低熔点难溶杂质对nf-f共晶凝固机制的影响

晶体的非小晶面(nf),小晶面(f)形成规律是结晶学研究领域的重要内容.由于结晶机制直接影响着材料的组织性能,因此能否实现小晶面生长向非小晶面生长转变一直是人们所关注的问题.现已发现,当熔体的过冷度足够大时可以导致晶体的小晶面-非小晶面转变.其它因素引起的这种转变尚未见过可靠的报道,本文发现低熔点难溶杂质可以引起非小晶面-小晶面共晶合金中小晶面相的生长机制发生改变.     

聚对苯二甲酸聚四亚甲基醚二酯的结晶

聚酯聚醚多嵌段共聚物的硬段即使其平均聚合度仅2—3,也能结晶形成球晶形态。作者等合成了聚对苯二甲酸聚四亚甲基醚二酯:     

Sb和Bi熔体的密度变化

采用改进的阿基米德方法对Sb熔体和Bi熔体的密度值进行了测定分析. 试验结果表明, Sb熔体的密度值随温度的升高呈线性降低趋势, 而Bi熔体的密度值随着温度的升高先升高, 后下降, 在高出熔点约39℃(310℃左右)时其密度出现最大值9.9895 g/cm³, 在高于310℃以后的温度区域, 熔体密度与温度的关系可以用公式ρ = 10.3312-1.18×10^-3T来表示. 从熔体结构变化的角度, 对试验结果进行了分析讨论.     

氟氯共存体系锡在流/熔体相间分配的实验研究

为深入了解与含氟花岗岩有关锡矿床的成矿机制, 在温度为850℃, 压力为100 MPa, 氧逸度接近NNO的条件下开展了氟氯共存体系锡在花岗质熔体相和共存流体相间分配行为的实验研究. 实验通过改变液相中HCl浓度和熔体的铝饱和指数ASI及F含量来观察锡的分配行为. 研究结果显示, 在氟氯共存的花岗质岩浆体系中: (1) 熔体ASI值越高相应锡在流/熔体相间的分配系数D_Sn越大, 过铝质熔体有利于锡分配进入流体相; (2) 流体相中HCl浓度越大越有利于锡分配进入流体相中; (3) 实验固相产物熔体相中氯含量随体系氟氯含量的增大而升高, 且熔体相中氟氯含量具有正相关关系; (4) 含F高的熔体(F含量约大于1 wt%)有利于锡在熔体相中富集从而可为锡矿的形成提供物质来源, 当熔体相中氟含量从约1 wt%左右逐渐减小后锡的分配系数明显增大, 流体相中HCl浓度越高D_Sn增涨幅度越大越明显, 即氟含量减小后有利于锡分配进入富氯液相中, 从而有助于热液型锡矿床的形成.     

PVDF-PEO微孔聚合物电解质的研究

自Wright等[1]在1973年发现聚氧化乙烯(PEO)/碱金属盐的络合物具有离子导电能力以来, 人们对不同类型的聚合物电解质进行了深入的研究, 并致力于用其代替锂离子电池中的液体电解质[2,3]. 目前聚合物电解质的种类主要包括干态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质和微孔型聚合物电解质三类, 但从产业化的角度来看, 微孔型聚合物电解质具有很大的研究价值和应用前景. 美国Bellcore公司于1994年开发出聚偏氟乙烯-六氟丙烯P(VDF-HFP)共聚物多孔薄膜, 吸附电解液后具有较高的电导率和良好的机械性能, 遗憾的是制备过程中须要用丙酮等溶剂萃取抽提制孔剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP), 给规模化生产带来不利. 目前对微孔型聚合物电解质研究较多的主要为含氟聚合物体系, 如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))共聚物等[3~11]. 本文以相转变的方法(将聚合物溶解在挥发性溶剂和高沸点非溶剂中, 然后置于一定温度和气氛环境下, 挥发性溶剂先挥发, 高沸点非溶剂和高聚合物体系发生相分离而得到微孔结构)制备了PVDF与PEO共混体系(PVDF-PEO)微孔型聚合物电解质膜, 研究表明PEO的引入能够非常显著地改善体系的微孔结构(如孔径、孔隙率、孔的连通性等), 从而大幅度提高PVDF-PEO微孔型聚合物电解质的室温离子电导率, 而且实验方法简单, 无需抽提制孔剂.     

关于高压结晶聚丙烯新晶型的讨论

全同立构聚丙烯(I-pp)是一种具有复杂多晶型结构的聚合物,在不同结晶条件下可生成α,β,γ,σ等晶型.聚丙烯的晶型及其转变一直是国内外学者研究的热点.研究聚丙烯各晶型间的相互关系及出现新晶型的可能性,对于探索聚丙烯结构和性能的关系具有重要意义.我们用自制的高压装置将以往聚丙烯高压结晶的压力从0～0.70GPa扩展至尚未见有文献报道的0～2.30GPa,并在pp中加入少量成核剂进行高压结晶.发现了一些有关pp晶     

关于Plato热分析法应用于过冷熔体引起的误差

Plato热分析法(冷却曲线法)是测定晶化热的一种简便方法,曾有许多人应用。我们在合成云母的研究工作中,曾用此法测定晶化热,发现熔体在不同过冷度下结晶时,其晶化热有显著差别。图1是对氟金云母的同一个试样在不同过冷度下结晶时测得的Plato曲线和晶化热,测定方法见文献。由图可见,这种方法应用于过冷熔体显然是不适宜的。下面讨论用Plato法测定过冷熔体晶化热引起误差的原因,以及为验证它而进行的实验结果。 Plato是根据图2中以虚线表示的热分析曲线推导出了如下的晶化热计算公式:     

原子力显微镜研究高聚物结晶的最新进展

对高分子结晶过程的研究是高分子物理研究的一个重要方向,球晶是高聚物最典型的结晶形态之一,高聚物球晶的形成过程一般被描述为:（1）具有相似构象的高分子链段聚集在一起形成一个稳定的原始核（primary nuclei）;（2）随着更多的高分子链段排列到核的晶格中,核逐渐发展成一个片晶;（3）片晶不断生长,同时诱导成核（induced nuclei）出现并逐     

有机硅-无机硅高转化率耐高温消融材料的热性质

采用含特种基团有机硅聚合物制备了拉伸强度为3.92 MPa, 扯断伸长率为285%的新型硫化硅橡胶, 与道康宁公司Sylgard®184硅橡胶相比具有更好的耐高温性能, 室温至430℃下基本无热失重. 采用热失重分析方法研究了新型硅橡胶在不同温度下的热降解行为, 通过傅里叶变换红外光谱跟踪测定了不同温度下高温热解产物的红外光谱吸收. 研究表明, 随热处理温度升高, 高温热降解产物中有机烃基基团逐步分解, 有机硅橡胶逐步裂解转变为典型的无机硅碳氧化合物; 元素化学分析以及光电子能谱测定结果显示, 1050℃以上, 残余产物的组成主要为Si, C, O元素; X射线衍射分析表明, 在1050~1500℃氮气氛条件下的热解产物中逐步转化生成了部分β-SiC 结晶结构, 且随处理温度升高, 碳化硅、方石英的结晶度显著提高.     

两亲性共聚物热致水凝胶

随温度升高发生溶胶-凝胶转变的热致水凝胶是一类重要的可注射的生物医用材料.当其相转变温度处于或高于室温而低于体温时,该类材料可在室温或低温下负载药物或细胞,并在注射入人体后原位形成凝胶,成为药物持续释放的储库或细胞生长的支架.目前,常见的热致凝胶化的聚合物包括聚乙二醇(PEG)/聚多肽嵌段共聚物、聚有机磷腈,以及PEG/聚酯嵌段共聚物等.本综述侧重于复旦大学生物医用材料课题组在PEG/聚酯类可注射性热致水凝胶方面的研究进展,并结合国内外其他课题组的相关研究,介绍了此类材料性能的调控规律、凝胶化机理,以及潜在的医学应用.     

类水滑石限域空间中聚合反应的研究

用共沉淀法制备了单体4-乙烯基苯磺酸钠插层水滑石(SS-LDHs), 通过UV和NMR对单体在水滑石层间的原位聚合反应进行了跟踪. SS-LDHs在100℃下反应24 h后仍有部分单体未发生聚合反应, 当温度提高到150℃并反应24 h后, 层间的单体全部聚合, 得到了聚合物插层水滑石产物, 聚(4-乙烯基苯磺酸)/LDHs 复合物(PSS-LDHs). 研究发现, 单体在层间发生聚合反应后, 由于本体系反应温度较低, 生成的聚合物没有发生重排, 并且PSS易吸水, 随生成的聚合物增多, 聚合物溶涨程度增加, 导致水滑石层间距增大.     

纳米聚苯乙烯胶乳颗粒的特殊成膜性质

应用多种实验手段对平均粒径29 nm的聚苯乙烯纳米胶乳颗粒成膜过程进行了研究. 样品经不同温度热处理1 h后, 原子力显微镜扫描发现聚苯乙烯颗粒的变形温度约为90℃, 平坦化温度约为 100℃. 90℃以下处理时, DSC扫描在Tg附近有一放热峰, 100℃以上热处理后消失. 固体核磁共振结果也发现在90- 100℃热处理后, 芳香碳和脂肪碳的自旋-晶格弛豫时间发生明显转变. 其密度也在该区间发生突变. 说明纳米尺寸的聚苯乙烯颗粒的凝聚态特征与大粒径(＞1 (m)胶乳或本体聚苯乙烯不同, 从而导致聚合物颗粒在较低温度下即可发生变形和相邻颗粒间的融合.     

高压加热过程中Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni1oBe22.5块状非晶合金中的非晶-晶化-非晶相转变

众所周知,非晶合金的晶化是指由非晶态到结晶态的转变,在加热过程中这种转变是不可逆的.在研究高压下Zr41 2Ti1 3 8CU1 2 sNi1oBe22 5块状非晶合金晶化过程时,发现该非晶合金在加热的某一阶段出现了晶态到非晶态的逆转变.这种反常现象可能是由于在高压退火过程中形成了吉氏自由能高于非晶态的过饱和固溶体相.     

卷绕丝的织构形成及其对力学性能的影响

聚丙烯纤维的纺丝过程已有大量的研究,一些实验室的研究结果表明,在通常的纺丝条件下,聚丙烯熔体一般在纺丝线上迅速地结晶成为高度取向的α晶型结构,若在纺丝线上用水代替空气作为冷却介质则生成次晶(Smectic)结构。把熔体温度提高到300℃以上也可以获得次晶结构。为了发展较合理的纺丝工艺,我们研究了熔纺过程中聚丙烯卷绕丝织构     

液态GaAs快速结晶过程中的微观结构演变

采用分子动力学方法对液态Ga As在1×10~(10) K/s冷速下的快速结晶过程进行模拟,并采用双体分布函数、原子平均能量、键角分布函数、二面角分布函数和可视化等方法对凝固过程的微观结构变化进行分析.结果表明:凝固过程中,Ga As的结晶温度T_c为1460 K,当温度高于T_c时,体系处于液态无规网络结构;当温度低于T_c时,Ga和As原子迅速形核结晶,形成闪锌矿为主的多晶结构,并在晶界处形成共晶格孪晶结构,其中晶界处形成一层纤锌矿结构.在温度低于520 K时,As原子偏聚形成简单立方结构As_8.     

高温退火处理对TiAlSiN硬质薄膜的微观结构与硬度的影响分析

用弧离子增强反应磁控溅射方法, 在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积出具有较高Al, Si含量的TiAlSiN多元硬质薄膜, 研究了不同温度退火后薄膜的微观结构和硬度变化. 结果表明: 由于沉积速率较高和沉积温度较低, 沉积态的TiAlSiN薄膜主要形成非晶结构; 高温退火后, TiAlSiN薄膜由非晶转变为纳米晶/非晶复合结构; 1000℃以下退火后产生的晶体为AlN及TiN; 1100℃以上退火后晶体为TiN, 其余为非晶结构; 1200℃时薄膜发生氧化, 生成Al2O3, 表明TiAlSiN薄膜具有相当高的抗氧化温度. TiAlSiN薄膜随退火温度升高晶粒尺寸逐渐增大, 高温退火后平均晶粒尺寸小于30 nm. 沉积态TiAlSiN薄膜具有较高的显微硬度(HV_{0.2 N}=3300), 但随退火温度的升高, 硬度逐渐降低, 800℃退火后硬度降低至接近TiN硬度值(HV_{0.2 N}=2300).     

白云鄂博稀土氟碳酸盐矿物的共面网定向附生结构

首次在白云鄂博碳酸岩岩墙中发现了氟碳铈矿和氟碳钙铈矿等稀土氟碳酸盐矿物 ,并运用偏光显微镜、阴极发光、扫描电子显微镜和电子探针等手段对其进行了观察和分析 .研究表明 ,氟碳铈矿很少呈单一均匀晶体存在 ,多含有氟碳钙铈矿微细客晶 ,沿 (0 0 1)面网与其构成规则的共面网定向附生结构 (epitaxy) .氟碳钙铈矿也含有氟碳铈矿微细客晶 ,它们形成规则的面衍生结构 .这种面衍生结构是矿物因结晶介质的化学成分变化所引起的 ,是从碳酸岩浆中直接结晶过程中所形成的     

高压结晶聚乙烯的形态结构

60年代中期以来,用高压手段研究聚合物结构与性能一直是世界各国的热点,主要是针对聚乙烯、聚四氟乙烯等材料在0～0.70GPa压力范围内结晶的结构、形态、相图、伸直链(ECC)形成的机理与生长规律等方法进行了较深入的研究,取得了许多有意义的研究成果,发现了一大批新形态和新晶相,这些研究成果无疑是对高分子科学的重大贡献,构成了高分子形态学、结晶学、凝聚态物理的重要基础,也为高分子材料新的成型加工方法和新的应用领域指明了方向.     

炭化过程中粟、黍种子亚显微结构特征及其在植物考古中的应用

粟、黍炭化种子遗存是研究早期人类活动的重要植物考古材料. 通过不同温度条件下的 室内炭化实验及野外火焙实验, 研究现代粟、黍种子形态和亚显微结构特征, 拟揭示粟、黍种 子遗存形成的条件与原因. 200℃以下种子形态变化呈缩小趋势, 胚乳淀粉粒保持结晶结构; 250℃粟形态呈膨胀增大趋势, 黍种子形变较严重, 粟和黍胚乳淀粉粒都过渡为无定形结构; 300℃种子部分灰化, 炭化种子出现多孔现象, 亚显微结构呈蜂窝状的孔洞. 北牛遗址史前窖 穴中的种子遗存仍保持结晶结构, 显示水分子不参与淀粉结晶, 为脱水炭化作用而成. 野外火 焙实验结果显示火堆底部地表的炭化粟、黍种子亚显微结构呈无定形, 考古文化堆积中炭化种 子遗存亚显微结构也呈无定形, 与250℃条件下的炭化种子结构特征相一致, 判定文化层的种 子遗存形成并不受明火直接烧烤, 而是在250℃左右的温度条件下烘焙而形成的.     

铝硅酸盐无机聚合物转化法制备先进陶瓷材料研究进展

铝硅酸盐无机聚合物及其转化制备的陶瓷材料具有节能环保、制备温度低、耐热性能良好、热学性能可调控的优点,因此在航空航天、原子能、生物以及化工等领域具有广阔的应用前景.此外,随温度升高,铝硅酸盐无机聚合物会转变为辉石或榴石陶瓷,具有可调控的力学和热学性能;铝硅酸盐无机聚合物的低温成型特性也使得增强的种类选择非常广泛,并且可以很方便地引入.因此铝硅酸盐无机聚合物技术为低成本成型制备高性能陶瓷和陶瓷基复合材料提供了一种新工艺.本文综述了铝硅酸盐无机聚合物热演变、结晶动力学、显微组织结构演变、性能演化等方面的主要研究进展,并阐述了碳纤维强韧铝硅酸盐无机聚合物复合材料的陶瓷化过程和性能演化研究,指出了今后的发展方向.