流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究

探索了以YSZ纳米粉体为原料,采用流延成型的方法制备YSZ电解质薄片的工艺过程,研究了YSZ纳米粉体及流延后坯体的性能,以及通过实验获得的瓷体性能.粉体粒度分布窄,在0.1～0.3 μm之间,中位径为0.157 μm.坯体在968.9℃开始有明显收缩,在1 279.9℃收缩最快,而在1400℃后,收缩值基本稳定于20%.坯体的致密度良好,相对密度为64.1%.通过烧结得到的瓷体的相对密度可达97.8%,晶粒细密均匀,大小为1～4 μm,晶界明显.YSZ薄片随温度的升高表现出良好的电性能,在900℃时的电导率达0.106 S/cm.     

合成温度和原料粒度对钛酸铝性能的影响

研究了合成温度和原料粒度对钛酸铝性能的影响.结果表明,钛酸铝材料的临界晶粒尺寸和材料内部所合成的晶粒尺寸大小对微裂纹的产生关系重大.控制微裂纹的多少与大小可改善其热膨胀和机械特性.降低合成温度和原料粒度可使合成的钛酸铝材料内部裂纹少而且小,故其强度提高,但其热膨胀系数有所增大.     

纳米改性氢氧化铝(CG-ATH)表面处理工艺对纳米 CG-ATH/PA6复合材料力学性能的影响

用偶联剂对纳米改性氢氧化铝（CG-ATH）进行了表面处理,制备出纳米CG-ATH/PA6复合材料。研究了偶联剂用量、偶联剂种类及CG-ATH的改性温度对复合材料力学性能的影响。结果表明：填充表面处理后的CG-ATH,可以大幅提高复合材料的力学性能;填充用A₁偶联剂表面处理,偶联剂质量分数为1.0%,改性温度为75～80℃条件下处理的CG-ATH,得到的复合材料的力学性能最好;表面处理明显提高了CG-ATH在PA6中的分散性。     

胞元材料拓扑构型与力学性能的相关性

为了进一步探索胞元材料力学性能与材料拓扑构型的相关性,分析了不同二维和三维胞元材料的拓扑构型特征以及材料的模量与强度,得到了拉伸主导型和弯曲主导型胞元材料的力学性能与材料相对密度之间的关系,并对各种构型的力学性能进行了对比分析。在Deshpande拓扑规则的基础上,由等效连续介质刚度矩阵的非奇异性特征得到了拉伸主导型胞元材料的基本拓扑构型特征。研究表明:平面条件下拉伸主导型胞元材料必须具有3组或3组以上不同方向的连续杆件,而空间状态下拉伸主导型胞元材料必须具有6组或6组以上不同方向的连续杆件。     

点态凸性模与空间中相关几何性质的关系

研究了Banach空间中点态凸性模与空间凸性模,非方常数之间的关系,并给出经典空间lp空间中任意一点的点态凸性模的估计.     

电解质对溶液中气泡大小的影响

本文利用激光粒径分析仪，研究了在鼓泡塔反应器中电解质溶液对气泡大小的影响。实验结果表明，气泡表面吸附电解质离子后改变了气泡表面的性质，抑制了气泡的聚并，使气泡的平均直径减小。还发现气泡大小与电解质溶液的离子强度有关，而与离子的类型关系不大，并得到气泡直径与离子强度的关联式。     

中温固体氧化物燃料电池电解质YSZ薄膜的低温制备和性能表征

考察了少量氧化钴对YSZ粉体烧结性能的影响。结果发现,YSZ粉体中添加0.5 mol%氧化钴后,YSZ电解质1 200℃即可烧结致密,比未掺杂时降低了200℃。利用空气喷涂法制备的添加氧化钴的YSZ薄膜在1 280℃制作的单电池,在800℃时OCV和最大输出功率分别为1.02 V和353 mW/cm2,结果表明薄膜已经完全致密。     

甘氨酸-硝酸盐法合成纳米YSZ微粉及其性能

用甘氨酸-硝酸盐法合成了纳米级钇稳定化氧化锆（YS Z）微粉. 用粉末X射线衍射方法对合成产物和煅烧粉体进行物相分析, 并计算了YSZ合成粉 体的平均晶粒尺寸. 用热膨胀仪和交流阻抗谱分别研究了合成原粉的烧结收缩率和烧结样品 的电学性能. 研究结果表明, 当金属离子与甘氨酸的摩尔比为1∶2时, 用甘氨酸-硝酸盐 法可直接合成纳米级YSZ微粉, 600 ℃和1 000 ℃煅烧粉体的平均晶粒尺寸分别为9.8 5和40.5 nm. 经1 000 ℃预烧的YSZ样品的烧结性能明显高于1 200 ℃预烧YSZ样品. YSZ样 品在1 400 ℃烧结6 h的相对密度分别为99.3%和98.6%, 烧结温度范围为1 400~1 450 ℃ . 经1 450 ℃烧结后的样品在850 ℃时电导率分别为0.037和0.021 S/cm.     

纳米WS_2润滑晶体的制备与量子尺寸效应

纳米WS2 润滑晶体是一种性能优良的新型固体润滑材料 .作者介绍了一种用机械 物理固相反应装置制备纳米WS2 润滑晶体的新方法 ;用XRD对WS2 纳米晶体进行了物相分析 ;用ESCALAB MKⅡ型电子能谱仪分析了不同粒径的试样W 4f7/2 ,S 2p3/2 电子结合能的变化 ,并对 5 0nm和 10mm粒径的S W S纳米簇团的S 2p3/2 电子能谱结构进行谱图拟合 .分析结果表明 :XRD图样显示为WS2 相单相 ;在S W S纳米簇团中存在显著的量子尺寸效应 ,该效应强化了硫原子电子壳层间的轨道杂化 ,使纳米级的WS2 润滑晶体形成了 1个没有悬键的、化学性能稳定的中空球体 ,在润滑过程中 ,这种结构可使体系保持较强的化学稳定性 ,能耗降低 .     

复合电解质材料的电性能及应用

利用固相法制备了不同粒度的Ce_0.8Sm_0.2 O_1.9(SDC)与(ZrO₂)_0.92(Y₂O₃)_0.08(YSZ)的复合材料（SDC与YSZ 的质量比分别为1∶9, 3∶7, 5∶5）, 以其为电解质制备成片状燃料电池, Ｘ射线衍射 结果表明, 材料呈双相复合结构, 阻抗谱和电池性能的测量结果表明, 电解质在低温和 掺杂量较低时电导率比纯YSZ高, 在电池工作温区(700～850 ℃)内电导率都较低. 以它为 电解质的氢氧燃料电池开路电压很低, 并且随SDC掺杂量的升高下降的非常明显.     

Relationship between lattice mismatch and ionic conduction of grain boundary in YSZ

The grain boundary plays an important role in the electrical behaviors of solid oxide electrolytes for solid state fuel cells. To reveal the relationship between the structure and the ionic conductivity of grain boundary,the conductive properties of {1 1 1} and {1 1 0} twist grain boundaries in 8 mol% yttria-stabilized zirconia have been examined. These boundaries have a series of Σ values defined by the coincident site lattice model. It has been found that the activation energy of {1 1 1} twist grain boundary increases and then decreases with the Σ value,while that of the {1 1 0} boundary shows an opposite trend. It is suggested that the properties can reflect the balance of the effects of lattice mismatch on the diffusion ability of oxygen vacancies and the segregation of oxygen vacancies and Y3 tions. Therefore,the properties in polycrystalline electrolyte can be adjusted by controlling the grain boundary structures.     

高炉矿渣粉粒度分布与粉体特性关系的研究

粉体特性研究对于探索矿渣粉高效制备的方法至关重要．选用Rosin-Rammer-Bennett方程作为粒度分布模型，对立磨矿渣粉采用分级组合的手段，配制出22种具有不同特征粒径（De=8～20μm）和不同均匀性系数（n=0．9～1．4）的矿渣粉体（n=0．9～1．4）．在研究其粉体特性的基础上，建立了矿渣粉的粒度分布参数（n和忱值）、压缩应力与粉体的自然堆积密度和压缩密度之间的经验关系模型．发现经400kPa压缩应力压实的矿渣粉体，呈现出弹性特征．卸载后其回弹率介于0．33％～0．475％．矿渣粉的比表面积越小，回弹率越大．     

多硝基芳香族化合物的静电火花感度与分子的电子性质的关系

主要研究多硝基芳香族化合物的静电火花感度与分子的电子性质的关系。应用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G(d,p)水平下对分子进行几何结构的全优化和频率计算,建立了静电火花感度与最低空轨道能级、硝基所带的电荷、芳香环的个数以及芳香环上某些取代基的个数之间的关系式。试验组的17种化合物和测试组的11种化合物,通过该关系式计算得到的静电火花感度值与试验值十分合理的接近。因此,该方法可用来预测多硝基芳香族化合物的静电火花感度。     

氨基磺酸镍体系电沉积纳米镍的力学性能及热稳定性研究

采用氨基磺酸镍体系镀镍液代替瓦特型镀镍液,应用脉冲电沉积技术,制备了平均晶粒尺寸为16.7 nm的纳米镍.在静拉伸应变速率范围(5×10-5~10-2s-1)内,纳米镍的强度和塑性均随应变速率的增加而增加,断裂形式表现为韧窝韧性断裂,获得的最高断裂强度和最大断裂延伸率分别为1 332MPa和5.31%.在退火温度为100、150和200℃保温1 h后,室温应变速率为10-3s-1时,纳米镍的强度和塑性随退火温度的升高而显著下降,原因为退火过程中晶内硫元素向晶界强烈偏聚引起材料变脆,断裂形式表现为晶间脆性断裂.XRD和TEM的观测结果表明,纳米镍在250℃退火时,晶粒发生显著长大,硬度快速下降.热分析仪测得的放热峰表明,275℃以后,大量的纳米晶粒发生异常长大.     

微纳米光纤腐蚀动力学及其光学特性研究

本文利用氢氟酸腐蚀石英光纤的方法,制备出微纳米光纤,并通过实验及OptiFDTD软件研究微纳米光纤的光学特性。在实验中通过利用CCD与数据采集卡对氢氟酸腐蚀中的石英光纤进行实时监控来研究微纳米光纤的光功率损耗与直径的关系,发现微纳米光纤的光功率损耗与直径关系曲线大致符合玻尔兹曼函数模型。而通过OptiFDTD软件模拟微纳米光纤的波印廷矢量分布的结果,发现了随着微纳米光纤直径的减小,微纳米光纤的倏逝场会越来越大,而且当微纳米光纤直径与输入的光波波长相比拟时,光波几乎只沿着光纤的表面传播。实验结果表明微纳米光纤具有制备简单、尺寸小、倏逝场大等优良特性,在传感器等领域展示出诱人的应用前景。     

微组装纳米多层材料的力学性能研究

为研究探索新材料,采用离子束溅射沉积的方法制备了子层厚度为纳米量级的陶瓷／金属以及陶瓷／高分子多层膜。对这些纳米多层膜的结构和硬度、韧性行为进行了研究。发现纳米多层膜的硬度行为强烈地依赖于材料系统,在某些系统中出现了超硬度效应,而在某些系统则没有这一现象。纳米多层膜的韧性比单相的陶瓷材料有明显提高。硬度、韧性等力学行为与多层结构的组分比例、调制波长等参数有关。研究表明纳米多层结构是获取具有优良力学性能新材料的有效途径。