二维VB族过渡金属二硫属化合物的制备及物性研究

二维材料因为其简单的结构和特殊的物理化学性质近些年来受到科研人员的广泛关注。作为与石墨烯同属于二维材料家族的过渡金属族二硫属化合物(TMDs),在降低维度后,具有不同的半导体或金属特性,并由于维度的特性,将出现电荷密度波、磁性等独特物性。其中, VB族过渡金属二硫属化合物因为其相结构的多样性和物理性质的独特性而逐渐进入人们的视野。本文主要总结了近几年对于二维VB族过渡金属二硫属化合物的研究成果,从制备手段和物理性能进行介绍。制备方法主要包括机械剥离法、分子束外延法(MBE)、化学气相沉积法(CVD)等,并利用扫描隧道显微镜、拉曼光谱、电学器件等方式对物理性能进行表征。物理性能包括电荷密度波、超导电性、磁性。最后结合这些理论和相关性质的应用,对未来的研究方向和应用前景做出总结和展望。     

石墨烯突破性应用之超级电容器

石墨烯具有特殊的二维碳原子结构,因此具有比表面积大、电导率高等特点,在超级电容器中可作为电极材料。本文主要综述了石墨烯超级电容器研究进展,包括超级电容器的原理、石墨烯的制备技术、石墨烯电极材料及复合、石墨烯超级电容器的生产及应用等。结合石墨烯的研发及产业化进展和现阶段新能源产业的发展和背景,阐述了石墨烯超级电容器有望成为石墨烯最具突破性的应用。     

新技术与成果

复合稀土钼材料及其制备方法一种复合稀土钼材料及其制备方法属于稀土金属——钼材料技术领域。该复合稀土钼材料,含有La_2O_3、Y_2O_3和Sc_2O_3三种组分中的至少两种组分,其稀土氧化物占钼的总重量为3.0-5.0%。该材料的制备方法是在钼的氧化物或钼粉中,以稀土硝酸盐水溶液形式加入一定量二元或三元稀     

等离子氧化法合成TiC—TiO2复合粉末

高频感应等离子法与直流电弧法相比 ,等离子体的容积大 ,直径达几十毫米 ;等离子流速小 ,每秒几十米 ,可在氧化、还原多种反应气体中进行。因此 ,可以合成在形态、结晶构造、化学组成等方面与以往不同的材料。最近 ,二氧化钛用作光催化材料、抗菌材料已受到极大关注 ,还正在研究用作锂二次电池的负极材料。而碳化钛具有高熔点、高硬度、高导电性等特性 ,广泛用作复合陶瓷材料的组分 ,把 Ti O2 和 Ti C两种不同的材料复合 ,可望开发新的钛基材料。日本无机材料研究所的研究人员采用高频等离子体使 Ti C粉末氧化 ,合成 Ti C/Ti O2复合粉末…     

碳化铬基自润滑耐磨涂层材料的制备及表征

采用碳化铬、镍铬合金、氟化物共晶体和银的复合粉末为原料,通过等离子体喷涂方法制备高温耐磨自润滑涂层。利用扫描电子显微镜对粉末材料和涂层的微观组织结构进行分析,并对其摩擦性能分析、研究。结果表明:分别采用镍铬合金润湿碳化铬、银包覆氟化物共晶体的方法有效的降低了等离子体喷涂过程中的脱碳、烧损问题。与国外相同材料组分的碳化铬基自润滑涂层相比,涂层具有孔隙率低、自润滑组分(氟化物、银)分布均匀、摩擦系数为0.18~0.20等特点。     

复合定形相变材料的封装及应用研究新进展

有机相变材料具有热存储密度高、自身温度和体积变化小、腐蚀性小和化学性质稳定等优点,能有效提升不可再生能源的利用率,是一种绿色节能环保材料,在新能源开发和热能储存领域起着至关重要的作用。然而,有机相变储能材料普遍存在相变过程中熔融泄漏和热导率低的问题,严重制约了相变材料的实际应用。因此,相变材料的封装定形和导热强化成为近年来的研究热点。本文针对有机相变材料普遍存在的泄漏和热导率低问题,综述了有机相变材料的封装技术和导热强化技术的基本方法及最新研究成果,并总结了复合相变储能材料的能量转换机理,浅谈了复合定形相变储能材料在建筑节能、太阳能和电子设备等领域的应用情况。最后,对未来复合定形相变储能材料发展的研究重点和方向进行了展望。      

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法:旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。     

新型高炉陶瓷杯用碳复合砖的研制与应用

研制开发的新型高炉陶瓷杯用碳复合砖是基于已有的高炉陶瓷杯材料和炭砖的生产使用经验,将碳组分合理地引入到材料中,并采用碳结合,进行陶瓷材料与炭素材料的复合。保留制品内部的微孔结构的同时,保留炭砖和传统陶瓷杯材料各自的优点,综合性能不下降。     

熔盐氯化反应机理的研究

通过熔盐氯化实践的总结、数据分析和试验对反应机理进行研究，提出了熔盐氯化反应和收尘机理新观点——熔盐氯化的反应过程中高钛渣组分与氯气发生氯化反应的同时与熔盐中的组分直接生成低熔点复合氯化物。分析了低熔点复合氯化物生成机理，研究了低熔点复合氯化物的特点和形成低熔点复合氯化物的工艺条件。     

二维原子晶体材料及其范德华异质结构研究进展

2004年英国曼彻斯特大学Geim研究组成功剥离出石墨烯(graphene)以来,二维原子晶体(two-dimensional atomic crystals)材料获得了极大关注。二维原子晶体材料及其范德华异质结构(van der Waals heterostructures)具有电学、热学、力学、化学及光学等方面的众多优异特性,可广泛于电子、催化、储能、生物医学、复合材料等领域。特别是石墨烯,被认为是后摩尔时代的关键材料。二维原子晶体材料除了可制备微电子与光电子器件外,还可能应用到多种新型功能器件。综述了石墨烯(graphene)、二硫化钼(Mo S2)、磷烯(phosphorene)等二维原子晶体材料的合成生长、性能表征与器件制备,并重点讨论了二维原子晶体材料及其范德华异质结在微纳电子领域的研究进展和应用前景。     

层状金属复合材料的发展历程及现状

三十多年来,多种层状金属复合材料的制备方法应运而生,蓬勃发展,包括爆炸复合法、轧制复合法、热压扩散法和沉积复合法等。爆炸复合法在中厚板的制备上具有不可替代的优势,其产品广泛应用于军工、船舶、电力和化工等领域。轧制法可以批量生产大尺寸层压板,应用最为广泛,目前层压板已经广泛用于汽车、船舶和航空航天等领域。真空热压扩散法由于可以避免氧气等气体的污染,几年来在Ti/Al、Ti/TiAl和Ti6Al4V/TiAl层状复合材料的制备上备受关注。沉积复合法制备的层状金属复合材料在作为耐蚀、耐磨涂层,高强导线,人体植入材料方面表现出巨大的潜力。在综述层状金属复合材料发展历程的基础上,介绍了层状金属复合材料的制备方法及各自的优缺点,并对层状金属复合材料目前在国内外的研究现状进行了分析和介绍。      

MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势（II）

对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述。本篇是该主题的第2篇,主要对MOF材料去除水中有机污染物的相关研究进行总结和论述。研究表明,MOF材料含有大量开放性金属位点、路易斯酸碱位以及官能团,因而对染料、抗生素、农药、持久性有机污染物等均具有较高的吸附性能。氢键、π?π作用、疏水作用和静电引力是其吸附有机污染物的主要机制,部分MOF材料中较大的孔道结构也有利于大分子有机污染物的吸附;另外,部分MOF材料还具有优异的催化性能,能够作为类Fenton催化,光催化以及过硫酸盐活化的催化剂实现对有机污染物的催化降解,其中光催化反应中污染物的降解主要源于·O2?、·OH和h+的贡献;而在过硫酸盐体系中,·O2?、·OH、SO₄·?和1O₂是导致有机污染物分解的主要活性氧化物种。基于对先前研究的回顾,相信未来的研究领域包括但不限于以下方面:（1）进一步提高MOF在去除有机污染物方面的性能,并提高其可回收性;（2）开展新型MOF催化材料的制备及催化反应机理的研究;（3）研究MOF缺陷结构的调控,以开发具有更高吸附和催化性能的新型MOF材料;（4）研究新的框架材料,例如共价有机骨架（COFs）材料,并将其应用于污染物净化领域。      

钠离子电池层状氧化物正极材料研究进展

钠离子电池凭借资源和成本优势在大规模储能和低速电动车领域展现出极大应用前景。层状氧化物理论容量较高且易于合成，是目前最具应用潜力的钠离子电池正极材料之一。如何改善层状氧化物正极材料的循环稳定性并提升其能量密度是当前的科学前沿问题。首先，综述了层状氧化物正极材料的几种典型改性方法，从组分设计的角度，探讨了不同掺杂元素、不同掺杂位点对材料容量和循环寿命的影响，阐述了利用阴离子反应提供额外容量的基本原理，概述了提高阴离子氧化还原可逆性的掺杂策略；从结构设计的角度，介绍了复合相材料的制备、微观结构的设计和调控等方向的最新进展；从表面设计的角度，讨论了金属氧化物、磷酸盐等作为包覆层对改善材料稳定性和倍率性能的作用机制。最后，总结了层状氧化物储钠正极材料现阶段面临的挑战，并对其未来的发展方向进行了展望，提出了新的研究思路。      

层状氮化硼纳米片的制备及表征

基于前驱体合成与氨气氮化两步法，通过对前驱体合成关键参数B源/N源比、分散剂种类、前驱体干燥方式进行调控，实现了大比表面积、少层氮化硼纳米片材料的制备。其优化条件为以硼酸为硼源，尿素为氮源，硼酸与尿素摩尔比为1∶30，甲醇和去离子水作为分散剂，利用真空冷冻干燥方式合成前驱体。将前驱体在氨气气氛下900 ℃保温3 h合成了氮化硼纳米片。利用X射线衍射测试、X射线光电子能谱测试、拉曼光谱测试、热重分析测试等对合成产物进行了物相和结构表征，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、氮气吸脱附曲线等对合成产物进行了形貌及比表面积表征。结果表明:合成的氮化硼为六方氮化硼纳米片（h-BNNSs），纯度高，形貌类石墨烯，层数为2～4层，厚度平均为1 nm，比表面积为871.8 m2·g?1，单次产物质量平均可达240 mg，合成产物平均产率可达96.7%。该方法简单易操作，实现了大比表面积少层氮化硼的制备，有助于氮化硼在各应用领域的研究，如氮化硼/石墨烯复合材料、纳米电子器件、污染物的吸附、储氢等。      

氮化硅铁及其在耐火材料中的应用

氮化硅铁是近年来高温材料领域的新型复相材料,主要由氮化硅和硅铁合金组成。自20世纪70年代以来,氮化硅铁作为高炉用炮泥材料取得了良好的使用效果,但其制备成本过高制约了进一步的发展。20世纪90年代,北京科技大学无机非金属结构材料研究室利用闪速燃烧合成技术实现了氮化硅铁高性价比的大规模产业化制备,大大推动了氮化硅铁材料的研究与应用,在铁钩浇注料等领域取得了良好的使用效果。本文介绍了氮化硅铁的制备、结构及性能,分析了闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺原理,总结了氮化硅铁在不同应用环境下的使用性能,以及目前的应用状况,并展望了氮化硅铁材料的研究方向及其潜在的应用领域。     

微纳米氮化铬粉体合成方法的研究进展

综述了过渡金属氮化物及氮化铬粉体的特性和用途,重点介绍了微纳米氮化铬合成方法的研究现状并对各类方法的优缺点进行了评述,对微纳米氮化铬合成方法的发展前景进行了展望。     

熔盐辅助法制备碳化钛材料的研究进展

近年来,在熔盐辅助法制备TiC材料方面已取得一定研究成果,已采用熔盐辅助法制备出不同粒度、形貌各异及纯度不同的TiC粉体、TiC涂层和TiC纤维等。本文在归纳总结熔盐辅助碳热还原法、熔盐辅助电化学法、熔盐辅助金属热还原法、熔盐辅助直接碳化法以及熔盐辅助微波合成法制备TiC材料的工艺、原理、产物纯度、形貌及其优缺点等基础上,对未来在杂质去除、提高TiC纯度、调控TiC形貌等方面的研究进行了展望,期望为高质量TiC材料的制备提供技术参考。      

Tribological Properties of Finely-Dispersed Coatings with Electric-Spark Alloying of Materials of the System Ti ― Al ― N

Mass transfer, composition, structure, and also the tribological and corrosion properties of coatings prepared with electric-spark alloying (ESA) of titanium alloy VT6 and steels 45 and 40Kh with electrode materials of the systems Ti ― Al and TiN ― AlN with different component ratios are studied. In both cases a finely-dispersed island structure forms with high wear and corrosion resistance. The best results are obtained for ESA with intermetallics. The main phase of ESA-coatings prepared with intermetallics is Al₂O₃, and from the nitrides it is TiN. It is suggested that the difference in tribological behavior of “intermetallic” and “nitride” coatings is due to the difference in their roughness and phase composition.     

高熵合金激光选区熔化研究进展

摘要：近年来,高熵合金以其多主元成分、独特的组织和许多优异的性能在各个领域引起了极大关注。这种基于“构型熵”设计的新型合金,有望突破传统合金的性能极限,已经成为材料科学发展新的热点和方向之一。传统的电弧熔炼技术限制了高熵合金复杂结构件的制备及其工业化应用,新兴的增材制造技术已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。综述了高熵合金激光选区熔化技术的研究进展,包括工艺、优化和应用等,并对高熵合金未来的工业化应用提出了展望。     

热喷涂制备高熵合金涂层的研究现状与展望

首先介绍了高熵合金的理论基础。然后从不同的热喷涂工艺出发,综述了等离子喷涂、超音速火焰喷涂、高速电弧喷涂、冷喷涂四种技术在制备高熵合金涂层上的研究发展现状,重点从原料选用、制备工艺优化、性能研究、后处理工艺等方面对以上四种热喷涂技术制备高熵合金涂层的研究进行系统地归纳与总结。最后提出现有制备高熵合金涂层的热喷涂技术较少、热喷涂材料受限、高熵合金设计盲目这三个问题,针对性地提出了在优化已有技术的基础上开发新技术;开发高熵陶瓷、高熵非晶合金、高熵复合材料等新型热喷涂材料;沿用材料基因组理念建立高熵合金数据库这三点热喷涂制备高熵合金涂层在未来的发展趋势。