纳米钛基杂化材料对水性环氧涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的 研究不同纳米钛基杂化材料含量对水性环氧树脂涂层组织结构和耐腐蚀性能的影响。方法 以纳米钛基杂化材料为填料,采用物理共混法对水性环氧涂料进行改进,通过铅笔硬度测试、十字划格附着力测试、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电化学测试以及盐雾试验等方法对涂层的力学性能、微观形貌、组织结构及耐蚀性能进行检测。结果 随着纳米钛基杂化材料含量的增加,涂层硬度逐渐上升,由HB变为3H,并且涂层的附着力保持为0级,同时涂层的防腐性能随纳米钛基杂化材料含量的增加先增强后减弱。当纳米钛基杂化材料质量分数为10%时,涂层最为致密,涂层的腐蚀电位最高,为-1.024 9 V,腐蚀电流密度最小,为8.09×10^-8A/cm²,涂层低频部分的阻抗模值最大,为7.6×10⁵?·cm²,较纯水性环氧树脂涂层提升了3倍,并且在60d的盐雾试验后涂层表面状况最佳,表现出良好的防腐性能。结论 纳米钛基杂化材料可以明显改善环氧树脂乳胶颗粒团聚的现象,提升涂层的致密性,增加涂层的铅笔硬度,增强涂层的防腐性能。     

MoO3纳米有机溶胶的制备与光致变色性质研究

采用表面活性剂CTAB对MoO3水溶胶中的纳米粒子进行表面修饰，通过正戊醇萃取制备了MoO3纳米有机溶胶，对制备有机溶胶的条件进行了系统地研究。TEM分析表明，MoO3纳米粒子呈球形，粒径约为40nm，粒度分布均匀。ED分析表明，MoO3纳米粒子为多晶结构。UV-VIS分析表明，MoO3纳米有机溶胶具有较好的光致变色特性。     

基于光固化超支化聚氨酯的SiO2/TiO2有机无机杂化涂料的制备及表征

对自制的多羟基超支化聚氨酯进行改性,制备了超支化杂化聚氨酯和光固化超支化聚氨酯,采用傅立叶红外光谱和核磁共振氢谱对预期产物进行表征,然后与不同比例的正硅酸乙酯和钛酸正丁酯共混水解,得到一系列光固化超支化有机无机杂化溶胶。用原子力显微镜表征了杂化涂层的表面形貌,并测试了涂层的物理性能。结果表明:杂化涂层的表面质量随无机物含量的增加而变差,SiO2杂化涂层的表面质量优于TiO2杂化涂层,其混合杂化涂层的表面质量介于两者之间;杂化涂层的摆杆硬度随着无机物含量的增加而增大,超支化SiO2杂化涂层的性能较好。     

BaZr_xTi_(1-x)O_3陶瓷的制备及性能研究

采用固相法制备不同Zr含量掺杂的Ba Zr_(x )Ti_(1-x )O_3陶瓷,并对其晶体结构、显微形貌、介电和铁电性能进行研究。结果表明,所得陶瓷均为单一钙钛矿结构,未出现杂相。SEM分析表明,随Zr含量的增加,材料的晶粒尺寸显著长大,说明Zr对晶粒长大有促进作用。Zr含量对陶瓷的介电常数有明显的影响,当x=0.15时,ε_r最大,例如在频率为3 MHz时,ε_r达到4900左右。铁电性研究表明,随Zr含量的增加,存在漏电流增大的趋势,使得铁电性恶化。除x=0.15的样品外,其余组分样品的剩余极化强度均随着Zr含量的增加而呈下降趋势,而矫顽场则随Zr含量的增加而增大。     

SiO2/PEG/PWA杂化质子交换膜的制备及性能研究

采用正硅酸乙酯(TEOS)和PEG400为先驱体通过溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(PWA)掺杂的SiO2/聚乙二醇(PEG)杂化质子交换膜,并采用FTIR、XRD、SEM对样品组成和结构进行了表征.研究表明质子传导率随PEG和PWA含量增加而增加,但是,PEG和PWA含量过多则不利子杂化材料的成型.综合考虑杂化膜的电导率和成膜性能,PEG30PWA20的组成最为理想,其室温质子电导率为6.125×10-5 S·cm-1.质子电导率随温度的变化规律未能符合Arrhenius方程,主要由于温度升高后杂化膜内水分子减少以及电极与交换膜的接触面阻抗增加造成.     

溶胶-凝胶法制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化材料研究

采用溶胶-凝胶工艺制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯(GPTMS/TEOS)杂化材料,用热失重(TGA)和动电位扫描(PDS)法研究了该材料的结构、耐热及防腐保护性能.结果表明：当GPTMS/TEOS=1/3(摩尔比)时,随H2O/Si摩尔比的增加,该材料的耐热性及防腐保护性能提高;用X射线衍射分析表明:该材料结构为非晶态结构.     

G(f)/HA-CS复合材料的制备及性能研究

以羟基磷灰石-壳聚糖(HA-CS)为基体,玻璃纤维G(f)为增强相,采用原位杂化法制备短玻璃纤维增强HA-CS基生物复合材料.研究交联剂、羟基磷灰石含量和玻璃纤维含量对复合材料性能的影响.采用红外吸收光谱、扫描电子显微镜和万能材料试验机对材料的结构和性能进行表征.结果表明:原位杂化法能制备性能较好的复合材料;用戊二醛交联改性复合材料可以明显增加其韧性和弯曲强度,使复合材料抗弯曲强度提高16%;当CS/HA=10/1(质量比)和玻璃纤维含量为1.5%时复合材料抗折强度达到极大值84.47 MPa;随玻璃纤维含量的增加,复合材料的断裂面由平整向多层断裂变化,材料的韧性有所提高.     

PZT5／（Mg0．5Zn0．5）Fe2O4复合材料的电磁性能

以PZT5和（Mg0.5Zn0．5）Fe2O4为原料，合成了不同配比的铁电／铁磁复相材料。XRD和SEM研究结果表明复相材料中只含有钙钛矿结构的PZT5和尖晶石结构的（Mg0.5Zn0.5）Fe2O4，无杂相生成，这说明共烧过程中两者没有发生明显的化学反应。介电频谱表明，相对介电常数随PZT5含量的增加而增加（测试频率在30MHz以下），介电温谱表明，居里温度随频率升高而向高温移动（其值分别为250，300，326，372℃）。电滞回线呈现了材料的漏电流较大的特点。磁滞回线表明，这种复相材料具有亚铁磁性，饱和磁化强度随铁氧体含量的增加而增加。性能测试表明，这种由PZT5和（Mg0.5Zn0.5）Fe2O4共同组成的复相材料对外同时表现出铁电性和铁磁性。     

MoO3纳米粒子水溶胶的制备与光致变色性质研究

采用沉淀法制备了MoO3纳米粒子水溶胶,对制备水溶胶的条件进行了系统地研究.TEM分析表明,MoO3纳米粒子呈球形,粒径约为60nm,粒度分布均匀;ED分析表明,MoO3纳米粒子为多晶结构.UV-VIS分析表明,MoO3纳米粒子水溶胶具有一定的光致变色特性.     

淬火与元素替代对Y-Ba-Cu-O系超导材料结构及性能的影响

本文采用X射线分析方法,研究了在不同淬火温度下YBa_2Cu_3O_7-δ超导材料的X射线衍射谱线和点阵常数的变化规律。发现在550℃以上温度淬火,YBa_2Cu_3O_7-δ超导材料,在液氮温区火去超导性能。在700℃以上温区淬火,出现BaCuOy非超导杂相。以Sr替代YBa_2CuO_7-δ相中的一部分Ba时,随Sr含量的增加,超导转变温度下降。X射线分析表明,这是由于氧在晶胞中的位置发生变化和微量失氧造成的。以稀土元素完全替代其中的Y,对结构和超导中点转变温度影响不大。     

CO气基还原MoO3制备MoC

MoC由于其独特的物理化学性能,是一种广泛应用于催化和电化学领域的材料。本文以高纯MoO3为原料在CO气氛中合成MoC。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和动力学曲线分析其反应过程。结果表明,MoO3向MoC的转变过程包含3个阶段:首先,MoO3被还原为MoO2;之后,MoO2继续与CO反应生成Mo2C。最后,Mo2C继续被碳化生成MoC,在过程中始终没有钼生成。MoO3与CO反应的终产物与反应温度有关,随着反应温度升高,MoO3与CO的反应速度加快;当温度上升到1043 K,最终的反应产物不是MoC而是Mo2C。     

一种新螺杆挤压法从6063铝合金和Mg混合颗粒制备Al/Mg复合材料

采用一种新的螺杆挤压法以AA6063合金和工业纯Mg混合颗粒为原料制备Al/Mg双金属复合材料。加入铝合金中的镁合量最高可达到12.5%（质量分数）。所制备复合材料由细小晶粒组织组成。其显微组织中除有原料中的物相外,还观察到由γ-Mg17Al12包围的岛状Al2Mg3金属间合物。复合材料的强度随Mg含量的增加逐渐增高。含Mg为10%复合材料的极限抗拉强度最高,超过350 MPa。断裂表面分析结果表明,增加Mg含量导致材料发生较严重的脆性断裂及断裂机制的较小变化。因此,应对挤压工艺条件进行进一步优化。     

宽温域下LaF3对镍基自润滑材料摩擦学性能的影响

为增强材料在宽温域下服役的稳定性及减少摩擦与磨损对材料性能的影响,采用Ni60合金粉末作为基体材料,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备出了不同LaF3含量的镍基自润滑复合材料。利用HT-1000型高温摩擦磨损试验机、GBS-SmartWLI白光干涉三维轮廓仪、SEM、XRD等对复合材料在大气环境下的宽温域摩擦学性能进行了研究。结果表明,所制备的镍基自润滑材料在宽温域下具有优良的摩擦学性能。复合材料摩擦系数与磨损率从200到800℃的范围内保持在一个较低水平。当LaF3的含量为6%(质量分数)时,平均摩擦系数在200到800℃之间为0.189到0.288且变化范围最小,在600℃下表现最低为0.189,平均磨损率在10-5mm3/N·m数量级,综合表现出最优的摩擦学性能。这是因为LaF3含量为6%的材料在高温下形成了SrSiO3、SrMoO4、La6MoO12等盐类,所形成的盐转移膜一方面防止了对偶材料表面直接接触,另一方面减小了接触薄层的抗剪切强度,从而显著地提高了宽温域环境下材料的稳定性。随着测试温度增加到800℃,由于高温氧化作用使得复合材料摩擦系数略微上升,但仍然保持在0.2左右的较低水平。     

In situ synthesis and phase analysis of low density O'-sialon-based multiphase ceramics

In situ formed low density O'-sialon-based multiphase ceramics were prepared by liquid-phase sintering method at 1400°C with Si3N4, SiO2 and Al2O3 as raw materials.Crystalline phases were identified by X-ray diffraction(XRD).The quantitative phase analysis was finished by matrix-flushing method and the substitution parameter x value of O'-sialon was estimated.The effects of sintering additives on the phase composition of the material were studied.The results show that, when using Y2O3 alone, Al6Si2O13 phase...     

MoO_3包覆对锂一次电池CuF_2正极材料性能的影响

通过球磨CuF_2和MoO_3的混合物,制成CuF_2/MoO_3复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究CuF_2/MoO_3复合材料的结构和电化学性能.结果表明:MoO_3晶粒均匀地附着在CuF_2的表面,形成均匀的导电网,从而使制备的CuF_2/MoO_3复合材料具有高导电性,可作为锂一次电池正极活性材料.以0.1C倍率放电,截止电压为1.5 V,CuF_2/MoO_3复合材料放电比容量高达483mA·h/g,放电电位平台为2.5 V,明显高于CuF_2正极材料的278 mA·h/g,接近其理论容量528 mA·h/g.     

热压B4C—C陶瓷复合材料的组织与性能

研究了添加游离碳含量对碳化物粉末的热压烧结行为及对Ｂ４Ｃ－Ｃ陶瓷的强度和断裂韧性的影响,用Ｘ射线衍射,扫描电镜对烧结的成分,显微结构和断裂行为进行了分析讨论,结果表明,在一定的热压条件下,添加７％Ｃ（质量分数）的碳化颗烧结体的相对密度可高达９８．５％,断裂韧性为７．６５ＭＰａ．ｍ＾１／２弯曲强度仍能达４６０ＭＰａ通过成分及断口形貌观察,由于晶界Ｃ对晶界的弱化及晶界的分层诱韧化作用使裂纹偏转,钝化可     

Failure mechanisms in metal/metal hybrid nanocrystalline microtruss materials

New types of hybrid nanocrystalline cellular materials can be created by electrodepositing ultra-high-strength nanocrystalline sleeves on microtruss cores. Electrodeposition creates an interconnected network of nanocrystalline tubes that controls the mechanical properties of the cellular hybrid. Although they have exceptional mechanical properties, the hierarchical structure of these materials means that there is a complex set of mechanisms involved during failure, including inelastic buckling of the composite nanocrystalline struts and nanocrystalline sleeve fracture. This study uses a combination of finite-element and experimental methods to investigate the effect of material and architectural failure on the compressive strength of nanocrystalline Ni-reinforced aluminum microtrusses.     

Ti2AlNb合金微弧氧化电解液优化及耐磨性研究

目的优化Ti_2AlNb合金微弧氧化的电解液配方,提高Ti_2AlNb合金微弧氧化膜的耐磨性。方法借助SEM、EDS、XRD研究硅酸盐-磷酸盐电解液体系中Na_2MoO_4浓度对Ti_2AlNb合金微弧氧化膜形貌、成分及相结构的影响。利用CFT-I型磨损试验机测试不同微弧氧化膜的摩擦磨损性能。结果电解液中添加Na_2MoO_4后,微弧氧化膜的生长速率增加,膜层中出现了Mo元素且含量也逐渐增加。Na_2MoO_4的加入降低了Ti_2AlNb合金微弧氧化膜的摩擦系数及比磨损率,但微弧氧化膜的耐磨性并非随Na_2MoO_4含量线性提高。含6 g/L Na_2MoO_4的体系中,微弧氧化膜摩擦系数低至0.25左右,比磨损率仅为1.20×10~(-3) mm~3/(N·m),表面呈轻微磨粒磨损特征。结论电解液中的Na_2MoO_4参与了成膜过程,对Ti_2AlNb合金微弧氧化膜的生长有显著的促进作用,有效地改善了Ti_2AlNb合金微弧氧化膜的耐磨性。     

树脂基摩擦材料耦合机理研究

目的提高树脂基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能。方法利用纤维的协同耦合效应制备混杂纤维增强材料,通过正交实验法设计配方,探究混杂纤维对摩擦材料性能的影响。借助扫描电镜对磨损表面和磨屑的微观形貌进行分析,使用能谱分析其元素组成,以探究摩擦材料的耦合机理。结果混杂纤维含量从8%增加到10.5%,摩擦材料的洛氏硬度和剪切强度分别维持在50～75 HRB、11.5～16.5 MPa适宜范围内,其中S3试样的洛氏硬度最大,为71 HRB,S4试样的剪切强度最大,为16.1 MPa。混杂纤维的交叉耦合效应决定了摩擦材料的机械性能。碳纤维在接触表面形成一层转移膜,发挥着润滑降温的作用,对摩擦材料的摩擦系数及磨损率均影响最大。结论转移膜的形成可有效缓解热衰退现象。适宜含量的混杂纤维可使摩擦表面形成连续的转移膜,且粒径细小的磨屑可提高转移膜的自洁性,从而降低摩擦材料的磨损率。磨损机理也由磨粒磨损和粘着磨损转变为多种机理综合的磨损形式。     

Grain size dependent alumina fracture mechanics stress intensity

Various grain size dependent hardness test results obtained on alumina materials are brought together on a Hall–Petch (H–P) inverse square root of grain diameter basis to illustrate the normal expectation of greater strengthening for finer grained material, not unrelated to the observation that structural ceramic materials are employed often in a very much finer grain size condition than counterpart structural metals and alloys. Here, the H–P dependence is shown to carry over to describing recent, mutually confirming, hardness-based measurements of the fracture mechanics stress intensity of alumina materials at small grain sizes. The somewhat surprising dependence relates to the frequent observation that an increase in plastic flow strength of a structural material is associated with a decrease in its fracture toughness. For the case of strengthening by grain size refinement, however, the fracture stress of a material is raised more than the plastic flow stress and so greater local plastic work is required for fracturing.