选择性激光烧结成型铜基复合材料制件及其性能表征

将Cu粉与Sn Bi58合金粉末、松香粉末混合后进行选择性激光烧结(SLS)成型及脱脂、熔渗等后处理,用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)、光学显微镜(OM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)对粉末原材料、烧结试样和熔渗处理后试样的组织形貌、热性能及物相组成进行分析和表征。研究表明,球形度较好、粒径较大的Cu粉激光烧结性能更好,与Sn Bi58颗粒形成较多的烧结颈。Cu基复合材料试样的SLS成型过程为液相烧结机制:激光烧结过程中Cu颗粒不熔化,Sn Bi58合金粉末受热熔化形成液相,润湿、包覆并黏结Cu颗粒。经熔渗处理后,试样中的Cu粉部分转变为表面包覆Sn层的Cu3Sn相,空隙处由金属Bi填充,大幅提高制件的致密性和硬度。     

表面活性剂对CoFe2O4纳米颗粒结构和磁性的影响

以1,2-十六烷二醇(HDD)作为表面活性剂,采用热分解方法制备CoFe_2O_4纳米颗粒。利用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计对CoFe_2O_4纳米颗粒的结构、表面形貌和磁性进行分析,研究HDD对CoFe_2O_4纳米颗粒的结构和磁性的影响。结果表明,通过HDD的加入,可提高CoFe_2O_4纳米颗粒的分散性,调控CoFe_2O_4纳米颗粒的形状和尺寸。随着CoFe_2O_4纳米颗粒尺寸的减小,样品的矫顽力和饱和磁化强度降低。     

纳米α-Fe2O3的制备及其催化高氯酸铵热分解

采用高温水解相转化法制备了纳米级的α-Fe2O3催化剂, 比较了NaOH、(NH4)2CO3以及尿素三种沉淀剂的作用效果. 对制得样品的尺寸、形貌和晶型等使用纳米粒度仪、透射电镜(TEM)以及X射线衍射仪(XRD)进行分析测试, 结果表明各个样品均为粒度分布均匀、分散性很好的α-Fe2O3纳米粒子. 将纳米催化剂按1.0wt%加入高氯酸铵(AP)中, 对混合物进行差热分析仪(DTA)分析, 发现添加有纳米α-Fe2O3催化剂样品的AP的分解峰有明显的提前. 其中, 以添加用尿素为沉淀剂的样品(粒度最小)的AP分解峰提前最多, 高、低温分解峰提前分别达到了78℃和9.66℃. 对以尿素为沉淀剂时催化剂粒径较小的情况进行了分析, 并解释了该纳米粒子对AP的热分解催化作用较大的原因.     

纳米CuO的制备及其在微孔装药中的应用

采用常温固相反应法在聚乙二醇2000作为分散剂条件下制备了纳米Cu O,用超声共混法制备了纳米Al/Cu O。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对所制备样品的性能进行表征和分析。结果表明:制备的纳米Cu O结构形貌统一,类似八面体结构,一次粒径在30nm左右,和球形的纳米Al粉混合均匀,形成纳米Al/Cu O,团聚后在100~200nm之间,差热分析(DTA)其放热量为2 798J·g-1。将纳米Al/Cu O配制成含能油墨,用喷墨打印装置实现了药室直径为0.7mm、厚度为1mm的10×10阵列装药,并研究了纳米Al/Cu O在微孔装药中的应用。结果表明,纳米Al/Cu O在微孔中能稳定燃烧,燃烧时间在微秒级,火焰长度约为2~4cm,燃速约为0.142 9m/s。     

铝纳米粒子的液相化学还原法制备与表征

分别以聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇二甲醚(NHD)作为分散稳定剂,均三甲苯作溶剂,通过氢化铝锂还原氯化铝,用液相化学还原法制备铝纳米粒子(AlNPs)。采用激光粒度分析(LPSA)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)研究了AlNPs的粒度、形貌、尺寸、成分、结构特点及活性等。结果表明:PEG作分散稳定剂制备的PEG/AlNPs平均粒径可达67.7 nm,但分散性较差;当NHD与AlNPs的质量比为1.11时,制得的NHD/AlNPs平均粒径为23.4 nm;AlNPs属立方晶系,表面包覆有分散稳定剂。     

溶剂-非溶剂法制备纳米FOX-7及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及两者的混合物为溶剂,通过溶剂-非溶剂法制备了纳米1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)。通过场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对所制备的纳米FOX-7的形貌、物相、结构和热性能进行了表征,并对样品的感度进行了测试;在此基础上,研究了溶剂、表面活性剂对纳米FOX-7性能的影响。结果表明:所制备的纳米FOX-7平均晶粒尺寸小于30 nm。添加表面活性剂有助于降低纳米FOX-7的晶粒尺寸及颗粒尺寸,提高其粒度分布均匀性,改善其分散性。与原料相比,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度提高,两个分解放热峰之间温度范围变窄,能量释放效率及分解焓有较大的提高,撞击感度与摩擦感度明显降低。当采用混合溶剂并添加表面活性剂OP-10和Tween 20时,所制备的纳米FOX-7的初始分解温度都提高近15℃,分解焓分别提高了4.97%,4.65%,摩擦感度降低了66.7%,50.0%。     

TiAl合金纳米粉末的自悬浮定向流法制备

采用自悬浮定向流方法制备了TiAl合金纳米粉末,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子能谱仪(EDS)对TiAl合金纳米粉末进行表征,并考察熔球蒸发温度对纳米粉末结构的影响。结果表明,TiAl合金纳米粉末基本上呈球形,平均颗粒尺寸小于100 nm,Ti/Al原子比(43:57)接近设计值(48:52),主要成分为Ti3Al相。TiAl合金纳米粉末的颗粒尺寸和相组成受蒸发温度影响。     

纳米Al2O3颗粒的分散机理研究进展

纳米Al_2O_3浆料容易形成絮凝团聚,使其应用在很大程度上受到限制,故稳定并分散纳米Al_2O_3颗粒显得至关重要。综述纳米Al_2O_3颗粒分散机理的研究进展以及发展现状,详细介绍六偏磷酸钠(SHMP)的静电稳定机制、聚乙二醇(PEG)的空间位阻稳定机制、聚丙烯酸钠(PAAS)的静电和空间位阻共同稳定机制。通过3种不同的分散机制使悬浮液稳定,避免浆料中纳米Al_2O_3颗粒发生团聚。最后对未来纳米Al_2O_3颗粒分散性方面的研究工作进行展望。     

多孔硫化铜纳米管的自牺牲模板制备方法及其微波吸收性能

以[Cu(tu)]Cl·1/2H2O纳米线作为自牺牲模板在室温下成功制备出形貌良好、纯度高的多孔硫化铜纳米管(PCSNTs)(硫脲=Tu)。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)和矢量网络分析仪(VNA)对样品的晶体成分和晶相结构、化学元素价态、微观形貌、元素种类和电磁参数进行分析测定。根据传输线理论,计算样品的反射损耗RL;同时,对PCSNTs/石蜡复合物的微波吸收机理和PCSNTs的形成原理进行分析讨论。结果表明,PCSNTs/石蜡复合物在厚度为2.2 mm时,表现出极强的微波吸收能力(在15.67 GHz时,RL=-45.02 d B),有效吸收(RL﹤-10 d B)频宽为4.75 GHz(13.25 GHz~18.00 GHz)。本制备方法简便快捷,产品纯度高、形貌均一,可用于工业化生产。自牺牲模板法是一种制备中空纳米结构的策略。     

Cu/Al复合材料的制备及其对RDX热分解性能的影响

为了改善铝粉的表面氧化,提高其对含能材料热分解的催化作用,以电爆炸铝粉和二水合氯化铜(CuCl_2·2H_2O)为原料,利用置换反应法,实现了纳米铜粒子在铝粉表面的快速沉积,制备了包覆均匀的Cu/Al复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X?射线粉末衍射(XRD)、电子能谱(EDS)等对其结构和形貌进行了表征。在不同的升温速率下测试了Cu/Al复合材料与黑索今(RDX)(质量比1∶5)混合物的DSC曲线。计算了该混合物热分解反应的动力学参数。结果表明,电爆炸铝粉表面的氧化层通过氟化铵的刻蚀作用被剥离,复合材料含有单质铝和单质铜晶相,无氧化铜及氧化铝晶相,纳米级铜颗粒均匀包覆在铝粉表面,复合材料粒径为200～500 nm。加入Cu/Al复合材料后,RDX的初始分解温度和分解峰温分别降低8.51℃和26.43℃,分解热提高296 J·g~(-1),热分解活化能降低19.19 kJ·mol~(-1),表明Cu/Al复合材料可促进RDX的热分解行为。     

水热法制备钨酸铋及其光催化和电催化性能的研究

以H2WO4、NaOH和Bi(NO3)3·5H2O为原料,通过调节不同pH值和添加表面活性剂CTAB,采用水热法制备出不同形貌的钨酸铋粉体。利用XRD、SEM、UV-Vis对Bi2WO6粉体进行表征。结果表明:pH值对钨酸铋的物相、形貌和光催化和电催化性能均有较大影响;当pH=9.5得到的Bi2WO6粉体结晶度高,禁带宽度为2.61 eV,电催化的可逆性较好,氧化还原电位差仅为0.109 V,光催化活性较高;400 W金卤灯40 min照射下,罗丹明B的降解率达到93.96%。     

高频等离子体法制备纳米氧化铋

采用高频等离子体为热源,以普通微米级氧化铋粉体为原料制备高纯氧化铋纳米粉末。用X射线衍射仪、透射电镜和X射线小角散射法(SAXS)对高纯氧化铋纳米粉结构、形貌、粒度及其分布进行表征;用BET吸附法测定比表面积,并测定其红外和紫外吸收性能。结果表明,高频等离子体法制备纳米氧化铋为正方晶系的Bi2O3,中位粒径17.5 nm,粒径范围分布在1~50 nm,比表面积为47.73 m2/g,禁带宽度为2.25 eV。     

CuCr机械合金化工艺的研究

采用机械合金化方法由 Cu和 Cr单质粉 (按重量比 1∶ 1混粉 )合成 Cu Cr合金粉。采用 X-射线衍射测试粉末的物相组织 ,扫描电镜分析粉末的微观形貌、各成份的含量以及元素的面分布 ,着重分析机械合金化工艺参数对 Cu Cr机械合金化工艺的影响。结果表明 :球磨速度是影响 Cu Cr机械合金化工艺的主要因素 ,随球磨速度的增加 ,机械合金化效果显著 ;无论在各种不同的工艺参数的条件下 ,随球磨时间的延长 ,粉末都逐渐细化 ,Cu、Cr两相分布逐渐均匀 ,但合金化效果不明显 ;球料比对 Cu Cr机械合金化影响比较复杂 ,一般来说 ,在其它工艺参数相同的条件下 ,随球料比增加 ,机械合金化效果增强 ;只是在较长球磨时间下球料比为 1 0∶ 1时才出现突变     

化学共沉淀工艺制备钛酸锶钡纳米粉体

以硝酸钡、硝酸锶、草酸和钛酸丁酯为原料,采用草酸盐共沉淀法制备草酸氧钛锶钡(BSTO,Ba0.6Sr0.4TiO(C2O4)2·4H2O)前躯体粉体,将该前躯体800℃煅烧4h得到钛酸锶钡(BST,Ba0.6Sr0.4TiO3)纳米粉体。用差热分析仪研究BSTO的热分解过程,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究钛酸锶钡粉体的相组成和微观形貌。结果表明:BSTO前驱体的热分解过程可以分为失去结晶水、草酸氧钛跟(TiO(C2O4)22-)分解和BST结晶化3个阶段;所制备的钛酸锶钡粉体为高纯立方晶相,粉体呈类球状,平均粒径约为100nm。     

石墨炉原子吸收光谱法测定纯铜中的痕量铅和铋

为控制纯铜中杂质元素的指标,准确测定其中痕量元素铅和铋的含量十分必要。采用铜作为基体改进剂,可提高灰化温度和原子化温度。选择纯铜样品进行试验测定铅和铋的相对标准偏差分别为6.32%和3.53%。石墨炉原子吸收光谱法测定纯铜中痕量铅和铋,方法可靠,简单快速。     

钨粉表面化学镀镍工艺研究

通过对W粉粒径、络合剂组成、W粉装载量等对W粉表面化学镀Ni的镀层形貌、Ni的利用率和镀速的影响研究,得到了Ni含量可控的W粉表面化学镀Ni的优化工艺参数。然后将制得的Ni包覆W粉与一定比例的Cu粉混合,通过放电等离子烧结（SPS）方法制备了67W-25Cu-8Ni合金,并利用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对67W-25Cu-8Ni合金进行了分析。研究结果表明：当W粉粒径为4~6 μm,络合剂为焦磷酸钠60 g/L、三乙醇胺100 g/L和柠檬酸三钠8 g/L时,可以得到包覆紧密、完整均匀的化学镀Ni层,并且可以通过改变装载量控制W-Ni复合粉末中Ni的质量百分比;以化学镀W/Ni复合粉末为原料,通过SPS烧结制备的67W-25Cu-8Ni合金中,W/Ni/Cu界面形成了冶金结合,与W-Cu合金相比,烧结致密度大大提高,达到了97%.     

FeS2-CoS2多相硫化物正极材料电化学性能研究

采用物理机械混合法制备了热电池用FeS₂-CoS₂多相正极材料,并探索了Fe、Co含量对热电池放电性能的影响。利用X射线衍射、扫描电镜获得混合硫化物的成分、结构以及表面形貌。实验结果表明：与单相正极材料相比,Fe/Co复合材料不仅保持了FeS₂高电压的优势,又在一定程度上延长了热电池放电时间;扫描电镜结果显示正极材料放电前后的形貌发生了变化,Li⁺通道随着反应的进行被产物覆盖而减少;当Fe/Co比为1∶4和1∶0.25时,单体电池放电的最高电压分别为1.67 V和1.72 V,且当截止电压为1.25 V时,放电比容量分别为250.7 mA·h/g和167.1 mA·h/g,高于其他比例的多相硫化物。     

2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡嗪的合成与表征

以2,4,6-三硝基氯苯与2,6-二氨基吡嗪为原料,经过缩合、硝化两步反应,合成了一种新化合物2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡嗪(BPNP),总收率为47%。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、质谱(MS)对产物进行了表征。确定了以异丙醇为溶剂,吡啶为催化剂时的产率最高;以V(H_2SO_4)∶V(HNO_3)=4∶1,反应温度50℃,反应时间3h,硝化效果最佳。热重分析(TG)和差示扫描量热结果表明,该化合物的热分解温度为374.3℃,热稳定性与2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)相当。用MonteCarlo方法估算其理论密度为1.82g·cm~(-3),用Kamlet-Jacobs公式估算其爆速为8.13km·s~(-1),爆压为28.25GPa;采用Miroslav的静电势预估撞击感度的方法,对目标结构进行了稳定性预算,其撞击感度H_(50)的计算值为83cm。理论计算结果说明该材料密度和爆压均高于PYX,具有一定的应用研究价值。     

冲击片雷管爆炸箔的制备与电爆性能

为了提高爆炸箔起爆系统的能量利用率,采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术和皮秒激光微加工系统,制备了Cu、C u/Au、C u/Al/Ni三种爆炸箔,并利用自制起爆回路对其电爆性能进行了研究,结果表明,在充电电压为2000,2500 V时,C u爆炸箔在电爆过程中能量利用率较高;在此电压下对三种爆炸箔的性能进行了对比测试,得到在相同的充电电压下Cu/Al/Ni、Cu/Au、C u爆炸箔的爆发电流C u/Al/NiC u/AuC u,且充电电压为2500 V时C u/Al/Ni爆发电流比C u增长了36%,2000 V下比C u增长了15%;在充电电压2500 V时利用高速摄影法对三种爆炸箔电爆时产生的等离子体羽进行了观测,结果表明,等离子体羽的尺寸Cu/Al/NiCu/AuCu。在相同的起爆条件下Cu/Al/Ni爆炸箔更利于爆炸箔起爆系统低能化研究