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2015年 第44卷 第9期
刊出日期：2015-09-15

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基于纳米划痕实验和有限元仿真的KDP晶体断裂性能研究

汪圣飞;安晨辉;张飞虎;王健;雷向阳;张剑锋

2015, 44(9):  2325-2329. 

摘要 ( 2 )   PDF (1667KB) ( 11 )  

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通过变深度纳米划痕实验对KDP的断裂特性进行了研究,测量了在KDP晶体(001)晶面上沿不同方向进行划痕实验时首条裂纹出现的位置.随后建立了该划痕过程的有限元模型,计算得到了导致KDP晶体沿不同方向发生断裂时的拉应力,并解释了划痕实验中出现微裂纹和崩坑的原因.结果表明,在KDP晶体(001)晶面上沿0°方向加工时材料最容易发生断裂,对应的拉应力为107 MPa;而沿45°方向时材料表现出较好的可加工性能,此时导致KDP晶体发生断裂的拉应力为160 MPa.

不同EDTA添加剂浓度下ZTS溶液诱导期及其成核特性研究

宋洁;李明伟;尹华伟

2015, 44(9):  2330-2337. 

摘要 ( 2 )   PDF (889KB) ( 9 )  

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测定了25℃下,添加不同浓度的EDTA后,不同过饱和比下ZTS溶液的诱导期,研究了掺杂浓度及过饱和比对ZTS溶液成核的影响.研究显示,当溶液处于较高过饱和比时(S＞1.13),均匀成核占主导;而在较低过饱和比时(S＜ 1.11),则以非均匀成核为主.利用经典成核理论对实验所得数据进行分析,计算得到了界面张力、临界核形成功、临界核半径等成核特性,发现了溶液过饱和比及掺杂浓度对成核速度的影响,解释了添加EDTA能提高溶液稳定性的原因.利用界面张力的值计算得到了表面熵因子.

射频功率对ITZO薄膜结构、形貌及光电特性的影响

童杨;王昆仑;刘媛媛;李延辉;宋淑梅;杨田林

2015, 44(9):  2338-2342. 

摘要 ( 3 )   PDF (1259KB) ( 11 )  

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在室温下采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了200 nm厚的铟锡锌氧化物(ITZO)薄膜,研究了不同功率下薄膜结构、形貌、光学和电学性能的变化规律.结果表明,ITZO薄膜为非晶薄膜并且有着良好的光电特性,其平均光学透过率超过了84;,载流子霍尔迁移率高达24 em2·V-1·s-1.随着射频功率从50 W上升到100 W,薄膜的光学带隙从3.68 eV逐渐增加到3.76 eV.研究发现,薄膜的电学性能强烈依赖于射频功率.随着功率的增加,薄膜的电学性能呈现出先变好后变差的变化规律.当射频功率为80 W时,ITZO薄膜拥有最佳的电学性能,其电阻率为3.80×10-4Ω·cm,载流子浓度为6.45×1020 cm-3,霍尔迁移率为24.14 cm2·V-1· s-1.

微重力下静态磁场对浮区法硅单晶生长的影响

邹勇;张银;唐硕捷;马建军;黄护林

2015, 44(9):  2343-2349. 

摘要 ( 3 )   PDF (1724KB) ( 15 )  

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考虑晶体生长界面的变形,利用有限体积方法对侧面加热的空间全浮区法硅单晶生长中熔区内的热质传输、流场及晶体生长界面位置和形态特征进行了数值研究.应用不同中等强度的轴向磁场和勾型磁场对硅熔体内的热毛细对流进行抑制.分析了静态磁场不同强度下熔区中的对流模式,研究表明,轴向和勾型磁场均能有效抑制熔体内的对流,并将热毛细对流挤压到自由表面附近.轴向磁场可有效抑制熔体的径向流动,但难以有效抑制轴向对流;勾型磁场则可以达到更好的控制熔体对流的效果.对不同强度下的固液面形态及位置分析发现:轴向磁场下固液面基本和无磁场时的重合,但磁场强度较小时固液面在自由表面边缘处向单晶侧有个凸起;勾型磁场作用下的固液面比较平滑,其中心区域较无磁场时整体向z轴正向偏移.研究结果可对浮区法晶体生长中获得高质量晶体提供帮助.

PI衬底n-i-p结构非晶硅薄膜太阳能电池的制备

李旺;刘石勇;刘路;王仕鹏;黄海燕;牛新伟;陆川

2015, 44(9):  2350-2353. 

摘要 ( 1 )   PDF (1627KB) ( 11 )  

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利用传统硅薄膜太阳能电池生产设备、以硬质玻璃为载板,在低透光率的聚酰亚胺(PI)衬底上制备了n-i-p结构的单结非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池组件,并通过掩膜绝缘和激光划分绝缘组合的方式在同一块PI衬底上实现了多节电池串联一体的结构.封装后电池组件的有效发电面积的转化效率达到5.13;,电池的转化效率还存在较大的提升空间.

光学浮区法生长掺锡氧化镓单晶及性能研究

张小桃;谢建军;夏长泰;张晓欣;肖海林;赛青林;户慧玲

2015, 44(9):  2354-2358. 

摘要 ( 7 )   PDF (1200KB) ( 39 )  

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作为垂直结构的GaN基LED新型衬底材料,β-Ga2 O3单晶已经引起了人们的广泛关注.β-Ga2O3单晶的导电性是通过掺杂来实现的,Sn4掺入是其中一种很好提高-Ga2O3导电性的方法.利用光学浮区法生长了尺寸为5×20 mm2,掺杂浓度为10;的掺锡氧化镓单晶(Sn∶ β-Ga2O3),并对Sn∶ β-Ga2O3单晶的缺陷密度、导电和荧光光谱特性进行了研究.结果表明:实验制得Sn∶β-Ga2O3样品的线缺陷约为6.51×105/cm2,掺入Sn4+杂质后β-Ga2 O3的电导率增加,样品的最高电导率为2.210 S/cm,同时Sn4+的掺入会抑制β-Ga2O3的红绿光发射.

立方相KTa0.67Nb0.33O3晶体的系列相变研究

张娜娜;潘晓茹;宋明君;王继扬

2015, 44(9):  2359-2362. 

摘要 ( 2 )   PDF (1176KB) ( 12 )  

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采用拉曼散射技术研究了立方相KTa0.67Nb0.33O3晶体的系列相变,从声子角度分析了各相变特点.降温过程中立方-四方和四方-正交相变分别发生在-29℃和-95℃左右,正交-三方相变可能发生在-150℃左右.最后简单讨论了晶体的相变机制和居里点与晶体组分的关系,并比较分析了居里点的实验值与理论值的差异.

KCl辅助EDTA水热合成t-LaVO4∶Eu3+粉体

王莉丽;许茜;刘连利;张帆;宋秋实

2015, 44(9):  2363-2368. 

摘要 ( 1 )   PDF (1694KB) ( 11 )  

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以LaCl3·nH2O、Eu2O3和NH4VO3为原料,采用KCl和EDTA为辅助剂,在较高pH值下水热合成了t-LaVO4∶Eu3+粉体.通过添加KCl和EDTA的不同组合,分析了对LaVO4∶Eu3粉体微观结构及荧光性能的影响.结果表明:当初始溶液pH=11和12时,添加KCl+EDTA可制备单一四方相LaVO4∶Eu3+粉体,并推断了LaVO4∶Eu3+晶体的形成机理.加入KCl影响了LaVO4∶Eu3的晶体结构,使LaVO4∶Eu3+粉体颗粒尺寸增大,荧光性能增强.当Eu掺杂摩尔浓度为5;时,LaVO4∶ Eu3+束状棒有最高的红光发射强度.

Yb掺杂量对SrCeO3固体电解质导电性能的影响

张超;雷洋;刘晓鹏;李帅;何迪;张华;吕琴丽;吴云翼;蒋利军

2015, 44(9):  2369-2372. 

摘要 ( 1 )   PDF (660KB) ( 11 )  

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通过固相反应法制备了Yb掺杂量分别为5;、10;和15;的SrCeO3电解质陶瓷粉体,通过Fullprof对SrCeO3电解质粉体的XRD图谱进行了全谱分析.通过电化学阻抗谱法对烧结电解质在不同气氛下的导电性能进行了表征.结果表明,600～ 800℃温度范围内当Yb掺杂量为10;时,经过密度修正后理想致密的SrCeO3电解质具有最高电导率,在含水氢气气氛中800℃下电解质总电导率可以达到8.2×10-3 S/cm.当Yb掺杂量为15;时电解质中出现Yb3O4第二相,导致电解质总电导率有所降低.在不同气氛中电解质电导率由低到高的顺序为:干燥氩气＜湿润氩气＜干燥空气＜干燥氢气＜湿润空气≈湿润氢气.

(001)晶面主导的TiO2纳米片表面的F-对其光催化性能的影响

赵逢焕;董博华;石良;苏革;高荣杰;柳伟;曹立新

2015, 44(9):  2373-2378. 

摘要 ( 1 )   PDF (1766KB) ( 11 )  

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采用水热法以HF为晶面控制剂制备了TiO2纳米片,并用NaOH溶液对其处理,以甲基橙、甲基紫、罗丹明B和亚甲基蓝四种染料为降解对象,研究了处理前后TiO2纳米片的光催化性能并提出了机理.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试对处理前后TiO2纳米片的结构、形貌以及表面组成进行了表征.结果表明用NaOH溶液处理前后,样品均为边长24 nm、厚度6～7 nm、(001)晶面含量为84;的锐钛矿TiO2纳米片,但是处理后的样品表面F-、表面羟基和吸附水的数量都减少了,而且处理后样品的光催化活性降低.未经NaOH溶液处理的样品具有更高的光催化活性,归因于氟较氧更强的电负性可使TiO2表面吸附更多的水,促进了价带空穴对水的氧化,从而生成更多的羟基自由基.

粉煤灰综合利用过程中斜托勃莫来石晶体化学行为研究

何光辉;孙俊民;魏小芬;王成海;陈瀛;陈敬中

2015, 44(9):  2379-2384. 

摘要 ( 1 )   PDF (2138KB) ( 12 )  

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采用了粉末X线射线衍射法测定晶体结构分析等现代测试分析方法,对粉煤灰综合利用过程中生成的斜托勃莫来石(Clinotobermorite)的晶体结构与晶体化学进行了研究.其晶体化学式为Ca5(Si6O17)(H2O)5;空间群C1;a=1.1274 nm,b=0.7344 nm,c=1.1468 nm;α =99.18°,β=97.19°,γ=90.03°.晶体结构中硅氧骨干以八方环为基本结构单元,Ca、O、H、OH配位多面体存于环与环之间,水分子位于八方环中心和八方环层间位置,硅氧八方环平面(与c、b面平行)沿a轴方向堆砌成八方管孔状,八方管孔结构又以似层形式排列成斜托勃莫来石晶体结构.斜托勃莫来石纳米晶片,以随机方式堆垛形成纳米、微米多孔状集合体.斜托勃莫来石可与高分子材料很好复合,可以有效吸附重金属和有机分子.这是一类新型复合材料原料,晶体结构中有纳米孔洞效应,聚合体中有纳米-微米的孔隙效应等.

双辉等离子体表面冶金金属化CVD金刚石自支撑膜研究

高雪艳;钟强;李晓静;黑鸿君;高洁;申艳艳;贺志勇;刘小萍;于盛旺

2015, 44(9):  2385-2389. 

摘要 ( 7 )   PDF (1620KB) ( 19 )  

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采用双辉等离子表面冶金技术,在金刚石自支撑膜表面制备了W金属层.借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等分别对金属化后的金刚石膜的微观形貌、元素分布及物相组成进行了表征与分析;并通过测试Ag-Cu钎焊的金刚石膜-硬质合金刀片样品的剪切强度,评价金属层与金刚石膜的结合强度.实验结果表明:所制备的W金属层连续、致密,由大量纳米尺度的颗粒状团聚物构成;在金属层与金刚石界面一定深度区域内,存在W和C元素的相互扩散,并且反应生成了WC、W2C等金属碳化物颗粒,表明金属层与金刚石膜之间已形成了牢固的化学键合.

Y、V共掺杂CaBi4Ti4O15陶瓷的结构及电性能研究

李丹洋;何新华;符小艺

2015, 44(9):  2390-2393. 

摘要 ( 1 )   PDF (1132KB) ( 11 )  

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采用固相烧结法制备了Y、V共掺杂的CaBi4Ti4O15陶瓷(简称CYBTV).Y、V共掺杂有利于陶瓷晶粒沿c轴方向生长,提高瓷体致密度.测量和分析了不同频率下CYBTV陶瓷的交流电导率σ.c和直流电导率σdc随温度(300～ 1150 K)的变化以及陶瓷的复阻抗谱.σac在不同温区表现出不同程度的频率和温度相关性:在低温区,σac随着频率的升高而增大;在高温区,σac随着温度的升高而增大.CBT基材料的复阻抗响应主要与晶粒电阻电容有关,Y、V共掺杂后,陶瓷的晶粒电阻率显著增大,从而导致材料电阻率的提高.

BiOBrxI1-x半导体微球的制备、热稳定性及其光催化性能

方稳;余长林;李家德;朱丽华;陈建钗

2015, 44(9):  2394-2401. 

摘要 ( 4 )   PDF (2355KB) ( 14 )  

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采用溶剂热法制备了一系列花状BiOBrxI1-x复合微球.利用X射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)等手段考察了BiOBrxI1-x复合微球的热稳定性、相组成、形貌、光吸收性能和光催化活性随煅烧温度的变化规律.结果表明,BiOBrxI1-x复合样品的热稳定性小于BiOBr而高于BiOI.在煅烧过程中BiOBrxI1-x逐渐失去碘元素而转变为Bi5O7I,至500℃以后,复合物主要以溴氧铋化合物为主.BiOBrxI1-x在450℃以上煅烧其球形结构遭到破坏,同时比表面积迅速减小.BiOBr0.25 I0.75,BiOBr0.5I0 5光催化活性要高于单纯BiOBr与BiOI.复合样品经过不同温度煅烧后,光催化活性均呈现了不同程度的降低.高温煅烧所引起碘元素的流失、微球结构的破坏,比表面积的减少等因数导致了光催化活性的降低.

反应烧结法合成铁铝尖晶石晶体的XRD结构精修

陈俊红;闫明伟;宿金栋;李斌;陈海洋;孙加林

2015, 44(9):  2402-2406. 

摘要 ( 2 )   PDF (1144KB) ( 12 )  

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以分析纯氧化铁和分析纯氧化铝为原料,按照质量比Fe2O3∶Al2O3 =44∶56进行配料,压制成φ25 mm×35mm试样.成型后的试样在保护气氛下加热至1600℃并保温6h.用XRD、SEM、EDS和XPS等对试样进行了表征和分析.结果表明:于1600℃和保护气氛条件下合成了高纯度铁铝尖晶石,且为均—物相,其中的铁离子主要以+2形式存在;Fe2、Al3均在尖晶石结构中的四面体和八面体位置有所占位,XRD结构精修给出其结构式为(Fe0.837 Al0.163)Ⅳ(Fe0.163Al1.837)ⅥO4 000.

Ni-Al复合添加剂对超重力场燃烧合成TiB2基陶瓷组织性能的影响

尹德军;赵忠民;张龙

2015, 44(9):  2407-2411. 

摘要 ( 1 )   PDF (1635KB) ( 13 )  

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通过在(B4C +Ti)体系中依次增加Ni-Al复合添加剂质量分数直至25;,采用超重力燃烧合成工艺,制备出系列TiB2基多相陶瓷.经XRD、FESEM、EDS分析,发现陶瓷基体由TiB2片晶、TiC晶粒及分布其间的NiAl合金相组成.增加Ni-Al复合添加剂质量分数直至15;,因促进陶瓷致密化、基体细化与组织均质化,增大TiB2基体相对陶瓷自增韧机制的贡献,故陶瓷相对密度、硬度、弯曲强度与断裂韧性均达到最大值,即分别为99.3; 、22.6±1.8GPa、948±52 MPa与13.6±1.1 MPa· m1/2.

溶胶凝胶法制备耐高温SiZrOC陶瓷纤维

苏冬;段浩智

2015, 44(9):  2412-2416. 

摘要 ( 1 )   PDF (1177KB) ( 11 )  

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以二氯氧化锆(ZrOCl2)为锆源,利用其与硅氧烷单体(正硅酸乙酯TEOS和二甲基二乙氧基硅烷DMDES)的溶胶凝胶反应,获得了聚硅锆氧碳(PZSO)凝胶纤维,并通过改变ZrOCl2和水的加入量优化了体系的纺丝性能.PZSO凝胶纤维经干燥和热解获得了SiZrOC陶瓷纤维,在1000℃保持高的陶瓷产率(84.7wt;).扫描电镜观察SiZrOC纤维表面均匀光滑致密,并保持了热解前PZSO纤维的圆形截面结构.红外光谱分析显示纤维中Zr连入Si-O四面体,表明通过ZrOCl2,TEOS和DMDES的共缩聚反应形成了=Zr-O-Si;桥键.这种SiZrOC陶瓷纤维在氩气气氛中高温热处理到1500℃失重小于5wt;,表明它在高温环境下具有优异的高温稳定性.

离子液体[Bmim]BF4辅助制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

张利锋;高玉双;刘毅;郑鹏;黄剑锋;郭守武

2015, 44(9):  2417-2421. 

摘要 ( 1 )   PDF (1200KB) ( 11 )  

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以七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)与六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4)为添加剂,70℃下反应2h制备了Fe3O4纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及热重分析(TG)等方法对样品的结构和形貌进行表征,并测试了所合成样品的磁性能.实验结果表明:离子液体辅助制备的Fe3O4纳米粒子形貌较为均一,呈近似球状,平均直径约为14 nm,产品在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为60.66 emu/g.利用密度泛函理论(DFT)计算模拟了Fe3O4分别与离子液体和水相互作用的电子结构,发现离子液体通过阴离子的桥联,更易吸附在Fe3O4晶粒表面.

类石墨烯二硫化钼结构演变行为研究

蔡聪聪;黄仲佳;刘明朗;王刚;段园培

2015, 44(9):  2422-2426. 

摘要 ( 1 )   PDF (1614KB) ( 12 )  

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采用液相超声剥离法制备圆形类石墨烯二硫化钼,研究类石墨烯二硫化钼的形貌演变特征.结果表明,与二硫化钼晶体相比,类石墨烯二硫化钼呈半透明态,边角趋向圆滑.采用规则的球状多面体二硫化钼颗粒,经过液相超声法剥离,制备了圆形的类石墨烯二硫化钼晶体.分析认为MoS2晶体的键能释放是获得圆状类石墨烯二硫化钼的主要原因.晶体形貌的演变过程为:近球状无定形二硫化钼经过高温晶化变成球状多面体二硫化钼;球状多面体二硫化钼经过液相超声法剥离变成圆状的类石墨烯二硫化钼.

阶梯型复合刀具CVD金刚石涂层制备工艺及应用研究

向道辉;张玉龙;马国峰;秦强;张磊

2015, 44(9):  2427-2432. 

摘要 ( 3 )   PDF (2621KB) ( 12 )  

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针对加工阶梯孔类的阶梯型复合刀具,采用热丝辅助化学气相沉积技术(HFCVD),通过超声辅助酸碱两步预处理法,并且采用钽丝上下两层平行布置的沉积装置,调节生长参数,研究了YG6硬质合金阶梯型复合刀具的金刚石涂层制备技术.为了研究涂层性能,以含少量石棉的复合纤维刹车片作为加工对象,分别对比实验了金刚石涂层和未涂层刀具的钻削性能.结果表明:相对传统单层热丝沉积工艺,采用双层热丝布置方式,在涂层过程中能使切削刃各个部分的温度保持平衡稳定,使得阶梯复合刀具每个切削刃都能均匀地涂上一层金刚石薄膜.采用该方法沉积的金刚石涂层阶梯复合刀具在钻削过程中具有良好的切削性能及附着强度,特别是在高速加工中金刚石涂层阶梯复合刀具在轴向钻削力及扭矩方面都小于未涂层刀具,金刚石涂层阶梯复合刀具在钻削刹车片阶梯复合孔加工中具有显著的优势.

钛酸锶钡陶瓷晶粒生长动力学研究

陈杰;车明超;李阳;闫峰

2015, 44(9):  2433-2437. 

摘要 ( 16 )   PDF (1153KB) ( 14 )  

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采用钛酸四丁酯、硝酸钡和硝酸锶为原料的微波水热法在70℃,10 min的工艺参数下合成钛酸锶钡纳米颗粒;通过对纳米粉体造粒、成型、排胶和烧结等工艺处理制备了钛酸锶钡陶瓷;研究了陶瓷晶粒生长动力学以及烧结温度、烧结时间对陶瓷的影响.采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜分别对粉体的形貌和陶瓷的表面形貌进行分析.研究表明,钛酸锶钡基陶瓷晶粒生长机制可以用TPRE模型来描述,确定了晶粒生长激活能为238.6 kJ/mol,陶瓷比较适宜的烧结温度为1240℃.

Ba1-x(Na0.5Bi0.5)xZr0.1Ti0.9O3陶瓷的制备及性能研究

范明月;张晓燕;倪波;孙桂芳;齐西伟;包立;钟瑞霞

2015, 44(9):  2438-2442. 

摘要 ( 2 )   PDF (1187KB) ( 8 )  

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采用固相法制备Ba1-x(Na0.5Bi0.5)xZr01Ti0.O3(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)陶瓷,并研究Bi、Na共同掺杂对BaZr01Ti0.9O3陶瓷结构、相组成、介电和铁电性能的影响.研究表明,Bi、Na共掺杂可以降低BaZr01Ti0.9O3陶瓷的烧结温度,并且在现有的掺杂水平下,所得陶瓷均为单一钙钛矿结构.陶瓷的相对介电常数在x=0.05时,由未掺杂的800增至最大值1700左右.陶瓷的介电损耗随Bi、Na掺杂量的增加,呈增加趋势.铁电性研究表明,随Bi、Na掺杂量的增加,存在漏电流增大的趋势,使得铁电性恶化,当含量超过0.1后呈现非铁电性.由以上可知,掺杂少量的Bi、Na,可以在一定程度上提高BaZr0.1Ti0.9O3陶瓷的介电性.

含旋转对称性孔的二维声子晶体带隙特性研究

严珠妹;赵寰宇;汪越胜

2015, 44(9):  2443-2449. 

摘要 ( 4 )   PDF (2659KB) ( 9 )  

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利用有限元法计算了旋转对称性孔体系声子晶体的能带结构,分析了希腊十字和旋转玫瑰孔的几何参数对它们的带隙影响,结合带隙边界的振动模态,阐述了带隙的产生机理.结果表明:希腊十字孔和旋转玫瑰孔体系声子晶体容易打开多个较宽频率带隙;该类型结构谐振单元能够很好局域弹性波,带隙边界振动模态呈现为旋转模态,有利于打开带隙.这些研究结果可能为设计多孔轻质减振复合材料具有重要的参考价值.

PVD-TiAlN和PVD-TiAlSiN涂层氮化硅刀具的切削性能研究

曾俊杰;龙莹;伍尚华

2015, 44(9):  2450-2455. 

摘要 ( 4 )   PDF (1716KB) ( 11 )  

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采用物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)工艺在氮化硅陶瓷刀具表面分别沉积TiAlN和TiAlSiN涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)研究TiAlN和TiAlSiN涂层表面形貌和微观结构,X射线衍射仪(XRD)研究涂层晶体结构,显微硬度计表征涂层硬度.采用TiAlN和TiAlSiN涂层氮化硅刀具对灰铸铁进行连续干切削试验,分别研究TiAlN和TiAlSiN涂层对刀具寿命、磨损性能的影响,并探讨涂层刀具磨损机理.实验结果表明:TiAlSiN涂层晶粒比TiAlN涂层细小,从而具有更高的表面硬度.TiAlN涂层可将氮化硅陶瓷刀具寿命提高50;左右,TiAlSiN涂层可将刀具寿命提高1倍.切削过程中,TiAlN涂层刀具在磨损初期的主要磨损机理是磨粒磨损和少量粘结磨损,而后转为严重的粘结磨损;而TiAlSiN涂层刀具主要的磨损机制为磨粒磨损和粘结磨损.

二维碳化物晶体Ti2C的制备与表征

刘凡凡;周爱国;王李波;李赛赛;李正阳

2015, 44(9):  2456-2459. 

摘要 ( 4 )   PDF (710KB) ( 13 )  

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以Ti2AlC为原料,采用浓度为10;、20;、40;的氢氟酸酸刻蚀Ti2 AlC粉体,制备出具有类石墨烯结构的二维碳化晶体Ti2C.40;氢氟酸对细度为500目的Ti2 AlC进行刻蚀,0.5h后,试样的主晶相已为Ti2C二维晶体;Ti2 AlC细度为325目时,刻蚀6h后,主晶相仍为Ti2AlC相,并没有出现Ti2C.相比于10;、40;的氢氟酸,用20;氢氟酸刻蚀制备出的Ti2C具有更完备的晶体结构.结果表明,Ti2AlC的粒径大小、刻蚀时间对Ti2C的制备具有重要的影响作用.在拉曼光谱中,有相应的Ti-C键特征峰,Ti-Al键特征峰消失.发现了在高度刻蚀的MXene二维晶体的拉曼光谱中出现了C-C键特征峰.

半水磷石膏的晶型、形貌及胶凝性能的影响因素研究

杨林;曹建新;刘亚明

2015, 44(9):  2460-2467. 

摘要 ( 3 )   PDF (1385KB) ( 12 )  

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考察了半水法湿法磷酸工艺参数液相SO42-浓度,反应温度,磷酸浓度、磷矿粉掺量以及搅拌速度对半水磷石膏晶型、形貌及胶凝性能的影响.结果表明:影响半水磷石膏晶型的主要因素是液相SO42-浓度、反应温度以及磷酸浓度.半水磷石膏颗粒主要是以不同取向的六方柱状半水硫酸钙晶体的聚晶形式存在.工艺参数对半水硫酸钙的晶体形貌有不同程度的影响,其中液相SO42-浓度对晶体形貌影响最大.从兼顾半水法湿法磷酸生产工艺及调控半水磷石膏胶凝性能的角度出发,提出优化的生产工艺条件:磷酸溶液P2O5质量分数36;,磷矿粉掺量质量分数15.3;,液相SO42-浓度20 mg·mL-1,反应温度95℃,搅拌速度135 r · min-1.在此工艺条件下,半水法湿法磷酸工艺可以副产出具有较好胶凝性能的半水磷石膏,抗折强度2.75 MPa,抗压强度5.28 MPa.

低温合成PSN微球及其裂解制备Si-C-N空心陶瓷微球

王雯;刘洪丽;李婧;罗永明;康伟;张海媛

2015, 44(9):  2468-2473. 

摘要 ( 3 )   PDF (1704KB) ( 18 )  

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以含乙烯基聚硅氮烷(PSN)为先驱体聚合物,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,采用乳液工艺,在低温条件下交联固化合成聚硅氮烷(PSN)微球,并在高温下裂解制得Si-C-N空心陶瓷微球.研究了原料比例、固化时间和裂解条件对PSN微球及Si-C-N空心陶瓷微球形貌、尺寸和形成过程的影响.结果表明,当PSN与DVB的比例为2∶1、固化时间为6h时,可在80℃下得到表面光滑、尺寸较均匀、直径为600～ 800 nm的PSN微球;Si-C-N陶瓷微球随着PSN与DVB比例的增加,逐渐显现出空心结构;1000～ 1200℃裂解后,空心球形成,XRD表明此时产物呈非晶态;裂解温度1400℃时,空心微球表面变得粗糙,生成Si3N4和SiC晶粒.

NaCo2O4陶瓷微观结构对其电性能的影响

吴茵;王俊;张柏宇;李艳;苗蕾

2015, 44(9):  2474-2478. 

摘要 ( 6 )   PDF (730KB) ( 15 )  

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采用自助熔剂法制备NaCo2O4多晶粉体、经单向加压和冷等静压两种不同的方式压片后烧结获得NaCo2O4陶瓷,观察并分析其物相和微观形貌,测试其电性能,研究NaCo2O4晶粒择优取向度和相对密度对其电性能的影响.结果表明,样品的择优取向度和相对密度越高,其电导率和功率因子也越高.Na∶ Co =0.7∶1经单向加压的试样较其它试样具有更高的择优取向度和相对密度.其电导率在303 K时达到最大值4.2×104S·m-1,功率因子在823 K时达到最大值450 μW·m-1·K-2.

稀土Sm2O3对98氧化铝陶瓷耐磨性能的影响

吴洋;吴伯麟

2015, 44(9):  2479-2483. 

摘要 ( 2 )   PDF (1676KB) ( 11 )  

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实验以98wt; Al2O3为基体,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元体系中,研究添加稀土Sm2O3对98氧化铝陶瓷烧结温度、体积密度以及耐磨性能的影响.实验结果表明:添加适量的稀土氧化钐能够降低陶瓷的初始烧结温度并且提高氧化铝陶瓷的体积密度和耐磨性能.当稀土氧化钐的掺量达到1.6wt;时,陶瓷的磨损率达到最低,较不掺稀土的氧化铝陶瓷试样,耐磨性提高了约30.9;.除此之外,发现稀土Sm3+固溶到六铝酸钙中,增强了晶界结合强度,提升了陶瓷耐磨性能.

不同碳硅比稻壳对原位制备多孔Si3N4陶瓷的影响

许晓敏;刘甜甜;郭伟

2015, 44(9):  2484-2489. 

摘要 ( 2 )   PDF (799KB) ( 11 )  

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以不同C/SiO2的碳化稻壳为硅源、碳源和成孔剂,添加α-Si3N4和少量烧结助剂,利用碳热还原氮化法原位制备多孔氮化硅陶瓷,研究了不同C/SiO2和烧结温度对多孔陶瓷相组成、显气孔率、抗弯强度和微观结构等性能的影响.结果表明:当选用碳化稻壳C/SiO2(质量比)为0.5和0.7时,在1450 ～ 1500℃的试样中有α-Si3N4和β-Si3N4,在1550℃的试样中只有β-Si3N4.C/SiO2为0.7、1450～1550℃下制备出多孔氮化硅陶瓷,其气孔率为52.53; ～38.48;,抗弯强度为44.07～83.40MPa;1550℃制备的多孔β-Si3N4陶瓷中孔隙分布均匀,孔径约为2μm,β-Si3N4呈团簇状生长,长径比约为6～8.

Co-Zn掺杂的W型钡铁氧体空心陶瓷微珠吸波材料的制备与性能研究

俞梁;王建江;许宝才;李志广;高海涛

2015, 44(9):  2490-2495. 

摘要 ( 1 )   PDF (1684KB) ( 14 )  

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首先以Fe+ Fe2O3+ ZnO+Co+BaCO3为反应体系,KClO4为营养剂制备团聚粉.用自反应淬熄法并结合热处理工艺制备了Co-Zn掺杂的W型钡铁氧体空心陶瓷微珠.接着通过SEM、EDS、XRD等手段,表征了空心陶瓷微珠的形貌、成分和结构.最后通过网络矢量分析仪测试电磁参数并分析其吸波性能.实验结果表明:自反应淬熄法及1300℃热处理后得到的产物基本为单一的六角片状Ba(Zn0.7Co0.3)2Fe16O27空心陶瓷微珠.空心陶瓷微珠在3～5 GHz和9～12 GHz表现出明显的磁损耗峰,当样品的厚度为3 mm时,在10.6 GHz处吸收峰值最低为-14dB,小于-10 dB的有效吸收带宽为2 GHz,Co-Zn掺杂的W型钡铁氧体空心陶瓷微珠在实现轻质化的同时具有良好的微波吸收性能与应用前景.

玻璃化转变温度对太阳电池Ag/Si界面微观结构和电学性能的影响

陈馨;董伟霞;罗婷;范薇;胡超

2015, 44(9):  2496-2500. 

摘要 ( 5 )   PDF (1202KB) ( 11 )  

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采用红外快速烧结炉制备了不同成分组成玻璃的多晶硅太阳电池,利用X射线扫描仪和扫描电子显微镜对电极的相结构及微观形貌进行了分析,采用NETZSCH STA 449C电流补偿型差示扫描仪测试玻璃粉的玻璃化转变温度,研究了不同成分组成的玻璃化转变温度对太阳电池Ag/Si接触界面之间微观结构和电学性能的影响.结果表明:玻璃化转变温度为346℃时,烧结的银电极致密度最高,Ag/Si之间的欧姆接触最紧密,重结晶在发射极上的银颗粒尺寸最大且数量最多,获得的光电转换效率达到了17.25;.因此,具有适当玻璃化转变温度的玻璃对太阳电池减反射层与硅发射极有着较好的润湿性,并对太阳电池的电学性能起着重要的影响.

Y2O3陶瓷凝胶注模成型工艺研究

马立敏;张嘉振;岳广全;张花蕊;周丽;张虎

2015, 44(9):  2501-2506. 

摘要 ( 9 )   PDF (823KB) ( 13 )  

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采用凝胶注模成型工艺制备了Y2O3陶瓷部件,研究了分散剂加入量、pH值和固相含量对浆料粘度影响,单体、交联剂、引发剂、催化剂和温度对凝胶反应时间的影响,以及烧结后陶瓷制品的线收缩率.结果表明最佳工艺参数为:分散剂聚丙烯酸铵加入量为0.8vol;,pH值为9,固相含量为65vol;,浆料的粘度为1.07 Pa·s;单体丙烯酰胺为3.5wt;,交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为0.35wt;,引发剂5wt;过硫酸铵溶液为0.9vol;,催化剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺为0.2vol;,反应温度为50℃,凝胶反应时间为25 min.在2000℃温度下烧结后,陶瓷制品的最小线收缩率为3.0;.

拉伸变形对硅纳米管电子结构和光学性能的影响

杨忠华;刘贵立;曲迎东;李荣德

2015, 44(9):  2507-2512. 

摘要 ( 1 )   PDF (2112KB) ( 12 )  

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采用基于密度泛函理论的CASTEP程序,对单壁手扶椅型(6,6)硅纳米管施加不同程度的拉伸变形,研究其电子结构和光学性质.研究发现,拉伸变形使得硅纳米管的Si-Si键长增加,布居数减小,稳定性降低.拉伸变形过程中,导带底的电子明显向低能区偏移,而价带顶的电子向高能区移动,从而能隙宽度减小.同时,由于共价键对价带电子的束缚度降低,价电子更容易受激发向导带跃迁.拉伸变形能够增大硅纳米管的静态介电常数和实数部的吸收宽度,并使介电函数虚数部在低能区发生红移,从而硅纳米管的能隙宽度减小.在近紫外光波段,红外和可见光波段硅纳米管的发光效率随拉伸变形量的增加而提高.研究结果为硅纳米管在光电器件的应用提供理论基础.

熔盐法合成TiB2粉体

孙慧峰;曹维肖;冉松林;魏雅男;吕耀辉

2015, 44(9):  2513-2517. 

摘要 ( 1 )   PDF (714KB) ( 12 )  

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以TiH2和无定型B粉为原料,采用熔盐法合成了TiB2粉体.熔融NaCl/KCl的存在降低了TiB2相的初始形成温度,且所得TiB2粉体具有较小的颗粒尺寸.当加入的NaCl/KCl熔盐与TiHJB复合粉体的质量比为20∶1时,1000℃下所合成的TiB2粉体的比表面积及相应的平均粒径分别为22.25 m2/g和60 nm.

搅拌-超声氧化锆纳米管脱色降解甲基橙的研究

杜鹏;张军芳;赵建玲;王西新;张立斌

2015, 44(9):  2518-2523. 

摘要 ( 1 )   PDF (1695KB) ( 11 )  

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采用阳极氧化法在有机溶液中制备氧化锆纳米管,以搅拌-超声方法研究其对甲基橙的脱色降解性能.实验采用不同pH值的甲基橙溶液,发现氧化锆纳米管对较强酸性的甲基橙溶液有较理想的脱色降解效果.对比氧化锆粉体、纳米管未退火、退火后(600℃)三种材料,退火后的氧化锆纳米管的脱色降解性能整体最佳.XRD测试显示退火后氧化锆纳米管阵列呈现单斜和四方相的混合体.通过FTIR测试脱色降解后的氧化锆纳米管阵列,显示材料中已经不存在甲基橙分子结构,对比研究发现醌式结构和偶氮式两种结构下脱色降解机理相同.

Bi2O3/g-C3N4/TiO2三元复合物的制备及其可见光催化活性研究

徐海燕;傅敏;王瑞琪

2015, 44(9):  2524-2531. 

摘要 ( 4 )   PDF (2687KB) ( 12 )  

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以工业纳米TiO2,三聚氰胺(C3H6 N6)和硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料,通过高温煅烧制备Bi2O3/g-C3 N4/TiO2三元复合物,采用XRD、XPS、FT-IR、UV-vis、PL光谱等对其结构进行了表征.结果表明g-C3 N4和Bi2O3分散覆盖在TiO2表面,形成具有异质结结构的Bi2O3/g-C3N4/TiO2三元复合物,其带隙降低,对可见光的吸收增强,电子和空穴通过在Bi2O3、g-C3N4和TiO2三者界面间的转移有效延长了光生载流子的寿命,从而提高光催化效率.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性.结果表明,当TiO2与C3H6N6质量比为1∶2.5,Bi(NO3)3·5H2O含量为0.35;,煅烧温度为520℃,煅烧时间为5h时制得的Bi2O3/g-C3 N4/TiO2三元复合物(即0.35Bi/C/T)活性最高,LED灯(12 W)光照180 min后对10mg/L亚甲基蓝溶液降解率达98.1;.

MnO2掺杂对BiFeO3-PbTiO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-PbZrO3陶瓷组织与性能的影响

宁海霞;王敏;赵宏平;郭彩芬

2015, 44(9):  2532-2535. 

摘要 ( 2 )   PDF (1126KB) ( 12 )  

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采用固相烧结法制备MnO2掺杂的BiFeO3-PbTiO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-PbZrO3 (BF-PT-BZT-PZ)压电陶瓷,研究了不同MnO2掺杂量对材料结构及压电介电性能的影响.实验结果表明,适量的MnO2掺杂,不仅能使晶粒长大,提高晶界强度,而且可以改善材料的介电压电性能.当MnO2掺杂量为0.1 mol;时,880℃(5 h)烧结的陶瓷样品性能参数为:d33 =97 pC/N,kp=0.29,kI=0.37,εr=390,tanδ ～0.02.

新型锂离子电池复合负极材料3Li4Ti5O12·NiO的制备及性能研究

孔祥伟;张荣良;石少楠;陈嘉彬

2015, 44(9):  2536-2540. 

摘要 ( 3 )   PDF (1182KB) ( 11 )  

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采用喷雾干燥法合成了3Li4Ti5O12·NiO复合负极材料.XRD结果表明,复合NiO没有改变Li4Ti5On的晶体结构.SEM结果表明,样品为直径0.5～3 μm的球形颗粒.电化学测试结果表明,3Li4Ti5O12·NiO较Li4Ti5O12倍率性能和循环性能得到极大地提高.该复合材料在0.1C、1C和20 C倍率下的放电比容量分别为372.8 mAh·g-1、252.6 mAh·g-1和204.8 mAh·g-1,在20C倍率下循环300次后的容量保持率为98.7;.

二维类三角晶格声子晶体的声学带隙特性分析

赵寰宇;张改梅;许子龙;严珠妹;宋卫宾

2015, 44(9):  2541-2547. 

摘要 ( 5 )   PDF (2150KB) ( 13 )  

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首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列,并推导它们的结构因子,然后利用平面波展开法数值计算了类三角晶格水/水银声子晶体的能带结构,分析了带隙的各向同性以及归一化半径对带隙的影响.结果表明:(3.4.6.4)品格、(34.6)晶格、(3.6.3.6)晶格、(63)晶格水/水银声子晶体可以产生较宽频率范围的带隙;(3.12.12)晶格和(4.6.12)品格水/水银声子晶体存在很窄低频带隙;单胞含6个和3个“原子”水/水银声子晶体容易形成各向同性带隙;选取归一化半径分别为0.38和0.28,使类三角晶格水/水银声子晶体的第1和第2带隙都获得最大值.

利用介质极性调节制备纯二氧化钛可见光催化剂

石莉萍;刘纯;王丽君

2015, 44(9):  2548-2554. 

摘要 ( 5 )   PDF (2177KB) ( 12 )  

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利用介质极性调节与表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)辅助TiCl4水解,成功地制备了纯二氧化钛光催化剂(TPC).所制备的样品均具有可见光催化降解甲基橙的活性,而且随着TiCl4与SDS摩尔比及TiCl4与正辛烷摩尔比增大、甲基橙的初始浓度降低,催化降解效率提高.介质极性调节与表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)协同作用,可调控粒子间的相互作用强度以及高能氧桥键的分布,从而调控可见光催化活性;TPC光催化降解甲基橙的反应具有假一级反应的动力学特征.使用TiCl4与SDS摩尔比为51.2、TiCl4与正辛烷摩尔比为3.5的TPC_4,在可见光(35 W普通民用光源)下照射3h,甲基橙降解率高达69.6;.

欢迎投稿《人工晶体学报》

2015, 44(9):  2554. 

摘要 ( 12 )   PDF (56KB) ( 16 )  

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表层富钴无立方相梯度硬质合金的制备及性能研究

陈健;刘伟;伍尚华

2015, 44(9):  2555-2559. 

摘要 ( 1 )   PDF (1596KB) ( 11 )  

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对通过真空液相烧结方法制备而成的表层富钴功能梯度WC-TiN-VC-Cr2 C3-Co硬质合金进行研究.借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等手段,分析其断面的微观组织;并对合金表面和芯部的硬度与断裂韧性进行测试.结果表明:样品在真空下烧结,由于表面TiN的分解,并且Ti元素与N元素之间具有强烈的热力学耦合效应,导致Ti由表向里扩散,Co由内向外移动,进而获得梯度硬质合金,其中表层是厚度大约为20 μm的富钴无立方相层,使得该合金的表面断裂韧性高达21.5 MPa·m1/2.

熔盐法制备CuFeMnO4光吸热材料的研究

王勇兵;刘贵山;刘洋;高文元;郝洪顺

2015, 44(9):  2560-2563. 

摘要 ( 15 )   PDF (1171KB) ( 14 )  

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以KOH、KNO3为熔盐,Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·9H2O、50wt; Mn(NO3)2为原料,研究了金属离子配比及合成温度对熔盐法制备CuFeMnO4粉体的影响,采用XRD和FESEM进行物相及微观形貌的测试分析,利用自行设计测试装置对CuFeMnO4涂层的吸热性能进行评价.研究结果表明,CuFeMnO4粉体主晶相为尖晶石型,当金属离子配比为Fe3+∶ Cu2+∶ Mn2+=1∶0.5∶1时,可有效地抑制杂相的生成;合成温度为700℃时,晶体成核均匀,晶粒尺寸较小.该粉体制成涂料涂覆在铝板上,可使铝板的吸热温度提高22℃,增强了吸热效果.

基于边界元法的三相声子晶体能带结构的计算

李凤莲;汪越胜;王志乔

2015, 44(9):  2564-2569. 

摘要 ( 1 )   PDF (1692KB) ( 11 )  

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发展了计算二维三组元局域共振型声子晶体带隙结构的边界元法,该方法在一个单胞内分别对基体和含有包覆层的嵌入体(三相材料)建立边界积分方程,在基体边界上施加Bloch条件,并考虑不同相之间的界面条件后得到一个线性的特征值方程.该方法的计算结果和对应的二组元体系计算结果进行了比较,结果表明,在三相体系中声波发生局部共振,此时中间包覆层材料的作用类似于一个软弹簧;而且由于包覆层材料的密度很低且声速很小,所以对应的系统共振频率较低,使声带隙出现在较低频段.另外,本文还分析了“包覆层”材料的特性以及边界元法计算三组元声子晶体的特点.

醇热法制备层状介孔结构TiO2及可见光催化性能研究

李颖;宋伟明;邓启刚;孙立;陈文龙

2015, 44(9):  2570-2576. 

摘要 ( 2 )   PDF (2194KB) ( 11 )  

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醇热法用钛酸四丁酯做钛源,囊泡为软模板制备了高可见光催化性能的层状介孔结构TiO2.采用XRD、SEM、TEM、XPS、BET物理吸附等对样品进行表征.结果表明:TiO2为锐钛矿晶型,由直径15 nm左右的粒子堆积成厚度为10 nm左右的层状相,层层叠加为15μm×20 μm的面包状结构,其比表面积为186.8 m2/g,并呈现出蠕虫状孔道.在可见光下,150min内降解质量浓度为0.167g/L的罗丹明B溶液,降解率为88.95;,比商用P25高出13.33;.

Cd对纤锌矿ZnO极化特性的影响以及Zn0.75Cd0.25O/ZnO界面能带偏差的第一性原理研究

吴孔平;慈能达;汤琨;叶建东;朱顺明;顾书林

2015, 44(9):  2577-2582. 

摘要 ( 1 )   PDF (1256KB) ( 11 )  

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基于第一性原理GGA+U方法研究了Zn1-xCdxO合金的品格常数以及自发极化随Cd组分x的变化关系,其中极化特性的计算采用Berry-phase方法,同时计算了禁带宽度随Cd组分x的变化关系,并得到了能隙弯曲参数0.69.此外,通过计算宏观平均静电势的方法得到了(5 +3)Cd0.25Cd0.750/ZnO超晶格界面处的价带偏差为0.13 eV,导带偏差与价带偏差的比值为4/13,并且Zn1-xCdxO/ZnO界面两侧能带呈现Ⅰ型排列,这些研究结果将对Zn1-xCdxO/ZnO界面二维电子气的设计与优化起到重要作用.

添加MWCNTs陶瓷拉拔模具材料的摩擦特性研究

马涛;杨学锋;姚孔;李运玺;王呈敏

2015, 44(9):  2583-2589. 

摘要 ( 2 )   PDF (2183KB) ( 11 )  

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通过真空热压烧结方法制备了添加多壁碳纳米管(MWCNTs)的Al2 O3/TiC/MWCNTs陶瓷拉拔模具材料,研究了其摩擦磨损性能、机械性能,并对其磨损机理进行了分析.研究表明:MWCNTs能够减小Al2O3/TiC陶瓷拉拔模具材料的摩擦系数,当MWCNTs含量为5;时,Al2O3/TiC/MWCNTs陶瓷的摩擦系数最小;随着MWCNTs含量的增加,磨损量呈现先下降后上升趋势,当MWCNTs含量为4;时,Al2O3/TiC/MWCNTs陶瓷的磨损量最小.摩擦过程中,MWCNTs被拖覆到摩擦表面,具有自润滑效果,起到减摩抗磨作用.

机械化学合成CdS/TiO2复合纳米材料及其光催化性能研究

周建伟;褚亮亮;王储备;黄建新

2015, 44(9):  2590-2596. 

摘要 ( 1 )   PDF (2176KB) ( 11 )  

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以纳米CdS和TiO2为原料,采用简便的机械化学法合成了CdS/TiO2复合光催化剂.用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、激光拉曼光谱、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等手段对样品进行表征和分析.以亚甲基蓝为目标降解物,评价了其光催化活性.结果表明,机械化学有效促进了CdS在TiO2纳米颗粒表面的分散和相互作用,形成了CdS/TiO2复合纳米结构的光催化剂,25wt;-CdS/TiO2的可见光催化活性较纯CdS提高了5倍,在可见光照射下,其光电流响应提高了5倍.CdS/TiO2光催化活性的提高归结于CdS的表面杂化作用,提高了光生电子-空穴的有效分离与迁移.

乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究

杨辉;陈飞

2015, 44(9):  2597-2605. 

摘要 ( 4 )   PDF (2776KB) ( 12 )  

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采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为改性剂,以氨水为pH调节剂制备改性二氧化硅(SiO2)超疏水材料.通过CA、FTIR和SEM对材料接触角、组成和形貌进行表征.考察了VTMO与SiO2的比例、反应时间、干燥时间对改性二氧化硅超疏水材料接触角和形貌的影响.结果表明,VTMO可在较短时间内改性二氧化硅制备出超疏水二氧化硅粉体,VTMO与SiO2比例对改性SiO2粉体的水接触角和微观二重结构有明显影响,而反应时间和干燥时间的影响较小.

PET纤维增韧的粉煤灰泡沫地质聚合物热性能分析

邵宁宁;刘泽;王小双;王栋民

2015, 44(9):  2606-2613. 

摘要 ( 1 )   PDF (2244KB) ( 11 )  

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通过碱激发的方式,以循环流化床粉煤灰(CFA)作为唯一的硅铝质原料,制备了聚酯纤维(PET)增韧的发泡地质聚合物.通过改变PET纤维掺量和纤维长度来确定最优配比,然后将最优配比的地聚物放入不同的温度环境下(200℃,400℃,600℃,800℃,1000℃)进行热处理.结果表明,最优的纤维掺量和纤维长度分别为0.1wt;和12 mm,对应的地质聚合物具有最低的容重(约404 kg/m3)和最高的抗折和抗压强度(分别为0.87 MPa和2.19MPa).热处理之后的结果表明,随着热处理温度的提高,地聚物容重和强度基本上呈现出单调递增的态势.SEM和XRD检测结果表明,样品强度的提高主要归因于晶体的形成,以及地聚物凝胶体系在高温环境下发生熔融和相转变后自凝聚的结果.高温焙烧地质聚合物的实验结果也验证了由地聚物制备陶瓷的可能性.

一种基于光子晶体的雾霾检测仪的设计

李文胜;张琴;黄海铭;付艳华

2015, 44(9):  2614-2618. 

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为设计雾霾检测仪,由Si和LiF介质组成了一含缺陷层的光子晶体.在考虑两介质色散关系的基础上,利用传输矩阵法对其透射特性进行了研究.计算表明,此光子晶体在580 ～ 720 nm的范围内出现了一个透射率为1的缺陷模,此缺陷模有如下特征:缺陷层中折射率变化时,不影响缺陷模的透射率,只改变缺陷模的中心位置,且缺陷模的中心波长与缺陷层中的折射率有线性关系.两介质几何厚度分别增加时,缺陷模的透射率不变,但其中心位置红移.缺陷层的几何厚度单独变化时,仅影响缺陷模的中心位置,几何厚度增加,缺陷模中心红移,且移动率一定.缺陷模的以上特征为利用此类光子晶体设计雾霾检测仪提供了有益的指导.