纳米Al/Cr2O3/ETN复合含能材料的制备与表征

采用溶胶-凝胶法,以1,2-环氧丙烷作为Cr(Ⅲ)离子的水解促进剂,温和条件制备了Al/Cr_2O_3/ETN湿凝胶,超临界干燥后得到Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物。讨论了氯化铬初始浓度、溶剂选择、环氧丙烷用量和初始p H值对体系温度和p H的影响,确定了最佳工艺。利用TEM、SEM、BET、EDS、IR、DSC和感度测试对Al/Cr_2O_3/ETN纳米复合物的形貌、结构、热分解性能和机械感度进行了表征。结果表明,纳米Al的表面被粒径约20 nm的纳米ETN和Cr_2O_3的小粒子致密包覆,形成纳米复合物,其比表面积为290.8 m2·g-1,IR图谱中有明显的硝酸酯基炸药的特征峰。DSC分析表明,ETN在63.4℃出现熔化峰,194.3℃出现分解放热峰。感度测试结果表明,复合物的撞击感度和摩擦感度只有53 cm、46%,所以此复合物的感度较低。     

(Al+0.15at%V)-Mg-Zn系富Al合金的热分析研究

本文对含微量 V 的 Al-Mg-Zn 三元系富 Al 合金(Mg,Zn≤20at%)进行了热分析研究。实验结果表明,含量大于90at%(Al+0.15at%V)的合金,和(Al+0.15at%V)<88at%而 Mg/Zn<1的合金,其升温和降温的μDTA 曲线,均能得到合金相转变相应的热效应对称峰;而(Al+0.15at%V)<88at%且 Mg/Zn>1时的合金,其μDTA 曲线,在升温时,除分别在～436℃和586℃出现相转变峰外,尚在～486℃出现一个在降温时消失的放热峰。这个放热峰不是合金加热过程中发生相转变的结果,而是合金中的 Mg 升温时与实验系统中的残留氧反应生成 MgO 引起的。     

纳米Al2O3/PVAc复合材料的制备与表征

用硝酸铝和碳酸铵为原料,以聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米Al2O3溶胶.用液-液混合分散法将制得的纳米Al2O3溶胶分散于聚醋酸乙烯酯(PVAc)的丙酮溶液中,得到无色透明的纳米Al2O3/PVAc复合溶胶,将溶胶刮涂制膜,得无色透明的Al2O3/PVAc复合膜.用透射电子显微镜和拉曼光谱对复合材料进行了表征.激光粒度分析仪分析表明,Al2O3在PVAc粒径在30～35 nm范围内,平均密度31.2 nm、体积平均27.5 nm、数均25.3 nm .Zeta电位值为-42.5 mV.并对Al2O3/PVAc复合溶胶进行紫外吸收测试,结果显示,与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰蓝移10.4 nm,且吸光度增加2.3倍.     

铝热法合成NiAl／Al2O3复合材料

以铝粉和NiO粉为原料,采用铝热法合成了NiAl/Al2O3复合材料.通过X射线衍射分析仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)并结合差示扫描量热仪(DSC)对其相组成、微结构和反应过程进行了分析.实验结果表明:850℃Al/NiO体系铝热反应被点燃,并自蔓延发生于整个反应系统;950℃保温40min,Al/NiO体系铝热反应生成相互交织网状结构的NiAl/Al2O3复合材料.     

聚合物/富勒烯太阳能电池形貌优化研究

选用苯并二噻吩和噻吩并吡咯(PBDTTPD)作为给体材料,和经典的受体材料富勒烯衍生物PC61BM/PC71BM搭配制作如下器件结构:氧化铟锡导电玻璃ITO(160nm)/阳极修饰层PEDOT:PSS(40nm)/活性层PBDTTPD:PCBM(90nm)/阴极修饰层LiF(0.5nm)/金属阴极Al(120nm).采用溶剂退火和添加剂后处理方法,利用有机溶剂慢蒸发过程以及溶剂和添加剂不同的沸点,使得给体和受体材料完成自组装,形成有序的给受体互联贯穿网状结构.结果表明,溶剂退火可以极大地优化PBDTTPD:PCBM活性层的形貌,最高能量转换效率(Power Conversion Effciency,PCE)达到4.95%.该实验成果可以为进一步提高聚合物/富勒烯有机太阳能电池的效率,提供有力的理论依据和实验指导.     

磁控溅射制备Cu-Al合金薄膜及光吸收性能研究

为使沉积态Cu-Al合金薄膜有显著的表面等离子体共振(SPR)吸收峰,采用磁控溅射法分别制备了纯Cu、纯Al和Cu-Al合金薄膜,并采用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计对其物相和光吸收性能进行了测试。结果表明,不连续的较薄Cu膜在沉积态下可观察到540 nm处的吸收峰,较厚的Cu膜通过在400℃下进行1 h热处理可在400 nm处获得微弱的吸收峰。沉积态的Al膜在可见光范围内无吸收峰,在热处理后,不连续的较薄Al膜可获得580 nm处的吸收峰,而较厚Al膜通过长时间热处理后可获得730 nm处的吸收峰。共溅射制得的较薄Cu-Al合金薄膜无须经过热处理,即可在可见光范围内获得吸收峰。     

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为10nm和15nm的αAl2O3和SiC粉体为原料,制备了Al2O3/SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2O3基体晶粒的长大,SiC体积分数超过4%时,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加,Al2O3/SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为5%时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为641MPa和47MPam1/2,明显高于热压单相Al2O3陶瓷(344MPa和31MPam1/2)·复合材料的强化主要来源于内晶颗粒残余应力强化和晶粒细化...     

Ti与Al比例及退火温度对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触影响

利用热蒸发方法制备了Ti/Al金属双层结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)欧姆接触,Ti与Al比例分别为1∶2(20 nm/40 nm)、1∶5(20 nm/100 nm)和1∶8(20 nm/160 nm).采用相同退火时间、不同退火温度对不同的Ti与Al比的AlGaN/GaN HEMT结构进行退火.通过XRD对电极结构进行了分析,利用金相显微镜观察了电极的表面形貌.实验结果显示,相同退火时间条件下,退火温度在800℃, Ti与Al比为1∶5的AlGaN/GaN HEMT结构形成了较好的欧姆接触.     

硫酸对乌兰林格膨润土的活化研究及产品表征

采用硫酸对乌兰林格膨润土(WZB)进行活化研究,并对活性白土产品进行了化学成分、红外光谱(IR)及氮气吸附技术表征分析,表明活化过程中蒙脱石层间Na 、Ca2 溶出较快,而八面体中的Mg2 、Al3 、Fe3 溶出较慢,且溶出难易程度依次为Al3 、Fe3 、Mg2 ;随着加酸量的增加,414cm-1与1639 cm-1附近的峰逐渐降低;产品的总孔容、比表面积及平均孔径分别从0.1206mL/g、117.5m2/g和4.104nm增加到0.2983mL/g、203.3m2/g和5.869 nm,呈现出先增大后降低的规律性变化趋势.     

高能球磨对TiC0.5/Cu(Al)复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu(Al)复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,液晶聚氨酯(DLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了EP/DLCP/Al2O3复合材料.对复合材料的制备工艺、Al2O3粒子表面修饰以及Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀进行了研究.结果表明:导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小.同时,液晶聚氨酯(DLCP)网格的存在,可降低材料的内耗,提高材料的玻璃化转变温度(Tg).当DLCP加入量为5wt%时,复合材料的玻璃化转变温度比纯树脂提高了10-30℃,复合材料的电性能得到了增强.     

十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝复合物的制备及其性能

为了改善硼氢燃料的能量输出特性,提高其作为推进剂及火炸药添加剂的燃烧效率,使用溶剂-非溶剂法制备了十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝含能复合物,并对其表面形貌、比表面积、热性能及气体分解产物进行了研究。结果表明,使用溶剂-非溶剂方法可制备具有良好分散性的十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝复合物,并能极大的减少纳米铝的团聚。复合物的比表面积为7. 06 m~2/g,远大于混合物的0. 20 m~2/g。BHN-10/纳米铝复合物在分解过程中可形成一种熔融分解型的中间产物,分解过程分为两个阶段,两阶段的分解温度分别为285. 1℃和304. 4℃,在形成BHN-10/纳米铝复合物后分解温度提前,第一分解放热峰提前到262. 0℃,第二分解放热峰提前到298. 8℃。分解气体产物主要为乙烯、乙烷、氨气和氢气等具有高热值的可燃性小分子气体。     

溶剂效应对2-(2-羟基苯基)苯并咪唑 质子转移的影响

采用光谱法和密度泛函理论研究了DMF,甲醇等有机溶剂及不同组成的1,4-二氧六环/甲醇混合溶剂中2-(2-羟基苯基)苯并咪唑(HPBI)的分子内质子转移反应,考察了溶剂极性对HPBI光谱性质及激发态分子内质子转移(ESIPT)机制的影响,探讨了酸碱度对HPBI在水溶液中荧光光谱受的影响.结果表明,在所考察的溶剂中,HPBI均表现出烯醇式和酮式的双发射峰(350 nm和460 nm附近),且溶剂极性越小越有利于质子转移.结合可极化连续介质模型(PCM),M06-2X/6-311++G(d)及TD M06-2X/6-311++G(d)的密度泛函理论计算进一步表明,在同一溶剂中,烯醇式构型是基态HPBI的主要存在形态,而在激发态时的结构,HPBI的烯醇式构型通过质子转移转化为酮式构型.此外,当溶液中碱达到一定浓度时,将在415 nm处产生一个酚氧负离子所发射的新荧光峰,TD B3LYP/6-311++G(d)的理论预测该发射峰的波长为409. 44 nm.     

TiC_p/7075Al基复合材料半固态坯料二次加热组织

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和示差扫描量热法(DSC)研究了4.4%TiC_p/7075Al基复合材料的二次加热组织演变规律及其影响因素. 结果表明:4.4%TiC_p/7075Al基复合材料的最佳二次加热工艺参数是加热温度为590～610℃,保温时间为10～20min;4.4%TiC_p/7075Al基复合材料在二次加热过程中具有较高的稳定性,随温度的升高和保温时间的延长,球形晶粒尺寸增加较小;4.4%TiC_p/7075Al基复合材料在600℃时的晶粒粗化速率常数为118.96μm~3·s~(-1),远小于7075基体合金的晶粒粗化速率常数311.7μm~3·s~(-1),更加适宜于半固态触变成形.     

Fe-Al微叠层复合材料的制备及界面表征

将多层纯铁和纯铝薄板交替叠放,采用“热轧复合—冷轧减薄—合金化热处理”工艺流程制备了Fe-Al金属/金属间化合物微叠层复合材料(Fe-Al MIL),研究了合金化温度对该复合材料微观组织、相组成、相变及力学性能的影响.结果表明:所制备的Fe-Al微叠复合材料Fe/Al界面结合状态良好;随合金化温度的升高,化合物层厚度随之增加,当温度低于Fe-Al固-半固态反应温度655℃时,Fe₂Al₅和FeAl是化合物层的主要物相,而高于655℃时,则会在化合物层和Fe金属界面处出现少量交替分布的FeAl₃和Fe₃Al;DSC曲线上呈现出~559,~571和~667℃三个放热峰,分别代表FeAl₃,Fe₂Al₅和FeAl的相转变;固-固和固-液合金化后得到的Fe-Al MIL力学性能较差,均易发生分层断裂现象,而固-半固态合金化热处理后其力学性能最佳.     

TiO2薄膜的半导体和气敏特性

溶胶-凝胶法制备了添加聚乙二醇和Al3 的TiO2薄膜,研究了薄膜的半导体特性和气敏性.添加聚乙二醇使TiO2薄膜的荧光发射峰从未添加的650 nm蓝移至600 nm处.添加聚乙二醇(相对分子质量2000)2.0 g/100mL的TiO2薄膜在还原性气氛中电阻值增大,在350℃下薄膜对1.0×10-3(体积分数)CO的灵敏度约为3.4;进而掺杂离子半径较小的Al3 ,能够提高薄膜对CO的气敏性:在350℃时添加聚乙二醇且Al3 摩尔分数为50/0、100/0的薄膜对1.0×10-3(体积分数)CO的灵敏度分别为5.0和20.4.X射线光电子能谱表征说明,由于Al3 的晶格替代和氧间隙原子使添加有聚乙二醇和Al3 的TiO2薄膜产生以空穴为主的传导机制,表现出P型半导体特性.该研究结果对于研发TiO基的气敏传感器、新型太阳能电池具有重要意义.     

乙醇为溶剂超临界干燥法制备纳米Al2O3

以硝酸铝为原料,柠檬酸为分散剂,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶结合超临界干燥的方法制备了纳米AlOOH。经过500～900℃焙烧后得到纳米γ-Al₂O₃。考察了溶液pH值、硝酸铝与柠檬酸物质的量比对AlOOH粉体,以及焙烧温度对γ-Al₂O₃两者形貌和尺寸的影响。采用TEM、XRD、IR对超细粒子的粒径、形貌进行了表征。结果表明,制备溶胶时的pH值和柠檬酸的〖JP2〗加入对经超临界干燥所得的AlOOH的形貌和尺寸有明显影响。在pH=3,n(C₆H₈O₇)∶n(Al(NO₃)₃)=1∶2的条件下可得到纤维状纳米AlOOH(直径为1～10nm, 长为30～40nm)。该AlOOH经500～900℃焙烧后可得纤维状纳米γ-Al₂O₃,其直径为1～10nm,长为30～70nm。     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

低温烧结Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能

采用可低温烧成的高活性Al2O3以及ZrO2(x(Y2O3)=3%)粉料制备了m(Al2O3)m(3Y-TZP)=8515的复合材料.经成型后的试样在常压、1 350～1 500℃温度下2 h烧成,在1 425℃的相对低温下烧成就可获得相对密度大于0.99的烧结体.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析,研究了相组成和显微结构对Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能的影响.分析结果表明,在1425℃温度下烧成的复合材料具有了最佳的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到856 MPa,7.4MPa·m1/2和16.4GPa.     

2024Al/Gr/SiCp复合材料耐热性能研究

研究了采用真空热压法制备的2024Al/Gr/SiC_p复合材料高温拉伸性能及长时间热暴露后的室温力学性能,同时对拉伸断口进行分析,探讨了SiC颗粒和石墨对材料耐热性能的影响.结果表明:2024基体合金和2024Al/Gr/SiC_p复合材料在200℃及以下热暴露时,复合材料的强度下降幅度较小,但基体合金的强度下降幅度明显比复合材料的大,这与增强相SiC颗粒与石墨提高了材料的耐热性能有关.在300℃热暴露条件下,2024基体合金和2024Al/Gr/SiC_p复合材料的力学性能快速下降.2024Al及其复合材料的高温拉伸性能随拉伸温度升高而下降,在200℃及以下温度抗拉强度较好,250℃及以上温度抗拉强度快速下降.高温拉伸和热暴露处理后的2024铝合金基体的断裂机制为韧性断裂,2024Al/Gr/SiC_p复合材料的断裂机制为基体韧性断裂及石墨断裂、SiC颗粒与界面分离的混合断裂机制.