表面纳米化后表层纳米结构的热稳定性研究现状

综述了材料经过表面纳米化处理后其表层纳米结构热稳定性的国内外研究现状.包括研究表层纳米结构热稳定性的一些常用的方法、影响表层纳米结构的热稳定性的主要因素(主要是影响晶粒长大的因素)及机理.     

纳米ZrO_2粉体的热处理研究

用共沉淀法在不同热处理工艺下制备纳米ZrO2 粉体。样品的TEM、SAXS、BET和XRD分析结果表明 ,热处理对纳米ZrO2 粉体性能的影响是显著的。结合实验与理论分析 ,得出粉末颗粒长大、团聚的机制与热处理对成分、粒度及微观结构变化的作用     

Ti3AlC2在静高压下的热稳定性

研究了在静高压条件下Ti_3AlC_2的热稳定性,结果表明:在不同压力(2、3、4和5 GPa)下,Ti_3AlC_2直接分解的最低温度在700-800℃,反应的最终产物主要为Al_3Ti和TiC。具体的分解反应过程取决于压力的大小。     

纳米TiO2粉体的低温制备

采用液相沉积法制备锐钛矿型TiO2纳米光催化粉体,研究了沉积温度、反应物的摩尔比、沉积时间、[TiF6]^2-水溶液的浓度等对TiO2粉体性能的影响。用甲基橙的光催化降解表征了所制备的TiO2粉体的光催化活性。结果表明光催化活性最佳的实验参数为：温度为90℃,(NH4)2TiF6与H3BO3的摩尔比为1：2。5,沉积时间为1h,加水量为320ml。     

溶质对单相纳米晶材料晶粒长大行为的影响

从热力学角度来看,溶质在晶界偏聚,通过降低晶界能来降低晶粒长大的驱动力,从而抑制晶粒长大。从动力学角度来看,溶质与晶界交互作用,钉扎晶界,使晶界迁移速率降低,从而抑制晶粒长大。本文从热力学和动力学两方面综述了溶质对单相纳米晶材料晶粒长大行为的影响,并展望了其发展方向。     

纳米金红石型TiO2粉体的制备及其表征

纳米金红石型二氧化钛是一种重要的新型无机功能材料,其制备及其应用在当代愈来愈受到重视．本文利用ZnCO₃包覆Ti（OH）₄沉淀,500℃预焙解,使ZnCO₃转变为ZnO;Ti（OH）₄转变为H₂TiO₃．然后溶去97wt％的包覆ZnO粉体,800℃焙烧,最终制得粒径约20～60nm的金红石型二氧化钛粉体．利用TEM、XRD、ICP对粉体粒子的形貌、大小、物相及化学组成进行了分析．     

CTAB/丁醇/庚烷/水四组分微乳液稳定性研究及BaF2纳米粉体制备

本文用CTAB/丁醇/庚烷/水四组分微乳液体系沉淀制备纳米BaF2.研究了体系中丁醇和CTAB的质量比、庚烷质量、含水量及溶质对微乳液体系稳定性和产物BaF2沉淀粒径、分布的影响.稳定的Ba(NO3)2微乳液和NH4F微乳液混合制得10nm的BaF2颗粒,单分散性好,颗粒呈球形.BaF2粒径大小和分布随CTAB和水质量比值的增大而减小.     

微波法制备纳米钛酸钡粉体及其表征

为了探寻价廉、高效合成纳米钛酸钡粉体的方法,以TiCl4和BaCl2为主要原料,采用微波法一步合成纳米钛酸钡粉体,采用X射线衍射谱、扫描电镜、漫反射吸收谱、介电损耗谱和热重-差热分析对钛酸钡粉体进行表征。结果表明,合成的钛酸钡粉体为纯的立方相纳米粉体,颗粒大小均匀,分散性好,晶粒度约为90 nm;纳米钛酸钡粉体的禁带宽度为3.4 eV,具有良好的介电性能;纳米钛酸钡粉体中立方相BaTiO3在1 000℃煅烧后才有部分转化成四方相BaTiO3,表现出良好的热稳定性。     

纳米Cr2O3粉体的制备及表征

以Cr（NCh）3·9H20;氨水和乙醇为原料,采用沉淀法在不同温度下合成了纳米Cr2（h粉体,并运用场发射扫描电镜、X射线衍射、熟重一动态差热分析、红外光谱等手段对粉体进行表征。结果表明,Cr（OH）s雀450＂C已经生成Cr2O3,经过800℃烧30min．可获得平均粒径为70-100nm的Cr2O3粉体。     

纳米Ti-Si-N薄膜的高温热稳定性

用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法在不锈钢基体上制备了Ti-Si-N硬质纳米复合薄膜,研究了Si含量对薄膜硬度的影响及高温退火对薄膜晶粒尺寸及其硬度的影响.结果表明:薄膜的硬度随着Si含量的增加有先增大后减小的趋势,最大硬度可达70 GPa以上.薄膜表现出了较高的热稳定性能,对于晶粒尺寸在4 nm以下的薄膜,Ti-Si-N薄膜的纳米结构和硬度可以维持在1000℃以上.沉积态薄膜的晶粒尺寸是影响薄膜再结晶温度的主要因素.薄膜的高热稳定性是由于沉积过程中发生的自发调幅分解形成了纳米复合结构,偏析使得纳米晶晶界具有强的热力学稳定性.     

高熵修饰的纳米晶合金Fe–ZrNbMoTa的成形与高温稳定性研究

目的 获得高热稳定性的铁基高熵纳米合金并研究其热稳定性机理。方法 通过高能球磨方法制备了Fe–Zr_xNb_xMo_xTa_x(x=0.1、0.2、0.5、1,原子数分数)单相纳米合金粉末,在不同的退火处理温度下对退火前后的组织演变与元素偏析行为进行表征。结果 获得了尺寸为15 nm的极细FeZr_0.2Nb_0.2Mo_0.2Ta_0.2晶粒,在900℃下退火1h后,平均晶粒尺寸增长到73nm,有第二相Fe₂Ta析出。而纳米晶Fe–Zr_1.0Nb_1.0Mo_1.0Ta_1.0合金在同样条件下退火后尺寸为55 nm,同时观察到Fe₂Ta和FeZr₂析出。结论 高熵元素的加入使该类合金具有较好的热稳定性,而新强化相的析出进一步抑制了高温下的晶粒生长,即Fe–ZrNbMoTa合金在高温...     

Sn掺杂Ge-Sb-Te相变薄膜的晶化特性

用磁控溅射法制备了掺杂Sn的Ge2Sb2Te5相变材料薄膜,研究了Sn含量对结晶性能的影响.薄膜的X射线衍射(XRD)表明,热处理使薄膜发生了从非晶态到晶态的相变,并出现Sn-Te相.通过示差扫描量热(DSC)实验测出在不同加热速率下非晶态薄膜粉末的结晶峰温度,计算了材料的结晶活化能.根据结晶动力学分析和结晶活化能数据,掺杂Sn后的Ge-Sb-Te具有更高的结晶速率,用于光存储时将具有更高的擦除速度.     

磁控溅射制备SiC薄膜的高温热稳定性

采用磁控溅射方法在Si基底上制备SiC薄膜,研究了SiC薄膜经不同温度和气氛条件高温退火前后结构、成份的变化.结果表明,薄膜主要以非晶为主,由Si-C键,C-C键和少量Si的氧化物杂质组成;在真空条件下经高温退火后,薄膜C-C键的含量减少,而Si-C键的含量增加,真空退火有利于SiC的形成;在800℃空气中退火后,薄膜表面生成一层致密的SiO2薄层,阻止了氧气与薄膜内部深层的接触,有效保护了内部的SiC.在空气条件下,SiC薄膜在800℃具有较好的热稳定性.     

硫酸钙晶须改性氟橡胶复合材料的热稳定性

采用热分析技术研究了在氮气气氛中硫酸钙晶须(CSW)/氟橡胶(FPM)复合材料的非等温热分解行为及其动力学, 并与无水硫酸钙(ACS)/氟橡胶(FPM)复合材料进行了对比。通过Kissinger法和Ozawa法分别计算出其热分解活化能, 且结果相近。结果表明: Kissinger法计算的CSW/FPM复合材料的热分解活化能为203.33 kJ·mol-1, 高于ACS/FPM复合材料的热分解活化能(174.74 kJ·mol-1), 具有较高的热稳定性; 热分解反应级数约为1级。随着失重率的增大, 热分解活化能增大。      

TiAl合金防护涂层先驱溶胶的热分解和晶化过程

研究了作为涂层粘结剂的Y溶胶转变为凝胶后在加热过程中发生的热分解和相变过程,结果表明:在115℃凝胶中大量有机溶剂和自由水逸出,在180-280℃凝胶分子间发生缓慢的缩合反应并脱去结合水,在380℃羧酸盐分解为碱式碳酸盐,在440℃碳酸盐分解并析出Y_2O_3微晶,在600℃Y凝胶分解完全并转化为α-Y_2O_3。     

Structure and thermal stability of nanocrystalline materials

Nanocrystalline materials, which are expected to play a key role in the next generation of human civilization, are assembled with nanometre-sized “building blocks” consisting of the crystalline and large volume fractions of intercrystalline components. In order to predict the unique properties of nanocrystalline materials, which are a combination of the properties of the crystalline and intercrystalline regions, it is essential to understand precisely how the structures of crystalline and intercrystalline regions vary with decrease in crystallite size. In addition, study of the thermal stability of nanocrystalline materials against significant grain growth is both scientific and technological interest. A sharp increase in grain size (to micron levels) during consolidation of nanocrystalline powders to obtain fully dense materials may consequently result in the loss of some unique properties of nanocrystalline materials. Therefore, extensive interest has been generated in exploring the size effects on the structure of crystalline and intercrystalline region of nanocrystalline materials, and the thermal stability of nanocrystalline materials against significant grain growth. The present article is aimed at understanding the structure and stability of nanocrystalline materials.     

粒度对纳米掺杂BaTiO3陶瓷结构和性能的影响

制备了纳米掺杂BaTiO3陶瓷,研究了纳米掺杂剂和BaTiO3的粒度对BaTiO3陶瓷的微观结构和介电性能的影响．结果表明,小粒度、高分散的纳米掺杂剂更易对BaTiO3颗粒实现均匀包裹,有效地抑制晶粒生长并形成更多的壳-芯晶粒,大比表面积使更多高活性的表面原子与BaTiO3发生原子输运形成传质,导致晶粒壳／芯比增大,从而提高其介电性能．纳米掺杂陶瓷的平均晶粒尺寸和四方率与BaTiO3粒度几乎成正比．随着BaTiO3粒度的减小,立方晶粒壳增大而四方晶粒芯减小,陶瓷由四方晶相向赝立方晶相转变,居里峰被显著压制,从而改善介电温度特性．同时,晶粒的壳与芯之间失配产生的内应力随之增加,使居里点向高温方向移动．