Al掺杂四针状纳米ZnO生长机制分析

采用热物理法制备不同量Al掺杂的ZnO纳米材料,利用XRD分析掺杂前后试样的物相结构,并通过TEM鉴定粉体中的四针状纳米氧化锌(T-ZnO)结构.结果表明,Al掺杂纳米T-ZnO晶须的结晶过程是气液固(VLS)方式,晶须生长具有择优取向.透射电镜高分辨图像揭示凝固过程中晶须沿[0001]轴向生长,随着时间的延长,Zn原子首先形成核心部分并向外在晶须表面呈台阶状生长,从Al液中带走部分Al原子,进而促成纳米晶须的不断伸长且直径变大.     

氧化镁晶须制备及影响因素考查

为了促进氧化镁晶须的规模化生产与工业应用,采用前驱物煅烧法制备了氧化镁晶须.以氯化镁为原料、碳酸钠为沉淀剂制备了结晶良好的水合碳酸镁晶须;控制碳酸镁的热分解条件保持晶须形状不被破坏,在煅烧情况下将其转变为氧化镁晶须.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成、形态和结构进行了表征.结果表明,所得氧化镁晶须直径2～5 μm,长度约为60 μm.另外,对影响晶须形成的一些主要因素进行了初步探讨,同时简要介绍了利用碱式氯化镁、碱式硫酸镁获得氧化镁晶须的方法,探索性地拓展了氧化镁晶须的工业生产.     

制备ZnO晶须影响因素的研究

采用低温液相恒温陈化法,探讨了以锌盐和NaOH为原料制备ZnO晶须的优化条件:控制反应物配比n(Zn2+)∶n(OH-)为1∶6～1∶9,初始Zn2+浓度在0.2～0.3mol/L,搅拌时间1.52h,85℃恒温陈化5h.为ZnO晶须制备向低成本、高纯度的工业化方向发展提供实验依据,同时为研究其晶体生长机理奠定了理论基础.     

SiC晶须改性金属陶瓷断裂韧性及增韧机理

用真空烧结法制备了纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷.采用力学性能测试和扫描电子显微镜等研究了纳米SiC晶须对Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响及其增韧机理.力学性能测试结果表明:与未添加晶须的金属陶瓷相比,纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性(KIC)均有提高;随着晶须添加量的增加,抗弯强度(TRS)和断裂韧性均先增加后下降,而相对密度随晶须添加量的增加呈下降趋势;当晶须含量(体积分数)为7.5%时,金属陶瓷的力学性能最佳,TRS为2.270GPa,KIC为12.7MPa.m1/2.断口分析表明:添加纳米SiC晶须的金属陶瓷断口形貌呈放射状分布,有较为发达的撕裂棱,其增韧机理包括裂纹偏转和晶须桥联.     

用天然矿物透闪石制备硅酸钙镁晶须

晶须是一种微米级针状单晶体,用于复合材料增强,原料和生产成本高.该文介绍的新型晶须材料硅酸钙镁晶须,采用天然矿物透闪石为原料,通过选矿、分散、水热生长、煅烧等流程制备.硅酸钙镁晶须外观为白色至淡黄色粉体,摩氏硬度5.5～6.0,密度3.0～3.3 g/cm3,容重为0.1～0.2 g/cm3,折射率1.60～1.62,含水量 0.3%～0.8%,pH值8～9.化学分析、X射线衍射和扫描电子显微镜结果证明,硅酸钙镁晶须长度为15～60 μm, 平均长度37 μm; 直径 0.5～1.0 μm,平均0.65 μm;长径比为20～100,平均长径比为50∶1.硅酸钙镁晶须化学分子式为Ca2Mg5[Si8O22] (OH)2·n{CaMg[Si2O6]·Mg2[Si2O6]}, 其中n = 0.05～0.1,实际上是具有表面辉石薄层的透闪石针状晶体.实验表明,添加20%～40%硅酸钙镁晶须的聚丙烯复合材料,与纯聚丙烯材料相比,拉伸屈服强度提高了0.4～0.95倍,拉伸断裂强度提高了1.29倍,弯曲强度提高了0.62～1.43倍,弯曲模量提高了0.62～1.43倍,热变形温度提高了34.5～45.7℃,维卡软化点提高了10.3～13.7℃.与添加等量的钛酸钾晶须相比,硅酸钙镁晶须对提高聚丙烯的增强、增刚和耐热性能效果更好.硅酸钙镁晶须在原料价格和制备成本上比目前任何晶须都有明显的优势,是一种极有前途的新型高性价比晶须材料.     

SiC涂层化学气相沉积过程的数值模拟

根据化学气相沉积法的工艺特点,对C/C复合材料SiC涂层的制备过程进行了数学建模和有限元模拟,得出了反应器内以及试样表面反应物浓度的变化规律,并且获得了反应器内反应物浓度与沉积产物间的关系.结合实验分析,验证了SiC涂层晶粒尺寸的变化和沉积形貌的演变是由于反应气体浓度分布随位置变化造成的:沿着反应气体流动的方向,反应物浓度逐渐降低,沉积得到的SiC晶粒尺寸逐渐减小,沉积形貌由堆积岛状到颗粒状再到晶须状逐级演变.     

生长时间对水热微乳液法制备氧化锌晶须形貌的影响

采用水热微乳液法制备了纳米级尺寸的四针氧化锌晶须,利用热重及X射线衍射对产物结构进行了分析,着重探讨了生长时间对晶须尺寸和形貌的影响.在较短的生长时间下,产物主体结构为四针状氧化锌晶须,随着生长时间的增加,花状晶须含量逐渐增多,并且晶须出现了二次生长,针体上富集了大量微细晶须.     

水热法合成超细硫酸钙晶须

以CaSO4.2H2O为原料,采用水热法合成了超细硫酸钙晶须.以扫描电镜作为分析超细硫酸钙晶须直径的手段,得出制备超细硫酸钙晶须的最优工艺条件为反应温度120℃、料浆初始pH值9.8~10.1、料浆质量分数5%、原料粒度18.1μm.在此条件下,制备出了平均直径为0.19μm,长径比为98的超细硫酸钙晶须产品.得出的结论对超细硫酸钙晶须的工业化生产具有重要的指导意义.     

二水硫酸钙成核及生长现象的研究

研究了过饱和溶褐蠧aSO4*2H2O晶体成核及生长现象,同时对垢的形成机理进行了探讨.实验表明,成核延迟时间随溶液过饱和度增大而减小;CaSO4*2H2O晶体生长属于表面反应控制,且与粒径相关,晶体生长速度在(0.5×108～5.8×108)m/s之间(30℃,粒径(28～67)μm,Ca2+浓度0.035mol/L).乙     

CVD金刚石膜反应器内气相化学的理论研究进展

综述CVD金刚石膜沉积过程中反应器内气相化学的理论研究进展,阐述不同条件下反应器内的气相化学反应模型、反应机理及各种数值仿真方法,总结这些气相反应的选取及所对应的动力学机理。研究结果表明:CVD金刚石膜反应器内的气相化学是一个十分复杂的过程,与双碳组元相比,单碳组元对膜沉积的贡献较大,在组元C2H2,C2,CH3,C和CH中,决定膜生长的组元由具体操作条件而定。对CVD金刚石膜反应器内气相化学的研究结果不但可以为探讨膜生长机理的表面化学提供准确输入,还可为高效、优质膜的获得提供理论依据。