调控Al2O3晶型控制MgAl2O4:Mn4+荧光粉中Mn价态研究

Mn⁴⁺激活红光荧光粉是白光半导体发光二极管(wLEDs)领域当前研究热点之一。Mn⁴⁺离子²E→⁴A₂跃迁在铝酸盐中的最短发光波长是在MgAl₂O₄中实现的651 nm发光, 由于其结构中含有形成四面体或八面体配位的两种阳离子格位(Mg²⁺/Al³⁺), 易造成所掺杂锰元素存在多种价态(+2/+4/+3等)。本研究通过改变起始原料中Al₂O₃的晶型(γ/α比例)及退火处理来调控锰离子在MgAl₂O₄晶格中的占据格位, 对其主要存在价态实现调控。采用荧光光谱和紫外-可见-近红外漫反射光谱技术来表征所合成荧光粉中Mn离子的价态及其演变。研究发现, 高α/(α+γ)比铝源促进Mn²⁺形成, 而低α/(α+γ)比铝源促进Mn⁴⁺形成。通过使用高活性纳米γ-Al₂O₃为铝源, 有效抑制了锰离子在MgAl₂O₄中Mg²⁺格位的占据及Mn²⁺离子的形成, 经空气中1550 ℃保温5 h的一次高温热处理即可制备出在可见光区只有Mn⁴⁺红光发光的高纯高亮度MgAl₂O₄:Mn⁴⁺荧光粉。氧化铝晶型影响锰离子掺杂格位和掺杂价态的本质规律是: 氧化铝活性决定实际固溶掺杂反应步骤, 进而影响锰离子掺杂格位和价态。本研究提出的反应步骤调控作为反应气氛、电荷补偿剂、反应温度三种调控方法外的一种新方法, 为Mn⁴⁺激活铝酸盐荧光粉中锰离子掺杂价态调控提供了新思路。     

生物可降解PCL/PLA开孔发泡材料制备及吸油性能

以聚己内酯（PCL）为基体，添加不同含量聚乳酸（PLA）熔融共混制备具有不同分散相形态的PCL/PLA共混物，利用超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺制备不同发泡倍率和开孔率的PCL/PLA多孔材料用于吸油应用。针对边长3 mm正方体样品溶解度实验发现100 min后CO₂在PCL中已达到饱和吸附状态。PLA分散相含量的增加显著增大了PCL/PLA共混物泡孔密度，并使共混泡孔尺寸减小且分布更加均匀；发泡温度升高6℃，泡孔尺寸增大50%，发泡倍率增大38%，开孔率减小了20%。PCL/PLA开孔材料具有明显的亲油疏水性，发泡倍率越高，疏水性越好；针对花生油和硅油的吸油实验发现材料吸油率与发泡倍率和开孔率整体呈正比，实际吸油量高于理论计算值，10次循环吸油测试后样品吸油率仅降低8.5%，材料吸油量与油品特性黏度关系不大。     

非线性化学动力学发展的新阶段——浓度场方程及浓度场理论

在综述各种非线性化学动力学研究发展的基础上，重点介绍了最新研究成果浓度场理论的主要内容。该理论根据质量作用定律和广义相对性原理，构建了非线性复杂反应动力学方程即浓度场方程，并给出了扩散、结晶、吸附、传热及相变等9种基本动力学类型的机理指数，解决了热分析动力学积分不收敛、理论基础不完善等问题，合理解释了分形子动力学所谓“记忆效应”和“分数级反应级数”问题，并在通过数学方程和图线全面、直观、定量表达并解释化学振荡、化学分岔、多重定态等各种非线性化学现象的同时，给出了“三级反应的双解性质，是产生各种非线性化学现象的根本原因”的重要结论。浓度场方程及浓度场理论具有很强的理论研究和实际应用价值。     

PVA纤维对纳米水泥基复合材料单轴拉伸性能的影响

为研究PVA纤维掺量对掺纳米SiO_2水泥基复合材料抗拉性能的影响,通过单轴拉伸试验测得了试件的极限拉伸应变和极限拉伸应力,并得到了试件应力—应变关系曲线。纳米SiO_2的质量掺量为2%,PVA纤维采用五种体积掺量(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%)。结果表明,PVA纤维的掺加增大了纳米水泥基复合材料单轴拉伸试件的极限拉应变和极限拉应力。当PVA纤维体积掺量不大于1.5%时,随PVA纤维掺量的增大,试件极限拉应变逐渐增大,极限拉应力先增大后减小。当PVA纤维体积掺量分别为1.5%、1.2%时,试件极限拉应变和极限拉应力分别达到最大值;PVA纤维水泥基复合材料中掺加2%纳米SiO_2后,整体上提高了试件的极限拉应力,但试件极限拉应变变化不明显,纳米SiO_2使PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉伸性能得到了进一步提高。研究成果可为工程应用提供指导。     

间十五烷基酚在正庚烷中密度和粘度的测定和关联

实验测定了温度为283．15～308．15 K条件下间十五烷基酚与正庚烷形成的二元体系的密度和粘度。通过拟合,得到了准确的模型参数,同时计算了测定值和计算值之间的误差。结果证明,数据和模型拟合效果良好, VTF方程的标准方差是0．78％,数据和模型对于间十五烷基酚分离提纯的工程设计非常有用。     

溶液浸润法制备高强度静电纺PA 66纤维膜-TPU复合材料

通过溶液浸润的方法制备PA 66纤维膜-TPU复合纤维膜。采用扫描电镜(SEM)观察经TPU溶液浸润前后纤维膜的形貌;力学性能测试表征浸润前后纤维膜的力学性能。结果表明:浸润后复合膜的力学性能大幅度提高。此外,通过循环拉伸和应力松弛试验进一步研究纤维与基体之间的界面相互作用。     

轻水堆包壳锆材服役环境下延寿策略及研究进展

综述了核反应堆用锆合金的涂层研究现状。主要论述了非金属类涂层、金属类涂层以及MAX相涂层。其中MAX相既具有金属的性质,又具有陶瓷的性质。分析了包壳材料服役环境下的腐蚀行为,包括正常工况下的过热水氧化腐蚀和含锂离子的水溶液腐蚀行为,同时也关注了离子辐照行为以及事故工况下的高温蒸汽腐蚀行为。现有涂层材料普遍具有局限性,研究多侧重于高温蒸汽腐蚀。出现了一些新材料,比如可形成致密氧化膜的MAX相、硅涂层等,但是其正常工况下的应用前景不明。相比而言,金属类涂层在抗腐蚀方面更具优势,然而其抗辐照行为和中子经济性尚待研究。目前单一涂层技术在满足抗辐照和中子经济性的基础上尚不足以同时满足正常工况和高温蒸汽下的抗腐蚀性和高稳定性。组合涂层或者多层膜技术逐步受到重视。多元涂层氧化过程中的元素迁移动力学行为以及涂层基体界面的微合金化对结合力的影响具有深远意义,目前该方面的研究有待突破。     

深水井小流量变频恒压稳压供水系统的应用

当前深水井大多采用变频调速控制，但由于水泵低速运行效率很低，导致小流量供水期间“费电”问题突出，因此不少村镇在改用变频供水模式后千吨水能耗指标很高。针对小流量耗能问题。提出了深水井小流量变频恒压稳压供水的解决方案，并结合河南新密市某村的人畜饮水工程建设，介绍了该方案的设计及实际运行情况，结果表明新方案比传统恒压供水模式节电约40％。