颗粒材料在辊压振动磨中的结构演变研究

为了研究金属颗粒材料在力学场的结构演变及相应能量转换,在干法室温常压状态下,用辊压振动磨制备了晶粒尺寸在20～30 nm的超微颗粒,根据位错理论和点阵几何学,研究了锌超微颗粒在研磨过程中的尺度和结构演变.研究表明,在研磨过程中,锌颗粒的微结构和能量转换发生周期性变化.随着能量的不断导入,晶体总是在不同的能量状态下达到新的平衡,颗粒不断细化,势能不断提高,晶体颗粒储存的总能量态不断上升.在一定条件下应变和位错可以相互转换,但应变和位错的转化需要一定的积累周期.     

纳米MgAl_2O_4颗粒的制备

在干法室温常压状态下,利用滚压振动磨大批量制备尺度在50~80 nm的铝纳米颗粒。以研磨后的铝粉和商业镁粉为原料,Na_2CO_3、NaOH的不同配比为沉淀剂或NaHCO_3为沉淀剂,在超声波作用下发生水解反应、经干燥、焙烧后制备出具有纳米结构的MgAl_2O_4颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)对纳米MgAl_2O_4颗粒样品进行表征。结果表明,经500℃焙烧处理后,几乎全部转变成粒径为100 nm左右的MgAl_2O_4尖晶石超细粉末,并且颗粒分散性较好。比传统制备镁铝尖晶石粉末的温度低几百摄氏度。     

低密度高锰高铝钢的动态变形行为及韧脆转变研究进展

低密度高锰高铝钢具有低密度和超高强塑性,在汽车工业领域具有良好的应用前景。综述了低密度高锰高铝钢的力学响应对温度、应变速率的依赖性,以及在不同应变速率和温度下低密度高锰高铝钢的微观变形机制和韧脆转变机理。同时分析了目前研究中存在的问题,指出了在应变速率和低温下,多缺陷与纳米尺度κ-carbide之间的交互作用机理、高应变速率诱发孪晶机制和局部温升抑制孪晶机制产生的条件等研究尚需进一步完善。随着研究的深入和完善,可以为低密度高锰高铝钢的性能优化和广泛应用提供基础。     

多尺度模拟研究纳米凸体几何形貌对初始塑性的影响

研究金属表面微凸体的力学行为对深入理解摩擦、磨损和设计微纳米机电器件有很大帮助。采用准连续方法探索了纳米压痕作用在薄膜(001)表面的纳米微凸体几何形貌对铝和铜薄膜初始塑性的影响规律。结果显示,相较于平坦表面,微凸体的存在显著地降低了薄膜的屈服应力。矩形微凸体横纵比对屈服应力的影响不大。随着底角α的增大,梯形微凸体的屈服应力呈现降低的趋势,尤其是α54.7°。同时,在纳米尺度限制全位错形成的条件下,铝中可能容易形成孪晶结构。     

纳米Zn/Fe_3O_4水解制备纳米ZnFe_2O_4

用干法室温振动研磨方法制备纳米Zn粉,化学沉淀法制备纳米Fe3O4,纳米Zn和Fe3O4水解制备纳米ZnFe2O4。TEM和XRD检测显示经11h研磨的Zn粉粒度分布在10～20nm之间,纳米Fe3O4的粒度分布在20nm左右,水解产物纳米ZnFe2O4,形貌为方形片状,粒子尺度约为20nm。研究结果表明纳米Zn/Fe3O4摩尔比为1.5∶1,反应温度为300℃是最佳反应条件,可见用振动研磨方法制备的纳米Zn颗粒具有优良的性能,能使化学反应在较低温度下快速完成,且制备方法简单易行,便于批量化生产。     

多尺度模拟研究纳米凸体几何形貌对初始塑性的影响

研究金属表面微凸体的力学行为对深入理解摩擦、磨损和设计微纳米机电器件有很大帮助.采用准连续方法探索了纳米压痕作用在薄膜(001)表面的纳米微凸体几何形貌对铝和铜薄膜初始塑性的影响规律.结果显示,相较于平坦表面,微凸体的存在显著地降低了薄膜的屈服应力.矩形微凸体横纵比对屈服应力的影响不大.随着底角α的增大,梯形微凸体的屈服应力呈现降低的趋势,尤其是α＞54.7°.同时,在纳米尺度限制全位错形成的条件下,铝中可能容易形成挛晶结构.     

不同碳源对纳米锌铝尖晶石合成及颗粒粒径的影响

以硝酸铝、硝酸锌和柠檬酸为原料,以炭黑和酚醛树脂为碳源,采用溶胶-凝胶法制备了纳米锌铝尖晶石粉体,研究了高温还原气氛下不同碳源对纳米锌铝尖晶石合成及颗粒粒径的影响,并以高温氧化气氛热处理、无碳引入的试样作对比。研究表明:在还原气氛下,引入碳源的试样在600℃热处理后,锌铝尖晶石峰不明显,主要是因为碳起空间位阻作用,阻碍了离子传质;800℃热处理后可合成锌铝尖晶石,且纳米颗粒尺寸较小(20~30nm);热处理温度升高至1 000℃时,纳米锌铝尖晶石颗粒尺寸变化不大,碳的空间位阻作用抑制了颗粒长大和烧结。与炭黑相比,酚醛树脂抑制锌铝尖晶石颗粒长大的效果更好,可能因为树脂碳化后呈玻璃态,空间阻隔作用更强。但热处理温度不低于1 200℃时,纳米锌铝尖晶石易被CO或C还原,锌以Zn(g)的形式逸出,只有α-Al2O3相。然而,在空气气氛下,600℃热处理后即可合成纳米锌铝尖晶石,但热处理温度从600℃升至800℃时,锌铝尖晶石颗粒长大较明显,颗粒尺寸从27.5nm增至54.6nm,并呈烧结状。     

铝纳米颗粒的计算机模拟和实验研究进展

铝纳米颗粒由于具有高活性和高能量密度而成为近年来基础和应用领域研究的热点。综述了铝纳米颗粒结构和热力学性能的计算机模拟和实验研究进展,并提出了用计算机模拟与实验相结合的方法探讨铝纳米颗粒额外储能的未来研究方向。     

纳米SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺进展

介绍了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的发展现状,重点介绍和评述了国内外几种制备工艺的研究现状和应用,分析了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的微观结构,指出了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料研究中存在的几个重要问题,展望了其未来的发展趋势.     

纳米铝颗粒强氧化反应发光特性研究

设计了利用电爆炸铝丝产生纳米铝颗粒强氧化反应发光的实验装置，对比了纳米铝颗粒在氧气和氮气环境下发光能量的大小，测量了铝氧反应发光光谱，并对电爆炸铝丝产生纳米铝颗粒强氧化反应发光的物理条件进行了研究，结果表明：发光能量随腔内氧气压力的减小而增加；随铝丝直径先增加而后减少；随电容器储能的增加而增加，且电容器储能对发光现象存在一个门槛值。     

微合金化对TiB2颗粒增强铝基复合材料微观组织和力学性能影响的研究进展

微量添加合金元素是改善铝基复合材料综合性能的有效方法,是基于电磁搅拌、超声振动等物理工艺,双峰结构、仿生层状材料等制备技术之外改善增强相/基体界面结构、调控强度-韧性力学性能的一种行之有效的低成本技术.近年来,合金元素在TiB2颗粒增强铝基复合材料中的研究备受关注,取得了一定的成果,对其作用机理的理解也向纳米层级甚至原子层级迈进.本文归纳了国内外微量添加合金元素对TiB2/Al复合材料中TiB2颗粒形貌、微观组织、力学性能的一系列最新进展,阐述了微合金化机制,并展望了其在调控复合材料裂纹萌生与扩展、发挥微纳尺度本征力学性能、协调材料强度和韧性矛盾中的潜在价值,以期为制备高性能铝基复合材料提供借鉴和参考.     

熔融纳米玻璃管的拉伸特性

基于纳米孔的纳流体器件被认为是第3代DNA测序的基础,通过拉伸方法制备的玻璃基纳米孔具有更高的结构强度和更长的使用寿命.本文首先建立了纳米玻璃管分子动力学模型,然后通过分子动力学方法研究了熔融纳米玻璃管的拉伸特性,为玻璃基纳米孔的制备提供理论依据.模拟结果首次揭示了5 nm尺度纳米玻璃管拉伸过程的应力应变关系;统计了不同应变率下的纳米玻璃管内、外径的变化规律.结果显示:纳米玻璃管内径在弹性变形阶段收缩较快,塑性变形阶段收缩相对较慢,断裂过程中纳米玻璃管停止收缩,其管径不变.基于上述规律可知,在应变率越低的情况下,弹性变形和塑性变形阶段相对越长,越有利于纳米玻璃管的收缩.最后通过一维拉伸进给系统实验对上述模拟规律进行验证.文章对熔融纳米玻璃管拉伸成型影响因素的分析,对实际加工制造过程具有指导意义.     

水热/溶剂热法形貌控制合成铜基微纳米晶体颗粒材料的研究进展

简述了利用水热/溶剂热法合成铜基微纳米晶体颗粒材料的最新研究进展。介绍了氧化亚铜、碱式碳酸铜、碱式钼酸铜、碱式氯化铜、碱式磷酸铜等铜基微纳米材料的合成方法。对铜基微纳米晶体颗粒材料生长机理和形貌控制合成进行了分析,获得了对铜基微纳米晶体颗粒材料生长规律的一般性认识,实现了在水热/溶剂热条件下对铜基微纳米晶体颗粒材料生长的形貌控制合成。     

锌纳米颗粒的制备及其应用

在干法室温条件下,以锌粉为原材料,通过滚压振动研磨法制备锌纳米颗粒,经过表征发现研磨11h后的锌纳米颗粒,分散性好,粒度均匀。将该锌纳米颗粒应用到制氢过程中,以氩气为载气携带水蒸气进入反应器,与预热的锌纳米颗粒接触,发生水解反应,生成氢气和氧化锌纳米结构。利用气相色谱仪检测可知,氢气的生成速率最高可达184mL/min。利用能量发射谱图和透射电镜检测可知,固体产物为棒状和块状混合的氧化锌纳米结构,在可见光区有着优异的吸光特性,尤其在波长大于400nm的范围内,吸收因子明显高于商业纳米氢化锌和锌纳米颗粒。     

AYSZ涂层的制备及显微结构与性能研究

采用振动研磨方法对喷涂前驱体(6%Al2O3-7%YSZ混合粉体)进行研磨处理,并通过XRD和TEM对研磨后的混合粉体进行表征.利用大气等离子喷涂技术,分别对研磨过的前驱体和7%YSZ粉体进行喷涂,制备了新型AYSZ涂层和常规YSZ涂层,采用SEM,XRD和EDS等测试方法,研究了这两种涂层的显微组织及相组成.研究结果表明:前驱体颗粒经过振动研磨后,产生大量的应变和位错等缺陷,使材料处于亚稳、高能活性状态.在等离子高温的诱导下,储存在材料内部的能量得以释放,使得AYSZ涂层的柱状晶粒尺寸减小至纳米级.相比于YSZ涂层,AYSZ涂层含有较多的c-ZrO2,提高了涂层的孔隙率、弹性模量和硬度等性能.     

镁铝纳米层状复合材料的简介

简单叙述镁基复合材料的研究现状,综述了层状金属复合材料的多种制备方法及其优缺点,并重点介绍复合轧制法来制备镁铝纳米层状复合材料。主要阐述镁铝复合相的表面自纳米化处理技术,特别是机械研磨技术的应用。展望了镁铝纳米层状复合材料的发展前景。     

基于SPM与DIC技术的应变场测量改进方法

微纳米尺度下的应力/应变测量方法是实验力学研究的重要方向之一.现有的许多研究忽略了待测试件表面的散斑图质量、系统随机误差、计算流程等因素对最终的应变场测量精度的影响.围绕基于扫描探针显微镜的数据图像相关技术实现过程,提出科学的评估准则、优化位移场计算方法.实验结果表明,所提出的应变场计算方法在精度控制方面的性能得到显著...     

自组装Ag纳米颗粒的表面等离子体共振及其对CdSe量子点的荧光增强效应

采用柠檬酸三钠还原硝酸银的方法制备了Ag纳米粒子溶胶,利用静电自组装技术制得单分散Ag纳米颗粒薄膜.研究了该Ag纳米颗粒薄膜的光学特性,通过改变反应物浓度和后期的热退火温度,有效调控了Ag纳米颗粒尺度和其在外场作用下产生的表面等离子体共振(SPR)特性.将所制备的Ag纳米颗粒薄膜与CdSe量子点耦合,利用SPR对荧光的...     

湿法超细研磨中α-氧化铁机械力化学效应研究

粉体在机械研磨时会发生机械力活化现象.本文对湿法超细研磨条件下颜料级α-Fe2O3的机械力化学效应进行了研究.通过对不同研磨时间样品的粒度、XRD分析、SEM分析以及颜料性能的测试,对α-氧化铁粉体机械力化学效应进行了表征和分析.结果表明,颜料级α-Fe2O3颗粒在湿法超细研磨体系中,其颗粒分散性明显提高,但表观粒度变化不大,原级粒度随着研磨时间的延长有部分颗粒出现增大现象;晶体的显微应变和晶粒尺寸都随着研磨时间的延长而先减小后增大,这表明颗粒在湿法研磨的过程中发生了机械力活化现象.另外,在湿法机械力超细研磨体系中颜料级α-Fe2O3颗粒的遮盖力明显提高,亮度、红色度小幅度降低,而黄色度略有增加.分析认为这是由于机械力活化后的α-Fe2O3在水中溶解度增大,然后再在其它颗粒表面重新结晶的结果.     

同步辐射的基本知识第二讲同步辐射中的衍射术及其应用（五）

5纳米材料中微结构的表征和研究 纳米材料是一个不十分明确的概念，可能是纳米大小、纳米尺度、纳米颗粒或纳米晶粒材料的通称，所谓纳米级材料是大小、尺度、颗粒或晶粒在1-100nm范围的材料。