碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

Ti—B—N纳米复合薄膜的制备及结构和力学性能

利用反应磁控溅射方法在(100)单晶硅和高速钢(W18Cr4V)基片上制备出不同B含量的Ti--B--N纳米复合薄膜.使用X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了Ti--B--N纳米复合薄膜的组织结构,并用纳米压痕仪测试了它们的纳米硬度和弹性模量.结果表明:通过改变TiB2靶功率和Ti靶功率的方法可制备出非晶--纳米晶复合结构的Ti--B--N薄膜;Ti--B--N薄膜中主要含有TiN纳米晶,随着B含量的增加,形成的TiN纳米晶尺寸变小,非晶成分增加;当B含量很高时会出现很小的TiB2纳米晶,此时薄膜性能不好;当TiN晶粒尺寸为5 nm左右时,Ti--B--N薄膜力学性能最优,纳米硬度和弹性模量分别达到32.7 GPa和350.3 GPa.     

镁合金表面制备硅掺杂类金刚石膜的性能研究

将无铬化学转化新工艺与射频等离子化学气相沉积（PECVD）技术相结合,先在镁合金表面生成一层多孔结构、附着力高的化学转化膜作为过渡层,再采用PECVD技术低温沉积一层硅掺杂类金刚石（Si-DLC）薄膜复合涂层。扫描电子显微镜和拉曼光谱图分析证实,获得的薄膜由sp2和sp3键杂化的碳硅氢化合物呈层状堆积而成,薄膜均匀、平整致密;制备的薄膜为典型的类金刚石结构。原子力显微镜直观地观察到,掺杂硅的类金刚石薄膜比未掺杂的平整致密。当硅含量达到20%时,得到的DLC薄膜最为平整致密,无铬化学转化膜层均被含硅的DLC薄膜覆盖。性能测试实验表明,将化学转化膜作为中间过渡层并采用PECVD沉积含硅的DLC薄膜明显提高了镁合金基体与其的结合强度,同时也大幅度提高了镁合金的耐磨、耐高温和耐蚀性。     

合成硼,碳,氮体系化合物功能薄膜的结构性质

为探讨合成硼、碳、氮体系化合物功能薄膜结构性质，综合评述了Ｘ射线、电子衍射、高分辨电镜分析、红外光谱、拉曼光谱，以及俄歇电子谱和Ｘ射线光电子谱等方法对氮化硼、氮化碳和硼碳氮薄膜材料的结构性质的检测结果，指出以采用多种方法复合测定为宜；相互补充的成分、结构、特性等信息，会有助于薄膜结构研究的深化。     

掺铬类石墨薄膜摩擦学性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术,以电流控制方式在高速钢和硅基底上制备了不同C r含量的C/C r类石墨薄膜,测量了类石墨膜的显微硬度、膜基结合强度、摩擦系数和比磨损率,分析了薄膜的相结构,观察了薄膜的表面和断面形貌。结果表明:所制备的类石墨薄膜随C r含量的增高,硬度逐渐降低,结合强度先增后降,摩擦系数和比磨损率则先降后升;类石墨膜是含有多种纳米晶的非晶结构;金属元素C r含量影响了类石墨碳膜的表面形貌和组织结构。当C r含量在0.5%~2.5%时,薄膜表面光滑而结构致密,摩擦系数小且比磨损率低,膜基结合强度高,具有良好减摩耐磨性能。     

电弧离子镀沉积碳膜的结构和疏水性能

为了研究脉冲偏压对薄膜结构和疏水性能的影响,采用电弧离子镀技术在不锈钢和硅基底材料上沉积了纯碳薄膜,在保持直流偏压、频率和占空比等工艺参数稳定的情况下,在不同脉冲偏压下制备获得纯碳薄膜.分别利用X线衍射仪、X线光电子能谱、扫描电镜、摩擦磨损仪和接触角测量仪对薄膜样品的微观结构、表面形貌、摩擦系数和疏水性能进行测试.结果表明:沉积所得纯碳薄膜均呈非晶态,随着脉冲偏压的升高,纯碳薄膜表面形貌质量先变好再变坏;摩擦系数先变小后变大,但变化幅度不大;接触角先减小后增大.脉冲偏压为300 V时,样品表面形貌最平整,摩擦系数最小,为0.192;在脉冲偏压为500V时,纯碳薄膜样品的接触角平均值最大,为102.53°,疏水性能最好.     

射频功率对硼碳氮薄膜的组分和厚度的影响

利用射频磁控溅射方法以不同的射频功率(80～130 W)在硅衬底上制备出一组硼碳氮(BCN)薄膜.傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.射频功率对薄膜的组分和厚度有很大影响,二者随射频功率的增大而呈规律性变化.B、N元素含量高、C元素含量低的硼碳氮薄膜较厚.并且,射频功率为110 W条件下制备的硼碳氮薄膜中C元素含量最低,薄膜最厚.     

纳米晶Fe—Ti—N软磁薄膜的研究

用射频反应溅射法制备了含Ti量高低不同的两种Fe-Ti-N合金薄膜，研究发现，沉积态低Ti含量的薄膜是α－Fe的多晶体，晶粒尺寸约20nm，沉积态高Ti含量的薄膜则是非晶结构，经适当热处理后，纳米晶α－Fe从中晶化生成，晶粒尺寸约10nm，和低Ti含量Fe-Ti-N薄膜相比，高Ti含量Fe-Ti-N薄膜显现出良好的软磁特性。     

偏压对类石墨非晶碳膜结构和机械性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射法在Si和高速钢基底上制备类石墨(Graphite-like carbon,GLC)非晶碳膜,研究了基底偏压对薄膜微观结构、机械性能和摩擦学性能的影响.结果表明:随着基底偏压的增大,GLC薄膜sp2键含量先减小后增大,在基底偏压为-100 V时达到最小值;薄膜的硬度和弹性模量先增大后减小,表面粗糙度先减小后增大;GLC薄膜的摩擦学性能与其机械性能和表面粗糙度密切相关,在基底偏压为-100 V时,薄膜的平均摩擦系数最小.     

碳氮复合渗处理温度对TA2钛合金组织结构及耐蚀性的影响

在不同温度(850℃、900℃和950℃)下对TA2钛合金进行碳氮复合渗处理,并研究其组织结构以及在人工模拟体液(SBF)中的腐蚀行为。利用X射线衍射、维氏硬度计、金相显微镜对碳氮复合渗层的组织结构进行表征,采用电化学测试方法对不同温度碳氮复合渗处理的样品的耐蚀性进行表征。结果显示:渗层主要由TiN相组成,且随温度升高渗层逐渐增厚;碳氮复合渗处理后的TA2钛合金的耐蚀性提高,且850℃碳氮复合渗后的TA2钛合金耐蚀性最好。     

缺陷对单壁碳纳米管电子结构调制的第一性原理计算

用密度泛函理论计算不同浓度点空位缺陷对扶手型和锯齿型碳纳米管电子结构的调制, 并对其键长、 缺陷形成能、 带隙及电子态密度进行分析. 结果表明： 随着缺陷浓度的增加, 邻近碳原子间化学键键长减小, 扶手型碳纳米管带隙打开, 由金属性质变为半导体性质, 锯齿型碳纳米管带隙逐渐变小; 碳原子缺失使缺陷附近未成键的悬键电子局域在Fermi能级附近形成额外的电子态而改变了碳纳米管的电子结构.     

溶胶-凝胶法Al2O3涂层碳纤维的制备与表征

该文研究了溶胶-凝胶法在碳纤维表面制备氧化铝(Al2O3)涂层时勃姆石溶胶浓度、涂层厚度和材料的层间剪切强度的关系，发现Al2O3涂层的厚度与勃姆石溶胶浓度基本呈线性关系，并且随着溶胶浓度的提高，涂层厚度增加，试样的层间剪切强度表现为先增加后下降的趋势。在勃姆石溶胶的浓度为0．27mol／L左右时，所得Al2O3涂层的厚度约为30nm，环氧基复合材料的层间剪切强度达到最大值。X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析表明，在碳纤维表面形成的Al2O3薄膜均匀、完整。     

SnO2／碳纳米管纳米复合材料的制备及表征

采用水热的方法,将纳米SnO2负载在多壁碳纳米管（CNTs）表面,制备得到SnO2负载多壁碳纳米管复合材料（SnO2／CNTs）。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了不同反应条件对产物形貌的影响。结果表明,通过改变溶液的浓度可以控制SnO2／CNTs纳米复合材料的形貌。     

CNT-SnO2复合材料的制备及甲醛气敏性的研究

甲醛作为室内装潢最主要的污染物之一,会对人们的健康造成危害。采用旁热式气敏元件的制备工艺,利用功能化后的碳纳米管对二氧化锡进行不同比例的掺杂,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对气敏材料进行表征;并在甲醛气氛中与二氧化锡气体传感器进行对比。分析了掺杂浓度,工作温度及气体浓度对传感器灵敏度和响应恢复时间的影响,对其气敏机理进行分析。结果表明碳纳米管的引入提高了二氧化锡传感器对甲醛气体的灵敏度缩短了其响应恢复时间;并且对低浓度的甲醛气体也有较好的响应。     

碳气凝胶的微结构控制

探索新型纳米多孔材料碳气凝胶的微结构控制,研究常压条件下纤维增强型碳气凝胶的制备,以及催化剂浓度、质量分数、纤维表面特性、溶胶注入纤维前的老化时间等制备参数对其微结构的影响.通过扫描电镜（SEM）、孔径分布和电阻率测量等测试手段,发现可通过制备参数实现碳气凝胶从纳米到微米量级的控制.     

Effects of Temperature and Catalyst Concentration on the Growth of Aligned Carbon Nanotubes

The effects of preheating and pyrolysis temperatures and catalyst concentration on the synthesis of aligned carbon nanotubes （CNTs） using ferrocene as the catalyst and xylene as the carbon source in chemical vapor deposition were experimentally studied. The as-grown aligned CNTs were characterized by field emission scanning electron microscopy, transmission electronic microscopy, high-resolution transmission electronic microscopy, and Raman spectroscopy. The growth rate, the diameters, and the degree of crystal structure of the aligned CNTs were all found to depend on the preheating and pyrolysis temperatures and the catalyst concentration. The optimized conditions for the growth of aligned CNTs resulted in a rapid growth rate of 20.4 um/min, with the CNTs having a good, uniform crystal structure, and clean surfaces with little amorphous carbon. The results also show that higher preheating temperatures and lower ferrocene concentrations favor the growth of single-walled CNTs.     

CN_x薄膜的制备及电子结构

采用反应溅射方法制备了氮化碳薄膜,研究了反应气体压力、溅射功率对薄膜形成的影响,并用Ｘ射线电子能谱（ＸＰＳ） 和富里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）对样品的电子结构进行了分析．结果表明：反应气体Ｎ２ 的压力太高或太低、溅射功率太大或太小,均不利于氮化碳膜的形成;在Ｎ２ 压力为８ Ｐａ、溅射功率为２００ Ｗ 时,薄膜的氮原子数分数得到最大值４１％ ;ＸＰＳ和ＦＴＩＲ分析结果揭示了膜中没有自由的Ｎ原子,所有的Ｎ原子均与Ｃ原子作用形成化学键,而且Ｃ Ｎ 单键、Ｃ Ｎ 双键、Ｃ Ｎ 三键共存．膜中Ｃ Ｈ 和Ｎ Ｈ 振动模式的存在,说明沉积在Ｓｉ 衬底上的氮化碳薄膜有较强的从空气中吸收氢的能力．     

用于散热器的冷轧钢板耐蚀性

利用化学浸泡及电化学方法研究了４种钢制散热器材质在不同含氧量和氯离子浓度下的腐蚀速度及耐蚀性，并用Ｘ射线衍射对锈蚀物进行了结构分析。实验结果表明，钢材腐蚀速度主要取决于供热水系统中的溶氧量。在脱氧条件下则形成Ｆｅ３Ｏ４保护膜，此时氯离子将加速材料的腐蚀。腐蚀极化电阻则随残余应力的增加而下降。     

Biodegradation of the Oil Hydrocarbons in Wastewater with Immobilized Microbiological Activated Carbon

On the basis of laboratory-scale-tests, the method of using immobilized biological activated carbon (IBAC) was found to be an efficient method to treat oil wastewater. In this research, pilot-scale studies were conducted to investigate the optimal range of factors, such as oil concentration, and hydraulic retention time (HRT). 39 strains of bacteria were isolated from activated sludge of a petrochemical wastewater treatment plant. After being acclimated and identified, these bacteria were immobilized on granular activated carbon. The degradation of organic compounds was analyzed by gas chromatography-mass spectromtry(GC-MS). As the results show that when the oil concentration is lower than 50 mg/L and corresponding values of HRT are longer than 1.0 h, the removal rate of immobilized biological activated carbon column can stably reach at least 70%. In the field studies, electron microscope analyses show that the predominant bacteria have been changed from Pseudomonas and Bacillus at the beginning to Bacillus only after 60 days of continuous operation, which suggests that the method with immobilized biological activated carbon column is the one with higher efficiency than that of the secondary floatation tank traditionally used in oil wastewater treatment.     

Ni颗粒对碳纳米管场致电子发射的影响

根据Fowler-Nordheim的场致电子发射机制建立了顶端被催化剂Ni颗粒封闭的碳纳米管场致电子发射模型.利用该模型分析了Ni颗粒被移去前后碳纳米管场致电子发射性能的差异.分析结果表明Ni颗粒被移去前后碳纳米管场致电子发射性能的差异主要起源于碳纳米管顶端处电场强度的不同.