SiC_f/Ti-43Al-9V复合材料的基体微观组织

采用箔-纤维-箔法和1150℃/150 MPa/30 min的真空热压工艺成功制备了SiCf/Ti-43Al-9V复合材料,并使用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪对该复合材料微观组织的形成进行了研究。结果表明,制备过程中SiC纤维与TiAl基体合金发生反应,并形成一定厚度的反应层;基体组织为等轴晶,粒径约为8μm,与原始合金组织相比明显细化;从反应层到远处的TiAl基体合金,基体合金的组织由全γ相转变为α2/γ片层组织、γ晶粒和晶间B2相的混合组织。其中全γ相区域的厚度为2～4μm,并围绕纤维分布。根据Ti-Al-V相图、C原子和V原子的扩散,分析了这两个基体区域的形成机理,并结合热压成形过程中的塑性变形和变形储存能,解释了基体合金晶粒大小的变化。     

箔-纤维-箔法制备Mof/TiAl复合材料的显微组织与性能

利用箔-纤维-箔法和热压烧结成功制备出Mo_f/Ti48Al复合材料,并分析了Mo纤维对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,通过635 ℃,3 MPa,10 h+680 ℃,3 MPa,4 h的两步低温热压,箔材中的Al完全反应完,TiAl箔叠层材料形成致密的Ti/TiAl₃板材,合金致密基本无孔洞。再通过1200 ℃,36 h的高温退火,Ti与TiAl₃在高温下继续反应,形成γ-TiAl、α-Ti₃Al相。高温退火后的钼纤维与基体合金发生了扩散反应,形成了扩散区域,此区域内主要相组成为TiMo、AlMo₃,钼纤维与基体合金通过扩散紧密结合在一起,界面未发现孔洞和因应力形成的裂纹。相比于未添加钼纤维的合金,添加10vol%钼纤维的复合材料抗弯性能有明显的提高,钼纤维在合金中起到了强韧化作用。     

挤压铸造制备Ti_f/5A06Al复合材料的组织与性能

针对金属基复合材料中增强相与基体合金界面问题,利用金属与金属间的界面结合特性,以Ti-6Al-4V纤维为增强相,通过挤压铸造制备了Tif/5A06Al复合材料并进行了退火处理。采用SEM和TEM等手段分析了Tif/5A06Al复合材料的基体组织、Ti-Al界面结构与界面反应。结果表明,采用挤压铸造工艺可以获得组织致密、界面结合良好的Tif/5A06Al复合材料。Tif/5A06Al复合材料基体中存在位错,Ti-6Al-4V纤维与铝基体界面形成了TiAl层和呈不连续分布的TiAl3界面反应产物。Tif/5A06Al复合材料力学性能测试表明,其纵向抗拉强度为1 045 MPa,纵向伸长率为5.2%。     

SiCf/Ti-22Al-23Nb-2Ta合金复合材料的界面微结构

利用分析电子显微镜（AEM）研究了磁控溅射法＋真空热压方法制备的SiC纤维增强Ti-22Al—23Nb-2Ta（原子分数，％）合金复合材料的界面微结构．该复合材料的纤维／合金界面由细晶粒的TiC＋TiSi层、等轴晶TiC层和（Al，Ti）Nb2相层组成．界面的形成主要是基体合金中的Ti元素与SiC纤维表面的C涂层直接反应生成TiC；同时导致在次层形成贫Ti层和贫Ti层中Nb元素富集，以致形成（Al，Ti）Nb2相．     

SiC_f/Ti6Al4V/Cu复合材料的界面行为及力学性能

采用箔-纤维-箔法制备SiC_f/Ti6Al4V/Cu复合材料,研究Ti6Al4V在连续SiC纤维增强Cu基复合材料中作界面改性涂层时的界面反应结合特征.利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分析复合材料显微组织、断口形貌以及SiC_f/Ti6Al4V界面和Ti6A14WCu界面的反应扩散特征.结果表明:该复合材料的抗拉强度并没有显著提高;SiC_f/Ti6Al4V界面反应非常微弱;而Ti6Al4V/Cu界面反应非常明显,主要是Ti原子与Cu原子之间的反应,反应层厚度约为20 μm;反应产物主要呈4层分布,分别为CuTi_2、CuTi、Cu_4Ti_3和Cu_4Ti.     

热压工艺对C_f/Al叠层复合材料组织及力学性能的影响

以1060Al箔、HL403铝合金粉和M40单向碳纤维布为原材料,纤维体积分数为22.80%,采用真空热压法制备了C_f/Al叠层复合材料。通过正交试验法研究了热压温度、热压时间和热压压力等工艺参数对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,热压时间对复合材料的抗拉强度影响最为显著,热压温度对复合材料的致密度影响最为显著。1060Al箔与M40单向碳纤维布之间加入HL403铝合金粉,降低了热压温度,减缓了界面反应,同时生成的Al_2Cu相抑制了Al_4C_3脆性相的生成,提高了复合材料的力学性能。当热压温度为510℃,热压时间为180 min,热压压力为15 MPa时,C_f/Al叠层复合材料的基体与纤维结合较好,铝基体层与纤维增强层交替排布,纤维分布均匀。C_f/Al叠层复合材料断裂时有大量纤维被拔出,拉伸断口表现为铝基体层的韧性断裂与纤维增强层的脆性断裂。C_f/Al叠层复合材料的密度为2.492 g/cm~3,致密度为99.80%,抗拉强度为254.75 MPa,抗弯强度为334.97 MPa。     

反应扩散连接高铌TiAl合金(英文)

采用Al箔作中间层在1200℃/2 h条件下通过反应扩散连接成功实现了高铌TiAl合金(TAN)的焊接,深入研究了接头的界面微观组织结构和连接机理。结果表明:连接过程中Al箔熔化成液相后与高铌TiAl反应在接头中形成了连续的TiAl3化合物层;在高温扩散作用下,TiAl3化合物逐渐转变为γ-TiAl相;最后经焊后热处理形成了γ+α2层片组织。另外,当直接采用高铌TiAl合金的热处理工艺进行焊接时,亦可以获得具有层片组织的接头。     

Reaction-Diffusion Bonding of High Nb Containing TiAl Alloy

采用Al箔作中间层在1200℃/2 h条件下通过反应扩散连接成功实现了高铌TiAl合金(TAN)的焊接,深入研究了接头的界面微观组织结构和连接机理。结果表明:连接过程中Al箔熔化成液相后与高铌TiAl反应在接头中形成了连续的TiAl3化合物层;在高温扩散作用下,TiAl3化合物逐渐转变为γ-TiAl相;最后经焊后热处理形成了γ+α2层片组织。另外,当直接采用高铌TiAl合金的热处理工艺进行焊接时,亦可以获得具有层片组织的接头。     

微纳米颗粒增强TiAl基复合材料组织与室温力学性能

原位自生颗粒增强金属基复合材料是提高金属材料强韧性的有效途径,采用放电等离子烧结技术(SPS),以氧化石墨烯、碳化硅、氮化硼为增强体,原位自生制备TiAl基复合材料,研究第二相对TiAl基复合材料显微组织演变及室温性能的影响。结果表明,增强体的改变直接影响了TiAl基复合材料第二相形貌和分布。添加石墨烯在TiAl合金α₂和γ片层界面处弥散析出微纳米尺度第二相Ti₂AlC;添加碳化硅在基体中分别生成微米级晶界相Ti₅Si₃,微纳米片层间相Ti₂AlC;添加氮化硼未能在TiAl合金α₂和γ片层界面处析出微纳米第二相,而是纳米级TiB₂和Ti₂AlN相析出在晶界处与基体形成连续核壳结构;复合添加石墨烯和氮化硼既能在片层间原位析出Ti₂AlC相,又能在晶界处形成核壳结构。TiAl基复合材料的室温压缩性能和摩擦磨损性能均得到有效提高,复合添加石墨烯和氮化硼可获得优异的室温力学性能。TiAl基复合材料的...     

真空烧结温度对Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金显微组织及力学性能的影响

为获得细晶TiAl合金及有效减少传统铸造带来的内部缺陷,采用真空热压烧结工艺制备了Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金,研究了烧结温度对TiAl合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:Ti、Al元素粉末反应合成后,经XRD检测,3种烧结温度(1150、1240、1300℃)烧结后的合金主要由γ-TiAl和α_2-Ti_3Al_2种基体相组成,随着烧结温度的增加,γ相含量增加,α_2相则减少;结合SEM观察发现,改变烧结温度可获得TiAl合金不同典型组织,其中1150℃烧结合金为近γ组织、1240℃烧结为双态组织、1300℃烧结为近片层组织,烧结温度的升高使得合金组织愈发均匀;配合EDS分析,烧结温度的升高有助于Nb元素在基体相中的扩散,同时合金密度随烧结温度的升高逐步增大,当烧结温度升至1300℃,合金的密度达到4.419g/cm~3;通过力学性能检测,在1240℃烧结制备的TiAl合金组织为细小的双态组织,显示出较好的综合力学性能,其显微硬度为5270 MPa,在高温压缩时展示出良好的抗压强度。     

石墨烯/银纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),加入一定量的聚乙烯亚胺和硝酸银(PEI-Ag+)配位复合物,通过自组装法组装,利用硼氢化钠的还原性,制备石墨烯/银纳米复合材料。用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外吸收光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等手段对所制备的石墨烯/银纳米复合材料进行表征。以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抗菌性能进行研究。结果表明:银纳米粒子负载在石墨烯表面形成石墨烯/银纳米复合物材料,石墨烯/银纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生长具有较好的抑制作用,且抗菌性能稳定。当石墨烯/银纳米复合材料浓度为4和15 mg/m L时,分别对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果好。     

Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备与表征

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4颗粒,在其制备过程中控制Fe_3O_4核的长大时间,加入油酸钠作为表面修饰剂来控制Fe_3O_4核的尺寸,然后加入正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米级Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球。通过X射线衍射、透射电镜、能谱分析和红外光谱分析证实Fe_3O_4颗粒表面包覆有SiO_2,并研究了复合粒子的形貌和成分组成,然后进行了磁性能分析。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒、Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球的饱和磁化强度分别为79.95、34.85和61.51 A·m2/kg,对应的剩磁分别为1.73、1.05和3.07 A·m2/kg,矫顽力分别为1083、755和2002 A/m,亚微米级复合微球的剩磁和矫顽力都显著增大。     

载银磁性Fe3O4纳米粒子的制备与催化及抗菌性能的研究

利用磁性纳米粒子Fe3O4表面的聚多巴胺 (PDA) 对银离子的吸附作用,采用种子诱导法制备了载银磁性纳米粒子 (PDA-Fe3O4@Ag)。采用UV-Vis (紫外-可见) 光谱对PDA-Fe3O4@Ag纳米粒子的制备过程进行了分析,采用FTIR (红外光谱)、XRD (X射线衍射仪)、TEM (透射电镜) 和VSM (振动样品磁强计) 等手段对所得的PDA-Fe3O4@Ag粒子进行表征;研究了PDA-Fe3O4@Ag对4-硝基苯酚还原反应的催化作用,还测试了其抗菌性能。结果表明,纳米金种子的存在是制备PDA-Fe3O4@Ag纳米粒子的关键;在外加磁场作用下该磁性催化剂可以容易地从反应体系中分离,经多次循环使用后仍具有良好的催化性能;此外PDA-Fe3O4@Ag纳米粒子具有杀菌性能,且经磁分离回收循环利用5次后仍呈现对金黄色葡萄球菌较好的杀菌效果。     

Structure and antibacterial activity of new layered perovskite compounds

New layered perovskite compounds, AgxNa（2-x）La2Ti3O10（x=0.2, 0.3 and 0.5） were synthesized by an ion-exchange reaction of Na2La2Ti3O10 with AgNO3 solution and characterized by energy dispersive X-ray analysis（EDX）, X-ray diffractometly（XRD）, scanning electron microscopy（SEM） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）. The ion-exchange processes were optimized, and the antibacterial activity, light permanency and water-resistance were evaluated. Surprisedly, no significant changes in crystal structure of Na2La2Ti3O10 are found by the exchange of silver ions. The Ago.3Na1.7La2Ti3O10 particles conglomerate obviously with irregular shape and size. Ago.3Na1.7La2Ti3O10, possessing the minimum inhibitory concentrations（MICs） against Escherichia coli （E. coli）, Staphylococcus aureus （S. aureus） of 180 mg/L and 240 mg/L, has high antibacterial activity, good light permanency and water-resistance. The ionic state silver in AgxNa（2-x）La2Ti3O10 is the antibacterial active component.     

聚乳酸-聚吡咯/银多层复合抗菌薄膜的制备与性能表征

目的提高聚乳酸(PLA)薄膜的抗菌性能。方法受到导电高分子材料可以通过静电作用方式起到抗菌作用的启发,利用Fe~(3+)引发吡咯(Py)在PLA薄膜表面发生化学氧化反应,聚合形成抗菌涂层(PPy),成功制备出PLA-PPy多层复合抗菌薄膜。采用等物质的量Ag~+替代Fe~(3+),引发Py在PLA薄膜表面聚合形成双重抗菌涂层(PPy/Ag),成功制备出PLA-PPy/Ag多层复合抗菌薄膜,并探讨了不同氧化剂和Py浓度对多层复合薄膜结构和性能的影响。结果当PLA薄膜表面积为72 cm~2,水溶液体积为40 mL,Fe Cl_3·6H_2O的浓度为0.047 mol/L,Py的浓度为0.223 mol/L时,PLA-PPy多层复合薄膜的表面PPy层结构致密,拉伸强度(40.1 MPa)和断裂伸长率(24.9%)分别降低了7.6%和12.6%,热稳定性得到较为明显的提高。此外,PLA-PPy/Ag与PLA-PPy多层复合薄膜表现出相似的力学性能和热稳定性。更为重要的是,相比于PLA-PPy多层复合薄膜,PLA-PPy/Ag多层复合薄膜表现出更为优异的抗菌特性,大肠杆菌的菌落总数降低至2.9×10~6 CFU/cm~2,相比于纯PLA薄膜(4.8×10~(10) CFU/cm~2),降低了超过4个数量级。结论相比于完全采用成本较高的纳米银离子负载抗菌方式来说,较低成本的双重抗菌涂层(PPy/Ag)将会在PLA活性包装领域具有一定的研究意义。     

磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子的超声制备与表征

超声条件下,在乙醇分散的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能化的磁性Fe3O4纳米粒子和氯铂酸的混合溶液中,滴加水合肼成功地制备了磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子。采用紫外吸收可见光谱(UV-Vis),电子能谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS),超导量子干涉仪(SQUID)等方法对复合粒子的形态、结构、组成以及磁学性质进行了表征。结果表明:在此条件下制得的复合粒子粒度在50nm左右,室温下磁化强度可达17.2(A·m2)/kg。     

间接电还原法合成银纳米颗粒及纳米银粉的抗菌性能

利用Keggin结构的12-磷钨酸（PTA,下同）作为还原剂,采用间接电还原法还原硝酸银制备了银纳米颗粒,考察了12-磷钨酸与Ag+离子不同摩尔配比对Ag纳米颗粒大小的影响。用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等手段对制备的银纳米颗粒的形貌、组分、粒径和相结构进行了表征。测试了银纳米颗粒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能,结果表明,制备的Ag纳米颗粒的平均粒径随磷钨酸和硝酸银的摩尔比的减小而增大。纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长具有较好的抑制作用,且抗菌性能稳定。     

原位一步法合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子

采用原位法在低温下一步合成Ag/Fe2O3磁性核壳纳米粒子,并采用XRD,TEM和UV光谱研究了Ag-Fe2O3核壳纳米复合材料的结构。结果表明,纳米银粒子表面被Fe2O3层包覆,Ag核的平均粒径大约为35nm,Fe2O3壳层平均厚度约为7.5nm或15nm,形成了核壳结构的电磁复合纳米粒子。在室温下,饱和磁化强度达到0.98(A·m2)·kg-1,矫顽力8.48×103A/m;Ag/Fe2O3核壳粒子的导电率达到0.62S/cm。通过此法可以比较容易的控制核和壳的尺寸以及复合粒子的单分散性,并得到较高的产率,在催化剂、医药、光电等领域有着广阔的应用前景。     

脉冲电化学沉积法制备钛基HA/Ag复合涂层

采用脉冲电化学法在生物医用钛表面制备出纳米HA/Ag复合涂层。借助SEM、XRD等对复合涂层的形貌、成分进行表征。利用大肠杆菌和白色葡萄球菌两个菌种对该涂层抗菌性能进行分析研究。最后利用MC3T3-E1成骨细胞检测复合涂层的细胞相容性。结果表明：HA/Ag复合涂层呈纳米球状,由HA和Ag两相组成。Ag在HA涂层中分布均匀。复合涂层对两种细菌均有较好的抗菌效果,对大肠杆菌抗菌率达100%,对白色葡萄球菌的抗菌率接近100%,对大肠杆菌的抗菌能力高于白色葡萄球菌。细胞培养实验表明MC3T3-E1成骨细胞在HA/Ag复合涂层表面的黏附、铺展较好。综合可知,脉冲电化学沉积法制备的纳米HA/Ag复合涂层具有较好的抗菌性和细胞相容性     

Fe3O4@SiO2@mTiO2-Au复合材料的制备及其催化性能研究

以磁性Fe3O4为核,在其表面负载SiO2,并用介孔TiO2 (mTiO2)进行包覆,用3-氨丙基三甲氧基硅烷对其改性,将纳米金颗粒均匀负载在介孔TiO2表面,制备出核壳型纳米Fe3O4@SiO2 @mTiO2 -Au复合材料。用透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和X射线衍射分析(XRD)等对样品进行表征,确认了核壳结构的存在,尺寸约3 nm的纳米金负载在表面。催化活性测试结果表明,该材料对对硝基苯酚在25 min内降解率达83%,对铁氰酸钾在30 min内降解率达84%。