液态Fe-Cu-Mo合金的比热和相关热物理性质研究

采用电磁悬浮落滴式量热方法研究了三元Fe_77.5Cu₁₃Mo_9.5偏晶合金在1482~1818 K范围的比热和相关热物理性质. 在实验获得的0~221 K (0.13 T_m)过冷度范围内, 其比热为44.71 J·mol^-1·K^-1. 据此对该合金的过剩比热、焓变、熵变和Gibbs自由能差进行了计算, 发现传统近似方法的计算结果只能描述小过冷近平衡条件下的凝固过程, 在深过冷条件下只有实验结果才能反映相变过程的真实情况. 根据比热实验结果揭示了热扩散系数、热传导系数和声速随温度的变化关系. 分析发现凝固组织由(Fe)和(Cu)两相组成, 并依据两相界面能的计算结果探索了偏晶合金竞争形核与凝固组织的相关规律.     

`Pd40Ni10Cu20P20块状金属玻璃的高压相变

利用日本同步辐射装置研究了高温高压下Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀ 块状金属玻璃的非晶-晶化转变. 在10 GPa的压力条件下加热该金属玻璃, 实时观察到了非晶-晶化-非晶的相变规律. 在7 GPa 和同样的温度条件下, Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀金属玻璃仅存在非晶-晶化这样不可逆相变. 将该金属玻璃在7 GPa的压力条件下加热到熔化温度, 然后淬火到室温, 发现淬火后获得的晶化相与加热金属玻璃得到的 晶化相完全不同. 表明该金属玻璃在不同的压力条件下存在着不同的晶化机制.     

Cu70Ni30合金快速凝固及晶体结构的模拟研究

用quantum Sutton-Chen 多体势对Cu₇₀Ni₃₀合金熔体快速凝固过程进行了分子动力学模拟研究, 在冷却速率2×10¹² K/s下, 通过键型分析及原子平均能量与温度曲线关系确定Cu₇₀Ni₃₀形成fcc晶体结构和结晶温度, 此外采用原子示踪及可视法对凝固过程中微观结构变化及晶体生长细节的分析, 不但能说明系统在微观上形成二元无序固溶体, 而且有助于对液态金属的凝固过程、晶体结构生长过程的深入理解.     

Ni80Fe20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)_n/Cu/(SiO₂/Ni₈₀Fe₂₀)_n复合结构多层膜， 并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明，采用多组双层结构(n>1)后，样品的巨磁阻抗效应明显增大；当n=3时，观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%，最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时，巨磁阻抗效应比n=3时略有减小. 由XRD谱和磁滞回线等，研究了双层结构(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化，以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

Y3+掺杂LiV3O8正极材料电化学性能研究

 利用固相合成干冷空气淬火法,合成了一系列Y³⁺掺杂的LiV_3-yY_yO₈ (y=0,0.01,0.03,0.05,0.1,0.2)正极材料.XRD结果表明,Y³⁺掺杂量不同对LiV₃O₈结构的影响不同.适量Y³⁺掺杂能保持LiV₃O₈的原有结构,增大其d₁₀₀值,同时降低材料的结晶度.当Y³⁺掺杂过多时,样品中会产生YVO₄杂相.充放电循环、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)测试结果表明,Y³⁺掺杂虽然降低了材料的初始容量,但适量的Y³⁺掺杂能稳定材料的循环性能.电池存放实验表明Y³⁺掺杂还能提高电池的存放性能.在高电压下存放15d后,掺杂样的放电容量保持率为94.2%,高于未掺杂样的88.2 %.     

氟和钴共同掺杂对LiV3O8电化学性能的影响

 采用固相烧结法合成了同时掺杂氟离子和钴离子、具有单斜LiV₃O₈型结构的锂钒氧化物样品.通过充放电循环实验、循环伏安实验、XRD衍射和热分析对材料的理化性能进行了表征.实验结果表明,理论组成为Li_1.38V_2.99Co_0.0107.98F_0.02的样品的首次放电容量为233 mA·h/g,40次循环的放电容量为192 mA·h/g.在充放电过程中,同时掺氟和钴的样品的放电平台电压较高,表现出较好的循环性能.     

高压下Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块金属玻璃的结构弛豫

利用X射线衍射及高分辨电子显微镜研究了Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5大块金属玻璃在3 GPa, 573 K退火后的结构弛豫. 超声研究、密度测量、显微硬度等物性分析以及抗压、滑动磨损等力学性能测试结果表明: 与淬态大块非晶相比, 弛豫态非晶声学参数发生明显变化, 且力学性能得到改进. 对压力诱发非晶结构弛豫而导致显微结构变化进行了探讨.     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块金属玻璃压缩行为的同步辐射

利用室温高能同步辐射X光能量散射方法研究了Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5大块金属玻璃0~24 GPa的压缩行为. 研究表明, 该非晶在这一压力范围内, 出现了压力诱发的结构弛豫. 低于8 GPa, 过剩的自由体积的存在, 导致快速结构弛豫, 随着压力逐渐升高, 结构弛豫引起非晶的结构硬化.     

一种新型发红光材料SrGdGa3O7:Eu 3+及其性质研究

 采用高温固相法合成了发红光的荧光粉SrGdGa₃O₇:Eu³⁺。漫反射光谱和激发光谱中Eu^₃₊的电荷迁移带、Eu³⁺离子f→f跃迁以及Gd³⁺离子^8S_7/2→⁶I_7/2的跃迁相互吻合;监测Eu³⁺离子的特征发射,激发谱中有Gd^3+离子的激发线表明存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。发射光谱中以⁵D₀→⁷F₂ 跃迁为主,表明Eu³⁺离子所占据的晶体学格位没有对称中心的Cs格位。根据低温下的发射光谱计算了⁷F₁ 和^7F₂ 能级完全解除简并后的每个分裂能级的位置。Eu³⁺的发射发生明显的温度猝灭现象,同时发射谱线的分辨率也逐渐降低。Eu³⁺离子的⁵D₀→ ⁷F₂ 跃迁在不同温度下的荧光衰减曲线相似;随着温度的升高,荧光发射强度衰减越快,但是仍然处于毫秒数量级;⁵D₀ → ⁷F₂ 跃迁是宇称和自旋禁阻的跃迁,所以荧光衰减时间比较长。     

三元Fe-Sn-Ge和Cu-Pb-Ge偏晶合金相分离与快速凝固研究

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究了三元Fe-43.9%Sn-10%Ge和Cu-35.5%Pb-5%Ge偏晶合金的相分离与枝晶生长特征, 实验中分别获得了245和257 K的最大过冷度. 两种合金熔体均发生液相分离, 快速凝固组织呈现出显著的宏观偏析. X射线衍射分析表明, Fe-43.9%Sn-10%Ge合金的凝固 组织由α-Fe 和(Sn)固溶体以及 FeSn 和 FeSn₂金属间化合物等四相组成, 而Cu-35.5%Pb-5%Ge合金的凝固组织由(Cu)和(Pb)两相组成. 在快速偏晶凝固过程中, α-Fe 和(Cu)相均以枝晶方式生长, 并且深过冷条件下皆发生了“枝晶®偏晶胞”转变. 实验发现, α-Fe 和(Cu)相的枝晶生长速度都随过冷度的增大呈现出指数函数变化规律.     

用原子力显微镜研究经化学腐蚀和氧退火的SrTiO3(001)基片

用原子力显微镜(AFM), 采用缓冲HF酸溶液(NH4F-buffered)腐蚀和氧气氛退火处理的SrTiO₃ (001) (STO)基片, 获得了表面具有单原胞层高度台阶和原子尺度光滑表面的STO基片. 对于优质单晶的STO基片, 其表面为TiO₂层, 对于单晶质量差和有缺陷的STO基片, 可观测到基片表面的缺陷和不均匀性.     

Al2O3对Mo-W-Co高温合金力学性能的影响

通过改变Mo-W-Co高温合金中Al₂O₃的含量,研究Al₂O₃对Mo-W-Co高温合金硬度和耐磨性能的影响.采用球磨、压制成形和真空烧结等工艺制备Mo-W-Co-Al₂O₃高温合金,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)对制备好的合金的相结构、形貌和粒度进行分析,并测试合金的硬度和耐磨性能.结果表明:添加Al₂O₃能提高Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能,当w_Al2O3为5%时,Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能达到最佳效果;在真空烧结时,Al₂O₃在合金中形成了γ-Al₂O₃相,是影响合金组织和性能的关键相.     

纳米CaCO3/PP复合材料光氧老化行为的红外光谱研究

 熔融挤出制备了3种大分子相容剂改性纳米CaCO₃/PP复合材料,利用FTIR研究了复合材料的光氧化行为。结果表明,纳米CaCO₃促进了PP的光氧化降解,但不改变PP的光氧化反应机理。不同相容剂对纳米CaCO₃/PP复合材料光氧化行为有不同的影响,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MA)促进纳米CaCO₃/PP复合材料的光氧化降解,而马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）降低纳米CaCO₃/PP复合材料的光氧化速率,认为与不同相容剂对PP结晶形态和结晶度有不同影响有关。     

Nd(OH)3-Co3O4-Nb2O5纳米复合掺杂和传统复合掺杂BaTiO3基陶瓷性能的对比研究

 制备了Nd(OH)₃,Co₃O₄和Nb₂O₅纳米粒子以及Nd(OH)₃-Co₃O₄-Nb₂O₅纳米复合掺杂和传统复合掺杂BaTiO₃基陶瓷,研究了掺杂剂的粒径对BaTiO₃基陶瓷的微观形貌和介电性能的影响,并对纳米掺杂和传统掺杂BaTiO₃基陶瓷的性能进行了比较.结果表明,掺杂剂的粒度对BaTiO₃基介电陶瓷的微观形貌和介电性能有较明显的影响,特别是纳米复合氧化物掺杂能够促进烧结中晶粒"芯-壳"结构的形成,能有效地抑制晶粒长大并形成细晶结构,从而显著地降低烧结温度,提高介电常数、降低介电损耗,改善BaTiO₃基陶瓷的温度稳定性.     

过量Y2O3的添加对熔融织构YBCO大块性能的影响

研究了不同添加量Y₂O₃对熔融织构YBCO大块超导体的熔化生长温度、显微结构及其超导性能的影响. 结果发现, 随着Y₂O₃添加量的增加, YBCO材料的熔化生长温度降低, 而其固态反应温度并无明显变化. YBCO块材的磁悬浮力随着Y₂O₃添加量的增加, 先增加后减小而出现了一个峰值, 其最佳的添加量约为10(质量百分数)左右. 结合这组样品的初始成分及显微组织, 分析了Y₂O₃的添加对YBCO超导性能的影响, 并制备出了高质量的YBCO超导块材.     

Site preference of ternary additions in Ni3Al

The substitution behavior of ternary additions in Ni3Al is systematically studied using interatomic potentials. The pair potentials between identical and distinct atoms are obtained via strict lattice inversion based on the first-principle cohesive energy curves. Taking long-range interaction into account, the quantitative calculations for the alloys containing various amounts of alloying elements are made by utilizing a relaxed sample averaging method. The relative magnitudes of cohesive energy corresponding to different configurations are used. The calculated results are in good agreement with the results of experiments. Finally, some predictions are made for the substitution behavior of certain alloying elements and some elements in the region of surface and interface that have not been previously studied.     

ZnO在Al2O3(0001)表面的吸附与成键

采用基于密度泛函的分子动力学赝势方法, 对ZnO在α-Al₂O₃(0001)表面的吸附进行了理论计算, 研究了ZnO分子在Al₂O₃表面吸附成键过程、吸附能量与成键方位、表面原子结构变化以及表面化学键特性. 结果表明ZnO在表面吸附后消除了吸附前表面Al-O层的弛豫, 化学结合能为434.3(±38.6)kJ·mol^−1. 吸附后ZnO化学键(0.185±0.01 nm)与最近邻的表面Al-O键有30°的偏转角度, Zn在表面较稳定的化学吸附位置正好偏离表面O的六角对称约30°. 通过吸附前后原子布居数、态密度以及成键电子密度的分析, 表明ZnO的O^2−与表面上的Al³⁺所形成的化学键具有强离子键特征; 而Zn²⁺同基片表面O^2−形成的化学键有明显的共价键成分, 主要来自于Zn 4s与O 2p的杂化, 以及部分Zn 3d与O 2p的杂化.     

Cu-Sn合金熔体的结构变化

利用高温熔体黏度仪和自主研制的液态金属磁化率测量仪测量了Cu₆₅Sn₃₅合金熔体的黏度、磁化率随温度的变化规律. 结果表明, 黏度和磁化率随温度的变化曲线均存在不连续点. 经过高温X射线衍射仪研究熔体结构, 发现在物性突变温度处合金熔体的相关半径、配位数也存在明显的变化, 这说明熔体的微观结构存在变化. 经分析认为在突变温度出现了类Cu₆Sn₅相的金属间化合物结构, 从而造成了结构的突变.     

麻疯树油制备生物柴油中SO42-/TiO2固体酸研究

 利用高酸值麻疯树油中游离脂肪酸与甲醇酯化反应作为目标反应,通过直接煅烧工业原料偏钛酸,制得高酯化活性的ST固体酸.系统地研究了制备条件、反应条件对其酯化活性的影响.ST固体酸制备过程中,煅烧温度是一个敏感的因素,而煅烧时间影响较小.最佳的制备条件为:500℃,2h.最佳的反应条件为:反应温度为90℃,醇酸摩尔比为20:1,催化剂用量为油重的4%,反应时间为2h.在此条件下,游离脂肪酸的转化率可达97%以上.FTIR研究、S质量分数测定表明:活性组分溶剂化流失、表面积炭为其失活的主要原因.再硫化或在氧气中煅烧是较为有效的再生方法.     

Au@SiO2修饰电极的制备及对Cyt c的直接电化学研究

研究Au@SiO₂复合纳米材料修饰电极的制备方法及其对细胞色素c (Cyt c)的电催化行为.Cyt c在该修饰电极上表现出一对氧化还原峰，且在1.0×10^-7~2.0×10^-5 mol/L浓度范围内，Cyt c峰电流与浓度呈良好的线性关系，检测下限为5.0×10^-8 mol/L (S/N=3).还应用紫外可见光谱考察了Au@SiO₂复合纳米材料的生物兼容性，结果表明，Au@SiO₂材料为Cyt c提供了一个“近水”的微环境，使其在该修饰电极表面不易变性，因而具有良好的生物相容性.