纳米Y_2O_3:Eu~(3+)(Y_2O_3)粉体的红外光谱研究

采用均相沉淀法和燃烧合成法制备了不同粒径的粉体材料Y2O3:Eu3+,着重研究了样品的红外光谱,探讨了纳米晶Y2O3:Eu3+与同质微米材料相比的微观结构的变化.研究发现,波数位于563 cm-1的Y(Eu)—O键的吸收峰校正高度和面积对于纳米级粒径的粉体材料随着颗粒的减小而减小,而对于同质微米材料却相反.经分析认为:Y(Eu)—O键的吸收峰校正高度和面积由Y(Eu)—O键的平均键长和Y(Eu)—O键振动态数目这两个因素决定.对于微米粉体Y(Eu)—O键长的变化起主要作用,而对于纳米粉体由于不饱和键和悬空键的形成,Y(Eu)—O键振动态数目的变化起主要作用.     

制备工艺对微生物水泥基材料性能的影响

采用相同方向和不同方向两种不同制备工艺制备出高为50 cm,直径为5 cm的微生物水泥基材料,然后分别对两种制备工艺下相同位置处砂柱进行抗压强度、方解石含量、渗透系数、超声波速和微观结构进行研究分析。实验结果表明,相同方向工艺下胶结的砂柱抗压强度从7.80 MPa降低到0.88 MPa,方解石含量从394.62 kg/m3降低至103.03 kg/m3,渗透系数从0.18×10-2cm/s增加到0.10×10-2cm/s,超声波速从3.33 km/s降低到2.08 km/s;采用不同方向工艺下胶结的砂柱抗压强度从6.23 MPa降低到0.23 MPa,方解石含量从382.39 kg/m3降低至76.20 kg/m3,渗透系数从0.45×10-2cm/s增加到1.79×10-2cm/s,超声波速从2.46 km/s降低到1.89 km/s;采用相同方向制备工艺制备的微生物水泥基材料均匀性相比于采用不同方向制备工艺制备的微生物水泥基材料差。     

SiO2对Al2O3凝胶纤维相变的影响

以尿素催化硅酸乙酯水解制得SiO2溶胶。采用29Si NMR、27 Al NMR、FT-IR、TEM、DTA、XRD和SEM等对SiO2溶胶、Al2O3凝胶纤维化学结构和微观结构研究结果表明,该SiO2溶胶稳定性好,含有大量的单硅酸Si(OH)4,能和Al2O3表面的Al—OH反应生成Al—O—Si键而有效地将其包裹,从而阻止了过渡态Al2O3微晶的相互接触,抑制了α-Al2O3的成核和生长。     

微生物胶凝材料固结垃圾焚烧飞灰效果及机制

针对当前利用普通硅酸盐水泥固结垃圾焚烧飞灰存在能耗大、环境污染严重等问题,采用微生物胶凝材料固结飞灰,研究其对飞灰的固结效果,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱和原子吸收光谱等测试技术分析其固结飞灰的机制。研究结果表明,不同的拌合介质(水、上清液、微生物溶液、化学碳酸钙、微生物胶凝材料、微生物胶凝材料和上清液、微生物胶凝材料和微生物溶液)均能将松散的飞灰颗粒固结为一个整体,但其中以微生物胶凝材料和上清液为介质拌制的飞灰固结体强度和重金属离子固化效果最优(Pb离子和Cd离子的固结率分别为33%和32%)。微生物胶凝材料具有双重固结飞灰的作用,一方面它与其他介质固结飞灰相同,均是在固结体内部形成了水化产物Ca_2SiO_4·0. 30H_2O;另一方面,微生物胶凝材料中的有机基质能分别与飞灰和方解石中Si-O键、C-O键的O原子作用形成大量的分子间氢键。     

用途广泛的硅氧烷粉添加剂

前言硅氧烷是以St—O—Si键为骨架（主链）。Si原子上具有有机取代基结构的独特聚合物，具有与以C-C键为主链的有机聚合物不同的特性。硅氧烷产品有如下多种优良特性：耐热性、低温特性、电绝缘性、抗剪切性、疏水性、脱模性、消泡性极佳，粘度随温度的变化小，压缩率和体积膨胀率大，对金属和塑料的腐蚀性小，对生体的安全性高等。Si－O－Si链有离子键的性质，故键能大（Si—O键为106kcal／mol，而C-C键为85kcal／mol，C—O键为81kcal／mol），分子间力极小，硅氧烷的上述优良传性即基于此二基本特性。改变硅氧烷的主链结构、聚合度…     

不同性质颗粒对超高强水泥基材料的增强效应研究

试验调查了不同性质颗粒(粉煤灰、硅粉颗粒、橡胶颗粒、铁粉颗粒)对超高强水泥基材料的增强效应,结合微观结构分析探讨了相应的增强机理,提出了超高强水泥基颗粒增强材料微细观结构的物理模型.结果表明,不同性质的颗粒对水泥基材料的增强效应显著不同,采用活性矿物质颗粒和铁粉颗粒是提高超高强水泥基材料强度的有效途径,采用抗拉性能和变形性好的橡胶颗粒有利于提高超高强水泥基材料的韧性.     

Si/Li4Ti5O12复合锂离子电池负极材料的制备、结构和电化学性能

本文以纳米Si为原料,通过溶胶-凝胶法,采用不同的煅烧温度,合成了在Si颗粒表面包覆Li4Ti5O12的复合结构材料作为锂离子电池负极材料。结合采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和EDS等材料结构分析方法和对合成材料的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线的测试分析,研究了凝胶煅烧温度对合成材料的结构和电化学性能的影响,探讨了Li4Ti5O12的引入对改善Si负极材料循环性能的作用。研究结果表明,在600-800℃的煅烧温度下,溶胶-凝胶过程的产物主要为Li4Ti5O12,产物中Si保持其初始的晶体结构和颗粒特征。提高煅烧温度至1000℃,产物中出现相当量的杂相,大大降低了材料的容量。Si/Li4Ti5O12材料的首次充放电容量随煅烧温度的升高呈现先升高后又下降的变化,并在700℃获得最大值。Li4Ti5O12的引入较明显地改善了Si负极材料的循环稳定性。     

助磨介质作用下旋窑熟料微细化过程的研究

研究了助磨剂作用下旋窑熟料的微细化过程。结果表明 ,助磨剂在不同粉磨阶段的作用机理不同 ,在相同的粉磨时间下助磨剂提高了粉磨细度 ,改善了物料的颗粒分布 ,改变了颗粒形貌 ,还改变了粉磨物料的微观结构 ,加剧了物料的晶格畸变、晶格缺陷及无定形化 ,加速了物料结构中化学键的破坏 ,尤其是C3S矿物中Si—O键的断裂 ,从而增加物料的反应活性     

碱-盐复合激发煤气化粗渣的水泥胶砂强度特性

采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了煤气化粗渣的微观结构、元素分布及物相组成;优选碱-盐复合激发剂,制备了掺煤气化粗渣水泥胶砂试件,分析了碱-盐激发剂对胶砂抗压、抗折强度的影响,并探讨了碱-盐激发下煤气化粗渣水泥胶凝硬化产物的微观结构和物相组成。结果表明:煤气化粗渣以层片状、不规则粒状颗粒居多,富含C、O、Si、Al、Ca、Fe等元素,存在火山灰活性的硅氧、铝氧或铝-硅-氧相;复合激发效果优于各自单掺的激发效果,其中掺硫酸钙与氢氧化钠组合激发效果最佳;激发剂有助于发挥煤气化粗渣的火山灰活性,促进煤气化粗渣水泥胶凝体系中水化产物的生成,提升了胶凝材料的结构强度。     

EU:Y2O3纳米晶的光谱特性与微结构

采用均相共沉淀法制备了不同粒径的Y2O3Eu3+和Y2O3粉体材料,根据红外光谱和荧光光谱,探讨了纳米Y2O3Eu3+粉体的微观结构与同质体微米材料相对变化.发现纳米粉体的Y(Eu)-O键吸收峰校正高度和面积随着颗粒的减小而减小,而对于同质微米材料却相反.分析认为Y(Eu)-O键红外吸收峰校正高度和面积由Y(Eu)-O键的平均键长和Y(Eu)-O键振动态的数目两个因素决定,对于微米粉Y(Eu)-O键长起主要作用.由于纳米粉体的比表面积随粒径的减少呈指数的增加,不饱和键和悬空键的数目随粒径减小而指数增加,Y(Eu)-O键振动态的数目起主要作用.计算了纳米粉体相对微米粉的跃迁强度参量Ωt/Ωt'值,发现Ω2和Ω4均增加,说明粉粒内部跃迁几率增加.纳米荧光粉比微米粉荧光强度减少的实验事实应是纳米粉粒表面效应引起的,与红外光谱实验的结果相符.     

EU:Y2O3纳米晶的光谱特性与微结构

采用均相共沉淀法制备了不同粒径的Y2O3：Eu^3＋和Y2O3粉体材料,根据红外光谱和荧光光谱,探讨了纳米Y2O3：Eu^3＋粉体的微观结构与同质体微米材料相对变化.发现纳米粉体的Y（Eu）-O键吸收峰校正高度和面积随着颗粒的减小而减小,而对于同质微米材料却相反.分析认为：Y（Eu）-O键红外吸收峰校正高度和面积由Y（Eu）-O键的平均键长和Y（Eu）-O键振动态的数目两个因素决定,对于微米粉Y（Eu）-O键长起主要作用.由于纳米粉体的比表面积随粒径的减少呈指数的增加,不饱和键和悬空键的数目随粒径减小而指数增加,Y（Eu）-O键振动态的数目起主要作用.计算了纳米粉体相对微米粉的跃迁强度参量Ωt/Ωt＇值,发现Ω2和Ω4均增加,说明粉粒内部跃迁几率增加.纳米荧光粉比微米粉荧光强度减少的实验事实应是纳米粉粒表面效应引起的,与红外光谱实验的结果相符.     

无压浸渗制备的SiC/Al复合材料的微观组织研究

利用SRD,OM,SEM,TEM等微观结构分析手段,对无压浸渗制备的SiCp/Al复合材料的微观结构进行了研究。结果表明,SiCp/Al复合材料中存在SiC,Al,MgAl2O4,Si和Mgi2Si诸相。在组织中没有粗大的铝硅共晶体针条,铝基体被众多SiC颗粒分割,成为细小的连续的空间网络。在铝基体中分布着Si相及Mg2Si相。透射电子显微镜高分辨像表明,在SiC与铝合金的界面上存在镁铝尖晶石（MgAl2O4）相,没有出现Al4C3相。     

碳纤维水泥基材料的机敏特性研究

水泥基材料是一种高电阻率的惰性材料,通过掺入一定体积含量(0.2 vol%~1.2 vol%)的短切碳纤维,可显著提高其电导率。本文作者研究了碳纤维水泥基材料表观电导特性与其内部微观结构的关系,探讨了电阻率的变化与材料所受外部荷载的关联性。结果表明碳纤维水泥基材料具有实时诊断内部损伤的机敏性:当水泥基材料内部裂纹产生或扩展时,表现为材料电阻率上升;而当水泥基材料内部裂纹闭合时,其电阻率下降。碳纤维水泥基材料的电阻变化与所受荷载呈良好的线形关系;而不含碳纤维的普通水泥基材料在整个受荷过程中,其电导特性则无明显变化。碳纤维水泥基材料电导特性的变化反映了水泥基材料内部损伤状况丰富的信息,根据这一特性可以及时预报水泥基材料内部潜在的损伤状况,有效地防止灾难性的破坏。     

低温非晶硅/金圆片键合技术(英文)

本文研究了低温非晶硅/金圆片键合技术.具有不同金硅比的键合片在400℃键合温度和1 MPa键合压力下维持30 min,其键合成功区域均高于94%,平均剪切强度均大于10.1 MPa.键合强度测试结果表明键合成品率与金硅比大小无关,平均剪切强度在10～20 MPa范围内.微观结构分析表明键合后单晶硅颗粒随机分布在键合层内,而金则充满其他区域,形成了一个无空洞的键合层.无空洞键合层确保不同金硅比非晶硅/金键合片均具有较高的键合强度,可实现非晶硅/金键合技术在圆片键合领域的应用.     

红泥填充聚氯乙烯塑料结构及热稳定作用探讨EI

本文采用红外光谱法研究了聚氯乙烯-红泥复合材料(PVC-RM)结构,并对材料的热稳定作用机理进行探讨,获得了以下的结论:(1)在PVC-RM中形成了Si—O—C键和Fe—O—C键,(2)虹泥的主要成分对PVC均有不同程度的热稳定效果,(3)PVC-RM的优异热稳定性能是由于红泥与聚氯乙烯发生取代交联的化学作用和物理作用协同效应的结果。     

共沉淀法制备多孔TiO2-SiO2复合氧化物的结构特点

以TiOSO4和硅溶胶为原料,采用氨水滴定共沉淀方法制备了不同SiO2掺杂量的TiO2-SiO2复合氧化物,并对样品进行了BET、孔结构、XRD．SEM、FT—IR表征。结果表明,复合氧化物具有明显的多孔性质,比表面积和孔体积随着Si含量增加而增大。孔结构表现为由近似球形颗粒经均匀排列而成的无序“隧道”孔,当Ti／Si为4时平均孔径最小（5．1nm）,分布最为集中。IR和表面元素分析发现,复合氧化物存在Ti-O-Si键,Ti元素更易在材料表面富集。     

弧流对Ti—Si—C膜层结构与性能的影响

电弧离子镀沉积膜层具有放电温度高、离化率高和沉积速率快等特点,可以在较低温度下促进Si—C成键,是获得含Si—C键膜层的一种经济实惠的方法。本文使用Ti—Si合金靶,在Ar和C₂H₂气体环境下,在铝合金衬底上制备了Ti—Si—C膜层,并分析和研究了不同弧流下沉积膜层的相组成、磨损和腐蚀性能。结果显示,不同弧流下沉积的膜层是由B1型TiC相、立方结构的SiC相和金属Ti相组成的复合结构;大弧流由于放电温度高,有利于膜层中Si—C键的形成.弧流增加,靶材蒸发速率加快,沉积膜层的厚度增加,同时,由于靶材附近单位时间内气化和离化的Si和Ti数量增加,沉积膜层中Si和Ti含量和增加而C含量降低.弧流增加,膜层中碳化物总含量减少,造成膜层摩擦系数逐渐增加而耐磨性降低,但膜层的耐腐蚀性能增加.适当弧流下的沉积膜层可获得优异的磨损和腐蚀综合性能.     

静电自组装制备硅藻土负载纳米TiO_2光催化材料

以TiCl4为钛源,采用静电自组装(ESA)方法制备了硅藻土负载纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等对材料进行分析和表征;以甲基橙染料评价材料光催化性能.重点考察焙烧温度和偶联剂用量对材料结构和性能的影响.结果表明:纳米TiO2颗粒以团聚状态均匀地沉积在硅藻土微孔的内部及孔口的四周.随着焙烧温度的上升,TiO2晶体结晶趋于完整,晶粒不断长大.硅藻土可提高TiO2的热稳定性,抑制锐钛矿向金红石转变,700℃焙烧样品中TiO2仍为锐钛矿结构.TiO2与硅藻土之间形成Ti—O—Si键而发生键合.制备的光催化剂对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用.采用静电自组装方法制备的硅藻土负载TiO2光催化剂对甲基橙染料的降解效果优于传统方法.     

离子束辅助沉积A12O3薄膜的微观状态及其物理特性研究

本利用透射电子显微镜、原子力显微镜、X光电子能谱等微观分析手段，系统研究了氧离子束辅助离子束沉积方法制备的Al2O3薄膜的化学成分、微观结构、表面形貌及其随退火温度的变化，并对Al2O3薄膜折射率、显微硬度和膜基结合强度等物理特性及其随沉积温度的变化进行了详细研究。研究发现：用离子束辅助沉积制备的薄膜基本满足Al2O3的标准成分配比；在沉积温度低于500℃制备的Al2O3薄膜以非晶Al2O3相a—Al2O3为主；Al2O3薄膜的表面粗糙度、折射率、显微硬度随沉积温度的增加而增加；当沉积温度高于200℃时，薄膜与基体间的膜基结合强度将随沉积温度的增加而下降。分析表明：薄膜表面形貌与晶体内部的结构相变有关，薄膜的退火相变途径为a—Al2O3800℃→γ-Al2O31000℃→γ-Al2O3 α-Al2O31200℃→α-Al2O3。     

PEG基复合固体电解质与Al的阳极键合性能研究

为了探究PEG基固体电解质与金属的阳极键合性能,本文以聚乙二醇(PEG)为基体,引入LiClO4提供导电粒子,并采用纳米颗粒(CeO2、SiO2)对其络合物进行改性,制备了PEG基复合固体电解质(PEG)10LiClO4-SiO2和(PEG)10LiClO4-CeO2,研究了其与铝的阳极键合性能.通过交流阻抗、X射线衍射、SEM扫描电镜、力学实验及阳极键合实验等对所制备样品进行分析和表征.研究发现,经过碱金属锂盐及无机纳米颗粒改性后,破坏了PEG材料原有的分子结构,有效抑制了材料内部结晶,促进了离子迁移,提高了基体的室温电导率及力学性能.本文所制备的PEG基复合固体电解质与铝成功实现了阳极键合连接,(PEG) 10 LiClO4-8wt.％ CeO2与Al的阳极键合性能最佳,在结合界面处所生成的键合层是其连接的关键因素.