合材料的力学性能;讨论了其塑性变形机理,认为其综合力学性能得到很大改善的原因是在复合材料中的纳米相或第二相限制了剪切带的增殖和扩展。通过介绍其腐蚀性能发现,目前这方面的研究还较少,并介绍了镁基非晶复合材料目前的工程应用,提出将来的研究重点应是镁基非晶复合材料的制备和耐腐蚀性能。

反应烧结制备TiC-Ti_3SiC_2梯度材料

采用Ti、Si、TiC粉末为原料,通过放电等离子反应烧结制备TiC-Ti3SiC2梯度功能材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段,分析梯度材料的相组成和微观结构特征。结果表明,采用放电等离子烧结,升温速度为100℃/min时,在1 350℃保温15 min、加压40 MPa,可制备出由TiC、TiC-20%Ti3SiC2、TiC-60%Ti3SiC2和Ti3SiC2（均为质量分数）4层组成的致密TiC/Ti3SiC2梯度功能材料。该梯度材料的各个分层均由TiC和Ti3SiC2两相组成。烧结后TiC晶粒有所长大,在TiC层中,TiC晶粒尺寸约4~10μm。反应生成的Ti3SiC2可抑制TiC晶粒长大,随着层中Ti3SiC2含量增加,TiC晶粒逐渐减小。Ti3SiC2晶粒呈板条状,长约10μm,宽约4μm。含Ti3SiC2梯度层间的界面结合较好,有一定厚度的过渡层。各层的硬度值随TiC含量的增加而增加。

机械合金化+热处理制备Ti_3AlC_2材料

采用3Ti/1.1Al/2C粉体为原料,通过机械合金化与热处理,制备高纯Ti3AlC2材料。采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析与表征。结果表明,3Ti/1.1Al/2C粉体机械合金化9 h后,元素粉末间会发生化学反应,合成了TiC和Ti3AlC2的复合粉体材料。粉体材料的晶粒比较细小,颗粒直径约为0.5～2μm。同时产物中有一些坚硬、细小的块体出现,小块体中的TiC和Ti3AlC2晶粒发育良好,TiC晶粒大小约2μm,Ti3AlC2晶粒长约10μm、宽约2μm。对得到的机械合金化粉体进行热处理,经900℃保温2 h可获得组织细小（颗粒直径0.5～1μm）、高纯（96.6%）的Ti3AlC2材料。继续升温,会导致Ti3AlC2材料分解。温度升至1 300℃时,物相分析表明试样仅由TiC相组成,组织致密,TiC晶粒大小约5～10μm。

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）结合能谱仪（EDS）分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。

高压技术在热电材料研究中的应用

热电材料可实现热能和电能的直接相互转化,因而备受关注。近年来,随着热电材料研究的持续深入,其制备技术也有了长足发展。高压技术不仅在新材料合成中有着重要的地位,而且在材料显微组织和性能调控方面也作用明显,是发展高性能材料的重要途径。文章通过讨论高压技术在方钴矿、Bi2Te3基、Pb Te基、Mg2Si等类型热电材料合成与性能调控中的应用,展示了高压技术在热电材料研究中的独特优势,并指出高压技术为探索提高功率因子的有效途径提供了有力工具。

C/C材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结技术的研究

利用各种涂层技术在C/C复合材料制备抗氧化涂层是解决其在高温有氧环境中安全可靠使用的关键问题。本文主要研究了C/C复合材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结的制备工艺。结果表明,烧结温度在1200℃~1400℃范围内均可制得与基体结合紧密的SiC涂层;1300℃保温烧结1 min制备的SiC层无裂纹,与基体结合紧密,粒径5~10 µm,并在1400℃的大气气氛下具有良好的抗氧化性能。

石墨烯/Si/SiO_(x)纳米复合材料的制备及储锂性能研究

本文以三乙氧基硅烷为原料,在氧化石墨烯悬浮液中采用原位溶胶-凝胶反应和随后的H2/Ar气氛下热还原反应制备了石墨烯/Si/SiO_(x)(G//Si/SiO_(x))纳米复合材料。G//Si/SiO_(x)纳米复合材料中,粒径约20 nm的Si纳米粒子分布到非晶SiO_(x)基体中组成粒径为100~200 nm的Si/SiO_(x)纳米球随机分布在二维石墨烯片表面和层间。G//Si/SiO_(x)电极独特的纳米结构能够提供快速的电子传递通道和有效缓解循环过程中Si纳米粒子体积变化,促使电极具有良好的电化学储锂性能。作为锂离子电池负极材料,G//Si/SiO_(x)电极在电流密度200 mA/g下呈现出722.45 mAh/g的高初始可逆容量,300个循环后,可逆容量高达853.76 mAh/g,以及优异的倍率性能。

结合剂比例和cBN粒度配比对PcBN复合材料微观结构和性能的影响

在高温高压条件下制备了聚晶立方氮化硼(PcBN)复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究了结合剂配比和立方氮化硼(cBN)粒度对PcBN复合材料的成分、微观结构、显微硬度和磨耗比的影响。实验结果表明:在压力5.5 GPa,温度1400℃,保温10 min的烧结条件下,当V(TiN_(0.3))∶V(AlN)=70∶30时,PcBN复合材料性能较为优异,硬度最高达到22.7 GPa,磨耗比达到149.2;当PcBN复合材料中cBN粒度组合为V(0.5~1μm)∶V(2~5μm)∶V(5~10μm)=3∶5∶2时,颗粒之间的堆积密度达到最高,性能也达到最优。

塑性热电材料研究进展及展望

近年来,以Ag_(2)S为代表的塑性热电材料研究取得显著进展.该类材料因具有较低的滑移势垒和较高的解理能,表现出优异的室温塑性,并可通过固溶优化实现塑性和热电性能的协同提升.最新研究表明,Mg_(3)Bi_(2)基单晶材料在塑性变形能力和室温热电性能方面综合表现更佳.微观结构表征及理论计算分析揭示了位错滑移在Mg_(3)Bi_(2)单晶塑性变形过程中的关键作用,特别是多个滑移系表现出较低的滑移势垒.这些发现不仅深化了对塑性热电材料微观变形机制的理解,还为优化材料性能和开发新型柔性热电器件奠定了重要基础.未来将这些材料应用于实际器件仍面临热稳定性、化学稳定性和界面接触等挑战,这些问题的解决将推动塑性热电材料在柔性电子领域的应用.

纳米材料制备的电化学传感器在水合肼检测中的应用研究进展

综述了近年来纳米材料(贵金属、金属氧化物、金属硫化物、碳基复合材料及其他材料等)应用于电化学传感器的制备,并将其用于水合肼的检测的研究进展,对其发展前景进行了展望(引用文献51篇)。

SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的制备与性能

综述了国内外关于放电等离子体烧结(SPS)制备CNTs/Cu纳米复合材料的研究成果,总结了目前CNTs/Cu纳米复合材料制备中的关键问题,即CNTs的均匀分散问题。针对此给出了主要的分散方法,并分别对各种分散方法和试验结果进行了简要的概述。归纳了SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的物理和力学性能,在此基础上讨论了CNTs在Cu基纳米复合材料中的强化作用。

一种具有潜在的电致发光性能的苝酰亚胺衍生物的合成及其薄膜的电化学制备

以3,4,9,10-苝四酸二酐为原料,合成了苝酰亚胺衍生物—N,N’-二异辛基1,7-(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PITD),利用傅立叶红外光谱(FT-IR),核磁共振氢谱(H1NMR)表征了中间产物及目标产物的化学结构。通过PITD在二氯甲烷稀溶液和滴膜的紫外吸收光谱和荧光光谱的分析,证明PITD是一种具有电致发光性能的化合物,然后通过水合肼的作用将PITD制成用于电沉积制膜的电解液,利用XRD和SEM研究了电沉积法制备PITD薄膜的结构及形貌。

异质结构金属材料的研究进展

传统金属材料的强度与塑性之间存在的倒置关系在一定程度上限制了其应用范围,而异质结构金属材料作为一种新型的复合材料,表现出传统均质材料无法企及的综合力学性能(如高屈服强度、高延展性和高断裂韧性等),本文从异质结构金属材料的定义开始,对当前主流异质结构材料的类型进行了阐述,归纳总结了异质结构金属材料在微观层面上软区与硬区相互作用的强韧化机理(如异质结构变形诱导强化、应变分配、延迟颈缩、界面影响区等),并对异质结构金属材料的性能提升进行了展望。

热电材料及其高压合成

着重分析了高压合成技术在方钴矿、Bi_(2)Te_(3)基、SnSe基、PbTe基、Mg_(2)Si基等典型热电材料的制备及性能调控中的应用,阐释了该技术在推动热电材料发展的独到之处,对高压合成技术在热电材料领域今后的研究发展方向进行了展望。