无基底透明二氧化钛纳米管阵列薄膜的制备

在由乙二醇、水,氟化铵组成的电解液中添加钼酸钠调节阳极附近的离子浓度,制备出厚度大约为10微米的透明二氧化钛纳米管阵列薄膜.所得二氧化钛是无定型结构,在120℃水热处理可以将其转化成锐钛矿结构,并保持薄膜的结构完整性.该薄膜的透射率与其表面结构和晶体结构有关.这种透明二氧化钛纳米管阵列薄膜可望应用于染料敏化太阳能电池.     

碳纤维负载钐掺杂纳米TiO_2复合材料的制备与表征

采用静电纺丝法和热处理工艺制备了纳米碳纤维负载掺杂1.5%(摩尔分数)Sm的纳米Ti O2复合材料(Sm-Ti O2/CNFs),利用SEM、EDX、TEM、FTIR和XRD对其组成和结构进行了表征,并以甲基橙为降解对象,考察了Sm-Ti O2/CNFs复合材料在紫外光照射下对甲基橙的光催化降解效果。结果表明,掺杂Sm3+的Ti O2以锐钛矿晶型均匀分散在碳纳米纤维的表面和内部,质量分数为20%左右;相对于未掺杂的Ti O2/CNFs样品,Sm-Ti O2/CNFs的光催化活性提高约37%。     

高分子磁体/ TiO2复合缩波材料的电磁性能

研究了在100 MHz～1800 MHz 的高频、微波下, 高分子磁体/ TiO₂( 简称OPM/ TiO₂ ) 复合缩波材料的电磁参数变化。研究表明: 丙烯酸改性的OPM/ TiO₂ 复合缩波材料有效地提高其介电常数, 降低介电损耗和磁损耗,而60Co-r 辐照的OPM/ TiO₂ 材料却显著地提高其磁导率及介电常数, 但材料的磁损耗和介电损耗基本不变, 因此,OPM/ TiO₂ 作为一种用于缩小电子器件及天线几何尺寸的复合缩波材料, 对高频, 微波通信、宇航和计算机有重要的理论和应用价值。      

NiFe_2O_4/T-ZnO_w复合材料的制备及磁性能

采用化学镀法在四角氧化锌晶须(T-ZnO_W)表面包覆NiFe_2O_4镀层,制备了NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、振动样品磁强计对镀覆前后T-ZnOw的结构、形貌等进行了表征。结果表明,化学镀覆后,在T-ZnO_W表面包覆了致密的尖晶石型NiFe_2O_4镀层,T-ZnO_W针尖部位生成的镀层厚度比根部薄。NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料具有软磁特性。随着退火温度的升高,复合材料的饱和磁化强度和矫顽力逐渐升高,在800℃达到最高。     

SiC-ZrO_2纳米颗粒协同强韧化MOSi_2陶瓷的组织与性能

通过热压烧结制备SiC-ZrO_2/MoSi_2复相陶瓷以及对比试样MoSi_2、ZrO_2/MoSi_2、SiC/MoSi_2陶瓷,利用X射线衍射仪、透射电镜以及力学性能测试仪器等对材料组织和力学性能进行了研究。结果表明:纳米ZrO_2、SiC颗粒的加入可以有效细化MoSi_2基体晶粒,纳米ZrO_2、SiC颗粒协同作用更有利于提高MoSi_2基陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,协同相中纳米SiC颗粒细化和强化MoSi_2基体的效果要好于纳米ZrO_2颗粒;20 vol%SiC+10 vol%ZrO_2+MoSi_2复相陶瓷抗弯强度是MoSi_2的3.8倍,断裂韧度是MoSi_2的2.4倍;在复相陶瓷基体以及粒子周围存在不同特征的位错组态,ZrO_2可以依靠自身相变的体积效应向基体泵入或输送位错,钉扎位错的第二相粒子包括SiC粒子和未相变的ZrO_2小粒子,弥散相特别是晶内型SiC和ZrO_2粒子对复相陶瓷位错的钉扎作用明显。     

Al2O3/含铈中锰钢界面CeAlO3生长动力学

本文在理论分析和界面结构研究的基础上,在Al₂O₃/含铈中锰钢系建立了界面反应产物CeAlO₃层的生长模型,得出CeAlO₃层厚度S与时间t的关系遵循抛物线规律。实验结果与理论模型和规律相一致。      

纳米SiO2/纤维素复合材料的非均相制备及其性能

采用硅酸四乙酯(TEOS)作为无机前聚物,纤维素为有机组分,利用溶胶-凝胶法在非均相乙醇溶液中制备了纳米SiO₂/纤维素复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)对复合材料的形貌、结构以及热稳定性进行表征。讨论了SiO₂含量对材料力学性能的影响。研究了主要因素碱催化剂氨水对纤维素与SiO₂复合效果的影响。结果表明,纳米复合材料的弹性模量、拉伸强度随SiO₂含量的增加先增加后减少,质量分数分别为3.1％、10.6％时弹性模量、拉伸强度达到最大。氨水加入量为3.70×10-4 mol/L时,纤维素与SiO₂的复合效果最佳。非均相制备的纳米SiO₂/纤维素复合材料同样也明显提高了纤维素材料的疏水性、热稳定性和力学性能。     

20wt% SiO2/Al-Mg复合材料的界面反应及其微结构

采用粉末冶金法制备了20wt% SiO₂/Al-Mg复合材料。研究了SiO₂和基体元素Al,Mg反应机制,研究表明:在原SiO₂颗粒内,形成MgAl₂O₄,MgO,Mg₂Si和少量Al和Si。MgAl₂O₄呈不规则形状,而且MgAl₂O₄往往和Al相邻;MgO和Mg₂Si形成片层状共析体;经620℃烧结30min,SiO₂被完全反应掉。反应生成物Si多数被排到Al基体中;原Al-Mg基体中主要物相为:Al,Mg₂Si和Si,Mg₂Si颗粒的尺寸小于0.2μm。原Al-Mg基体中,单质Mg已不存在,Mg反应形成Mg₂Si。     

各向异性Nd2Fe14B／α-Fe纳米晶复合磁体的制备和性能

采用声化学法、放电等离子烧结技术(SPS)和热变形工艺制备致密各向同性和各向异性Nd_2Fe_(14)B/αFe复合磁体,研究了软磁相包覆对磁体的结构和性能的影响.结果表明,软磁相α-Fe对各向同性Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体的影响主要表现为增强两相间的交换耦合作用,从而提高剩磁.当α-Fe体积分数的数值适当(不超过2%)时,各向异性Nd_2Fe_(14)B/α-Fe磁体形成较好的c轴晶体织构,具有较高的磁性能.α-Fe体积分数为1%的磁体性能最高:B_r=1.367 T,H_(ci)=712 kA/m,(BH)_m=327 kJ/m~3.     

合金化填充材料Ni 对SiCP/6061Al 复合材料激光焊接焊缝显微组织的影响

以N i 片作为合金化填充材料对SiC_P/6061A l 金属基复合材料(SiC_P/6061A lMMC) 进行激光焊接, 研究了激光输出功率、焊接速度等焊接工艺参数对焊缝显微组织的影响。结果表明, 采用金属N i 片作为合金化填充材料对SiC_P/6061A lMMC 进行激光焊接, 可以在一定程度上抑制SiC 颗粒的溶解及针状脆性相Al₄C₃ 的形成, 并获得以Al₃Ni 等相为增强相的焊缝显微组织, 但在焊缝心部有粗大的气孔形成。      

DNA-like dye-sensitized solar cells based on TiO2 nanowire-covered nanotube bilayer film electrodes

This paper reports a two-step formation of a TiO₂ nanowire-covered nanotube bilayer film technique and its application in DNA-like dye-sensitized solar cells. The bilayer film was prepared by the electrochemical anodization first and then the hydrothermal method. From the reflectivity spectrum and scanning electron microscopy it is observed that the nanowire layer on the top cannot only decrease the reflectivity of the film, but also play a role to modify the film cracks. Compared with the dye-sensitized solar cells based on a single layer electrode, the cell with the bilayer film showed higher photovoltaic parameters and a lower dark current, which is due to its higher light harvesting efficiency and lower charge recombination between the electrolyte and the substrates.     

溶剂辅助原位分散纳米二氧化硅/聚酯生物弹性体复合材料的制备、结构及性能

采用溶剂辅助原位分散方法,制备纳米二氧化硅(nano-SiO2)/聚(癸二酸-甘油-柠檬酸)酯(PGSC)生物弹性体复合材料.通过FTIR、SEM、广角X射线衍射(WXRD)、DSC以及力学测试等手段,对复合材料的结构和性能进行了表征.PGSC基体不仅对nano-SiO2产生包覆,还与nano-SiO2之间形成化学结合...     

超导PbO/YBa2Cu3O7-δ复合氧化物摩擦磨损性能

为适应从低温到高温宽温范围的使用条件,用溶胶-凝胶法制备了YBa₂Cu₃O_7-δ超导材料,用摩擦磨损试验机测试了YBa₂Cu₃O_7-δ从室温至液氮温度的摩擦学性能。结果表明：室温20℃下,YBa₂Cu₃O_7-δ与对偶件不锈钢盘对摩时,摩擦因数在0.5左右,当温度降到超导转变温度以下时（液氮温度-196℃）摩擦因数大幅度降低,YBa₂Cu₃O_7-δ超导态摩擦因数是正常态值的一半,实验直接证明了电子激励对摩擦能量耗散的作用。为改善室温下YBa₂Cu₃O_7-δ摩擦学性能, 掺杂不同质量分数PbO作为润滑组元,制备了PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ超导固体润滑复合材料,取得良好效果。PbO掺杂不影响PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料的超导电性,在正常的载荷和滑行速度下15%PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料摩擦因数为0.2至0.3,磨损率为4.35×10-4 mm3·（N·m）-1,分析了PbO/ YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料减摩耐磨机制。     

CuO-TiO_2复合助剂低温烧结氧化铝陶瓷的机理(Ⅱ)

固定CuO(0.4%)和TiO₂(4%)的添加量、改变TiO₂(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO₂复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。结果表明, 在1150--1200℃TiO₂固溶入Al₂O₃生成Al₂Ti₇O₁₅相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO₂在Al₂O₃中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO₂对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO₂在Al₂O₃中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al₂O₃中添加4%的TiO₂和2.4%的CuO, 可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。     

民政专用纳米光催化空气净化消毒机的设计与实现

为解决民政行业殡仪场所空气污染问题,研制了一种专用于殡仪场所空气净化的消毒机.以滤网过滤技术、活性炭吸附技术、纳米光催化技术为设计基础,应用改进混沌优化算法与智能PID 最优控制算法设计了智能风面控制系统,优化设计了空气消毒机的结构参数,最后制作样机.结果表明,设计的纳米TiO₂光催化空气净化消毒机具有良好的消毒能力且操作简便,对环境空气具有良好的消毒净化功能,可替代紫外线用于殡仪场所空气净化和消毒.     

ZrO2在β"─Al2O3复合陶瓷中的作用

本文研究了四方和立方ZrO₂在与Na-β"-Al₂O₃的复合陶瓷中作为第二相所起的各种作用。结果说明ZrO₂对复合陶瓷具有细化晶粒、改善显微结构、提高强度和断裂韧性的作用,与此同时也在一定程度上降低离子电导率。在提高力学性能方面,四方ZrO₂除了具有与立方ZrO₂相同的弥散颗粒的作用外,相变所起的作用也是很显着的。ZrO₂-Na-β"-Al₂O₃复合陶瓷是一种有应用价值的固体电解质材料。     

包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷复合材料的制备与电磁性能

以多孔碳化硅陶瓷为基体,采用高分子凝胶法制备了包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷复合材料。复合材料的结构、包覆涂层的表面形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510 网络分析仪进行研究。结果表明,当锻烧温度为600℃时,在多孔陶瓷表面有立方晶系尖晶石结构的镍铁氧体晶相生成。随着包覆层数的增加,多孔陶瓷表面的镍铁氧体涂层的致密度和均匀性逐渐增强。与多孔陶瓷基体相比,包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷的介电损耗角正切值tanδ_ε减小,而磁损耗角正切值tanδ_μ增大,表现出较好的磁损耗特性,tanδ_μ值最大可达0.45。包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷在X波段的tanδ_μ值随频率的升高呈减小趋势。     

γ-l2O3 纳米粉对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性的影响

研究了纳米γ-l₂O₃ 添加剂对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性和显微结构的影响。实验结果表明, 在纤维挤压成形过程中, 纳米γ-l₂O₃ 粉填充到微米氧化铝粉的孔隙之中, 提高了纤维的素坯密度, 当添加剂含量为40% 时, 纤维的素坯相对密度达到最大值。纳米γ-l₂O₃ 可以促进氧化铝和碳化硅纤维的烧结, 同时降低纤维的烧结温度, 提高纤维的密度。     

The role of the TiO2 nanotube array morphologies in the dye-sensitized solar cells

Arrays of TiO₂ nanotubes were fabricated by the anodization of Ti foils and then used in assembling dye-sensitized solar cells (DSSCs). The role of the morphologies of the TiO₂ nanotubes in the photovoltaic performances of the DSSCs was studied in terms of the surface topography and the tube length. The necessity of removing the nanoporous films from the surface of the nanotube arrays for good DSSC performance has been demonstrated. Also, it has been shown that appropriately increasing the tube length was an effective measure for enhancing both the short-circuit current density and the conversion efficiency of the DSSCs.     

In-situ preparation of multi-layer TiO2 nanotube array thin films by anodic oxidation method

The multi-layer TiO₂ nanotube array thin films have been formed by anodic oxidation method via adjusting the outer voltage during oxidation process in glycerol electrolyte containing 0.3% NH₄HF₂. The diameter of the nanotube array increases with the outer voltage, and the length of nanotube in every layer increases with the anodic oxidation time. These multi-layers bring new possibilities to tailor the properties of the TiO₂ nanotube array thin films formed via anodic oxidation method. Further, such multi-layer structure provide a new approach to evaluate the growth rate of TiO₂ nanotube, which will help us to understand more deeply the formation mechanism of the TiO₂ nanotubes. The growth rate of TiO₂ nanotube array is respectively 1.2 and 3.6 μm/h under the anodic voltage of 30 V and 60 V. These multi-layer TiO₂ nanotube array thin films may exhibit lots of potential applications in photoelectrochemical fields.