天然热释电材料电气石的微结构及对水的pH值影响机理的研究

以新疆产天然电气石为原料制备了电气石微粉,利用X射线衍射仪、扫描电镜、高分辨电镜、pH酸度计研究了电气石的物相、微结构特点和电气石对水酸度及其随温度变化的影响.结果表明,电气石单个微粒为单畴的铁电体,可视为电偶极子;利用电气石微粉可以使水的酸度呈弱碱性;电气石对水酸度的影响随温度的变化进一步佐证了电气石的热释电性,并探讨了电气石对水作用的可能机理.     

天然矿物电气石产生空气负离子性能研究

以桂林电气石和阿尔泰电气石为原料，研究了它们产生的空气负离子性能。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜对这两种电气石进行了分析表征。结果表明：桂林电气石为铁电气石，平均能够产生空气负离子692个／cm^3，相对增加空气负离子394个／cm^3；阿尔泰电气石为铁镁电气石，平均能够产生空气负离子935个／cm^3，相对增加623个／cm^3；两种电气石吸收或辐射的主要红外波段基本一致，都存在比较多的红外活性键，但是阿尔泰电气石在7．39gm处多出现了一个B-O键辐射或吸收峰。     

天然矿物功能晶体材料电气石的研究进展

电气石是人类发现最早的压电、热释电材料,近年来的研究发现电气石具有辐射红外线、释放负离子、抗菌、除臭以及对水具有净化和优化作用,本文综述了天然矿物电气石功能晶体材料的研究进展,介绍了国内外有关电气石开发应用的情况,提出了进行相关性能机理研究的课题.     

电气石矿物材料的特性

电气石矿物材料具有释放负离子、发射远红外线、吸附重金属离子等特殊性质，在环保、医疗、化工等领域具有广阔的应用前景。本文总结了电气石矿物材料热膨胀、负离子释放、Zeta电位、金属离子吸附、远红外线辐射等性能的测试数据，并在此基础上从微观角度分析了这些性能的产生机理，为其进一步的应用开发研究提供基础数据．     

退火温度对PVDF薄膜结构的影响及其性能研究

通过拉伸工艺,在不同的退火温度下,制备了PVDF薄膜,用XRD分析了退火温度对拉伸PVDF薄膜β相含量的影响.实验结果表明,退火温度为120℃时,β相的含量达到最大值,薄膜呈现明显的铁电性,矫顽场接近1.0mV/cm,电位移D为5μC/cm2.在25℃时,薄膜的热释电系数p为0.3×10-8C/cm2·K.     

PZT含量对PZT/PVDF复合材料性能的影响

采用流延工艺,在ITO玻璃衬底上制备了不同质量分数的锆钛酸铅(PZT)/聚偏氟乙烯(PVDF)热释电复合材料。采用X射线衍射方法对复合材料极化前后的物相变化进行了对比分析,通过扫描电子显微镜分析了不同PZT质量分数复合材料的界面特征。从热释电探测器件的实际要求出发,利用介电阻抗测试仪、动态法热释电系数测试系统等仪器系统地测试了复合材料体系中PZT含量对材料热释电性能和介电性能的影响。结果显示,在PZT质量分数为50%时,制得了热释电系数p为4.1nC/(cm2.K)的性能优良的热释电复合材料。     

团簇对粉末热挤压铝基复合材料力学性能的影响

为明确晶须团簇行为对材料力学性能的影响,采用粉末热挤压法制备了硼酸镁晶须增强铝基复合材料,对不同含量的晶须增强铝基复合材料进行了力学性能测试,并基于载荷传递模式提出相应的模型对材料强度进行预测.结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,团簇加剧;当晶须体积分数大于10%时,材料力学性能降低;提出的模型考虑了团簇因素,成功预测了复合材料的实验强度.     

团簇大小对Fe－Ag和Co－Ag包埋团簇形貌及结构的影响

利用蒸发－气体－聚集（ＥＧＡ）共沉积方法，在有方华膜的电镜载网上制备了Ｆｅ－Ａｇ及Ｃｏ－Ａｇ系列纳米磁性包埋团簇，通过控制蒸发电流等沉积条件，获得了不同团簇大小的样品。ＴＥＭ／ＥＤ分析表明，当样品中Ｆｅ（Ｃｏ）团簇尺寸较小时（分别为１０ｎｍ和２０ｎｍ），样品形貌表现为Ｆｅ（Ｃｏ）团簇弥散地分布在Ａｇ膜基质中，形成了Ａｇ膜对Ｆｅ（Ｃｏ）团簇的分隔与包埋；其结构分别为Ｆｅ、Ａｇ多晶和Ｃｏ、Ａｇ多晶共存的形态。而当Ｆｅ（Ｃｏ）团簇尺寸较大时（分别为９０ｎｍ和５０ｎｍ），样品中Ａｇ原子也相对聚集，Ａｇ膜没有形成对Ｆｅ（Ｃｏ）团簇的完全包裹，在形貌上Ｆｅ－Ａｇ样品呈现为“串状”，Ｃｏ－Ａｇ样品呈现为“花瓣状”；而在结构上则都表现为非晶形态     

电气石晶体微粉对酸溶液pH值和电导率的影响

系统地研究了电气石晶体微粉的粒度、质量分数及环境条件(pH值、温度、搅拌情况)对盐酸溶液pH值、电导率的影响,采用X射线衍射仪和红外光谱分析仪分析了电气石的作用原理.结果表明,在酸性条件下电气石微粉没有发生晶型变化,利用其永久极化、表面吸附和离子交换来调节溶液pH值和电导率.本文的实验结果为电气石晶体微粉在水处理、保健纺织品等方面的应用奠定了基础.     

电气石的环境功能属性及应用

电气石具有永久性自发极化效应,由于电气石颗粒周围存在静电场,从而使电气石具有发射远红外线、释放负离子、电磁屏蔽和水处理等优良的环境功能属性.本文概述了电气石的远红外、释放负离子、电磁屏蔽、水处理等环境功能属性以及当前国内外在这些领域的应用研究动态.阐述了电气石矿物物化特性与应用之间的关系,并展望电气石的应用前景.     

电气石晶体穆斯堡尔谱特征的聚类分析

利用穆斯堡尔谱,对比研究了广西、河北、内蒙、新疆等地电气石晶体中Fe离子的微观结构特征.首次尝试利用聚类分析的方法来揭示电气石晶体中Fe离子的价态和占位特征.研究结果表明,不同电气石的分类特征明显:河北、广西、内蒙电气石的穆斯堡尔谱特征类似,Fe离子具两种价态,分别占据Fe2+(Y)、Fe2+(Z)、Fe3+(Y)位;新疆电气石中Fe离子呈二价,主要占据Y位及在Y-Z位出现次近邻效应.     

电气石/ZnO复合材料光催化机制

采用一步水热法制备电气石/ZnO的复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、UV-Vis DRS对样品的结构、形貌和光学性能进行表征。在可见光照射下,以酸性品红为降解物,研究电气石/ZnO复合材料的光催化性能,并通过动力学模型模拟酸性品红被降解的过程。结果表明:电气石加入并没有对ZnO的花瓣形貌产生影响,但对其光催化性能影响很大。随着电气石含量的增大,光催化性能先增长后降低。当电气石含量为5%(质量分数)时,光生电子-空穴复合概率降低,禁带宽度也下降,羟基自由基(·OH)的浓度增大,光催化效率达到最大96.62%,并且发现ZnO和电气石/ZnO复合材料的催化降解遵循一级动力学模型。     

电气石/壳聚糖复合纤维的表征及细胞相容性

以壳聚糖为基体,电气石为分散相,采用溶液纺丝法制备电气石/壳聚糖复合纤维,利用光学显微镜、扫描电镜以及红外光谱仪对材料进行表征。电气石/壳聚糖复合纤维与人骨肉瘤细胞株（MG63）体外共培养,初步评价了材料的细胞相容性。结果显示,电气石颗粒在复合纤维中分散均匀且被壳聚糖包裹,纤维表面无裸露电气石。细胞在电气石/壳聚糖复合纤维表面黏附及生长增殖状况良好,材料对细胞无明显毒性。该材料有望成为一种良好的创伤修复敷料。     

电气石对硅藻土基多孔陶瓷结构和性能的影响

采用固相烧结法，在硅藻土基多孔陶瓷的配料里添加不同量的超细电气石粉，制备了一种新型环境材料-硅藻土基多孔功能陶瓷。并通过扫描电镜、压汞仪、负离子数检测仪等手段对材料进行了表征。着重考察了电气石含量对材料的微观结构、孔径分布、负离子释放量以及吸附和降解孔雀石绿能力等因素的影响。结果表明：当电气石含量为12％时，材料内孔径细小、均匀，板状颗粒上均匀分布着孔径大约20hm的硅藻土原始孔洞，颗粒之间为由固相烧结后颗粒堆积形成的较大的空隙，材料的最可几孔孔径、平均孔径、中值孔径及比表面积最高，依次为207．8、49．8、207．8nm、16．93m^2／g，材料的孔隙率随电气石含量的增加而下降；当电气石含量为20％时，材料的负离子释放量最高，达3163个／cm^3；材料对孔雀石绿的吸附和降解能力随电气石含量的增加而增加，当电气石含量为20％时，反应6h，412与618nm处吸收峰消失，基本达到了对溶液中孔雀石绿的完全吸附和降解。