底材厚度对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料的组织和性能的影响

通过铝热反应熔化方法在厚度为5~15 mm的铜底材上制备块体纳米晶Fe3Al材料.通过X射线衍射(XRD)研究材料的晶粒尺寸,研究材料室温压缩下的力学性能和硬度.结果表明,所制备材料的晶粒尺寸均约为20nm,且晶粒尺寸随底材厚度的增加而增加.底材厚度为5 mm时纳米晶Fe3Al材料的屈服强度和硬度具有最大值,随着底材厚度的增加,屈服强度和硬度急剧减小,最后趋于稳定.5 mm时纳米晶Fe3Al材料的屈服强度约是10mm时的1.5倍.     

受限在单壁碳纳米管中的Pd-Au-Pt三元金属纳米粒子相变机理的研究

利用分子动力学模拟(MD)方法对受限于扶手椅型单壁碳纳米管中的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)三元金属纳米粒子在加热和冷却过程的相变机理进行了研究.总能量、结构和径向密度分布用于分析(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)纳米粒子在加热和冷却过程中的结构特征.结果表明,受限在碳纳米管中的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)具有多层圆筒状结构,不同于游离的纳米粒子的结构.受限的(Pd_(0.33)Au_(0.33)Pt_(0.33))_(1522)三元金属纳米粒子的密度分布揭示了熔化起始于内层,结晶起始于金属与碳管的界面.本文揭示了受限Pd-Au-Pt纳米粒子熔化转变的结构特征.     

铁铝氧化物纳米粒子对土壤有机碳矿化作用的影响

目的:了解纳米Fe2O3和纳米Al2O3颗粒对土壤有机碳分解矿化作用的影响.方法:以若尔盖高寒草甸土为研究对象,采用室内培养实验方法,测定不同纳米材料对土壤呼吸强度的影响.结果:在一个培养试验周期内,添加Al2O3纳米颗粒后土壤呼吸作用增强,添加Fe2O3纳米粒子的土壤呼吸作用变化不明显;随纳米材料加入量增加,土壤呼吸强度的变化无显著差异;结论:Al2O3纳米粒子能够一定程度增强土壤有机碳分解矿化作用,Fe2O3纳米粒子对土壤有机碳分解矿化作用的影响不大.     

光束合金化合成Fe-Al系金属间化合物涂层的微观特征

为了改善钢铁材料的耐高温腐蚀性能,用光束合金化方法在45钢表面合成了Fe-Al金属间化合物涂层.采用扫描电子显微镜、能量弥散X射线分析和X射线衍射研究了光束合金化工艺参数(粉末预置量m和热输入量q)对合金化层的化学成分、显微组织及其物相组成的影响.实验结果表明: 减小比能量(E＝q/m)将导致合金化层的熔宽和熔深减小,从而使合金化层含Fe量减少,含Al量增加; 该实验条件下,获得了Fe/Al原子数比为2.4～19.2的合金化层.由比能量决定的Fe/Al原子数比是合金化层显微组织及其物相组成的重要影响因素,合金化层的显微组织有3种类型: α-Fe固溶体、α-Fe固溶体 Fe3Al金属间化合物及FeAl AlFe3C0.5金属间化合物.降低热输入或增加粉末预置量均可引起合金化层中Fe/Al原子数比的降低,有助于Fe-Al系(Fe3Al或FeAl)金属间化合物的合成.     

铝合金纳米粉末中相生成规律的初步研究

采用蒸发凝聚法制备了Al-M(M=Cu,Fe,Cr,Mn)合金纳米粉末,研究了粉末中的相生成规律.实验结果表明,纳米粉末的相组成及其相对含量主要是由母合金的成分决定的.在Al-Cu合金纳米粉末中生成的合金相有-θCuAl2,γ2-Al4Cu9,-βAlCu3,Cu在Al中的最大固溶度明显高于Al-Cu平衡相图上的值.在Al-Fe合金纳米粉末中生成了Al13Fe4和FeAl2相.在Al-Mn和Al-Cr合金纳米粉末中则分别生成了-βMnAl6,η2-Al8Mn5相和Al13Cr2,Cr9Al17相.纳米颗粒的组织和形貌与纯金属纳米粒子的差异很大.讨论了合金纳米粒子的形成机理.     

咪唑类离子液体在金纳米粒子表面结构性质的模拟研究

采用分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF₄])离子液体在不同尺寸的金纳米粒子表面的结构性质.计算结果在分子水平上揭示了咪唑类离子液体在Au纳米粒子表面的结构特征与纳米粒子尺寸密切相关.通过分析,发现阳离子中的烷基侧链在小尺寸Au₁₃纳米粒子表面聚集的最多,然而阳离子中的咪唑环则在大尺寸Au₃₀₉纳米粒子表面聚集的最多.同时,取向分布也表明阳离子中的咪唑环倾向于分布在大尺寸Au₃₀₉纳米粒子周围而不是小尺寸Au₁₃纳米粒子.进一步的能量分析表明,阳离子中的烷基侧链与小尺寸的Au₁₃纳米粒子相互作用能要强于阳离子中的咪唑环,而Au₃₀₉纳米粒子则与咪唑环的相互作用能最强.此外,无论是对于小尺寸的Au₁₃纳米粒子还是大尺寸的Au₃₀₉纳米粒子,阴离子的相互作用能都是最小的.这预示着阴离子对于Au纳米粒子表面结构性质是典型的间接作用.     

铜模吸铸法制备的Fe_(74)Al_4Sn_2(PSiBC)_(20)块体非晶与块体纳米晶合金

利用铜模吸铸法制备了直径Φ1.0mm和2.0mm的Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金和直径2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体纳米晶合金圆棒.利用X射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)和差热分析仪(DTA)对Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金的结构和热性质进行了测定.该非晶合金系在凝固前能够获得较大的过冷度,并具有较高的约化玻璃转变温度Tg/Tm(Tg/T1).利用透射电子显微镜(TEM)观察了制备态的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2纳米晶合金圆棒的结构,为非晶基体上均匀分布的尺寸10-20nm的α-Fe晶粒.合金凝固前获得较大的过冷度,较高的约化玻璃转变温度和多步晶相析出过程有利于获得块体纳米晶材料.铜模吸铸法既可制备块体非晶合金,也可制备块体纳米晶合金,是一种很有吸引力的制备块体非晶合金和块体纳米晶合金的方法,并进一步证实利用快速凝固法可以直接制备块体纳米材料.     

球形金属纳米颗粒熔化温度、熔化熵及熔化焓的尺寸效应

根据结合能的键能模型,研究了球形金属纳米颗粒熔化相关热力学量的尺寸效应.在该模型中引入3个因子:晶体致密度k因子(晶胞中原子总体积与晶胞体积的比值);β因子(晶体中表面原子与内部原子结合能的比值)和qs因子(晶面被表面原子占据的比值).在考虑上述因子后,通过模型预测具有自由表面球形金属纳米颗粒的熔化温度、熔解熵、熔解焓等热力学量的尺寸依赖性,并将所得结果与相关实验数据、分子动力学模拟结果、液滴模型以及前人提出的模型进行了比较.结果显示,对于Au和Al纳米粒子熔化温度的尺寸效应,该模型相比之前的模型更接近实验结果,与Ag和Cu纳米粒子熔化熵与熔化焓的分子动力学结果吻合较好.     

Mg-Zn-Al-Fe型类水滑石纳米颗粒的制备及表征

采用液相共沉淀法合成了 4种金属离子 (Mg Zn Al Fe)组成的类水滑石 (简称Mg Zn Al Fe HTlc) ,考察了n(Al Fe) n(Mg Zn Al Fe) (x)对化学组成、晶体结构、粒子形貌、BET比表面积和等电点 (IEP)等的影响 .结果表明 ,所合成样品为片状纳米颗粒 ,化学组成与原料配比基本一致 ,Mg和Zn的相对含量比原料配比略低 .在所研究条件下 ,x在 0 .2 2～ 0 .36范围内得到纯Mg Zn Al Fe HTlc ,x较高 ( 0 .5 2 )时的产品为非晶体 .Mg Zn Al Fe HTlc的六方晶格参数a和c、层间距、层间通道及IEP基本不随x变化 ;a值为 0 .30nm ,c值约为 2 .30nm ,层间距约为 0 .76 5nm ,层间通道约为 0 .2 8nm ,IEP约为 10 .8.平均晶粒度不随x变化 ,约为 18nm ;TEM法测得的平均粒度随x减小而减小 .BET比表面积随x减小而增大 .制备的Mg Zn Al Fe HTlc颗粒为多晶体     

Fe3O4纳米粒子的合成与表征

以P123胶束作为"纳米反应器",采用水溶液法合成了Fe3O4纳米粒子.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和样品振动磁强计等现代化分析测试手段对产物的形貌、结构和磁性进行了测试表征.结果表明,合成的Fe3O4纳米粒子粒径大小在30～120 nm可控,它们在常...