石墨/Cr2O3协同改性PTFE/硅灰石材料摩擦学性能

采用电子万能试验机、环-块式摩擦试验机和扫描电子显微镜等分析表征手段,考察了针状硅灰石与石墨(Gr)和Cr₂O₃并用对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着硅灰石含量的增加,PTFE/硅灰石复合材料的磨损率逐渐降低,而摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。在15%(质量分数,下同)硅灰石的基础上添加10%Gr时,复合材料的磨损率降低到0.22×10^-5 mm³/(N·m),摩擦系数略有增大。进一步添加1%Cr₂O₃代替相应含量的Gr时,PTFE/硅灰石/Gr/Cr₂O₃复合材料表现出最低的磨损率,仅有0.13×10^-5 mm³/(N·m),对应的摩擦系数为0.25。磨损机理分析表明:适量硅灰石在摩擦过程中起到了较好的支撑载荷作用,阻止了对偶上微凸体对摩擦表面的嵌入;在此基础上继续添加9%Gr和1%Cr₂O₃时,对偶上形成了非常致密完整、薄且均匀的转移膜,表现为轻微的磨粒磨损特征。     

PE-UHMW配副多种医用合金的生物摩擦学性能

为探究“金属-超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）”承载组合的人工关节在体外的摩擦学性能，根据ASTM F732–2011标准，采用多种医用金属（316L不锈钢、钴基合金Stellite 21-S21和Stellite 22-S22）与PE-UHMW进行配副，利用“销-盘”摩擦试验机在牛血清润滑条件下进行了2百万次循环（Mc）磨损试验。同时，探讨了金属表面硬度与初始粗糙度对PE-UHMW磨损的潜在影响。PE-UHMW与S21，S22和316L配副的平均磨损因子分别为（1.33±0.19）×10^–6，（1.36±0.16）×10^–6和（1.19±0.18）×10^–6 mm³/（N·m）。通过统计学对比分析，发现初始表面粗糙度与磨损率呈正相关系，而表面硬度的影响并不显著。PE-UHMW配副三种金属均存在多向划痕、鱼鳞状磨痕和磨屑粘着现象，这表明磨粒磨损、粘着磨损和三体磨损并存。金属表面仅发现少许划痕，未形成聚合物转移层。此外，从长期来看，钴基合金的硬度较大，表面粗糙度变化并不显著，有助于稳定聚合物的磨损。     

不锈钢连接用改性磷酸盐粘接剂的制备及界面反应机理

为了提升磷酸盐胶黏剂的耐高温性能，以自制的磷酸二氢铝为基体，纳米Al₂O₃、Si粉和低温熔融玻璃粉(Zn–B–Si–Al–R)等为填料，制备出一种新型磷酸盐粘结剂，并对其界面反应机理进行了分析。结果表明：当Fe₂O₃、ZrO₂、Cu O的添加量分别为5%、10%、15%(质量分数)时，粘结剂在500℃的高温拉伸强度为5.28 MPa，质量损失率仅为7.8%。从室温至500℃，粘结剂与不锈钢基体热膨胀系数匹配良好，两者的差值始终小于1.5×10^–6 K^–1。同时，电势差异促进了Fe与Cu的离子交换，在界面处形成成分梯度层，有效缓解因热失配而产生的热应力，提高粘结剂在高温下的粘结强度。     

PE-UHMW配副多种医用合金的生物摩擦学性能

为探究“金属-超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）”承载组合的人工关节在体外的摩擦学性能,根据ASTM F732–2011标准,采用多种医用金属（316L不锈钢、钴基合金Stellite 21-S21和Stellite 22-S22）与PE-UHMW进行配副,利用“销-盘”摩擦试验机在牛血清润滑条件下进行了2百万次循环（Mc）磨损试验。同时,探讨了金属表面硬度与初始粗糙度对PE-UHMW磨损的潜在影响。PE-UHMW与S21,S22和316L配副的平均磨损因子分别为（1.33±0.19）×10^–6,（1.36±0.16）×10^–6和（1.19±0.18）×10^–6 mm³/（N·m）。通过统计学对比分析,发现初始表面粗糙度与磨损率呈正相关系,而表面硬度的影响并不显著。PE-UHMW配副三种金属均存在多向划痕、鱼鳞状磨痕和磨屑粘着现象,这表明磨粒磨损、粘着磨损和三体磨损并存。金属表面仅发现少许划痕,未形成聚合物转移层。此外,从长期来看,钴基合金的硬度较大,表面粗糙度变化并不显著,有助于稳定聚合物的磨损。     

Er2O3掺杂ZnO压敏陶瓷的制备及其电学性能

研究了Er₂O₃掺杂对ZnO–Bi₂O₃–Sb₂O₃–Co₂O₃–MnO₂–Cr₂O₃–SiO₂压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er₂O₃掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er₂O₃掺杂量从0.09%(质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er₂O₃掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm^–1，漏电流密度为(1.9±0.1)μA·cm     

钼对铁磷酸盐玻璃结构的影响

钼是动力堆乏燃料后处理产生的高放废液中主要的核素之一。MoO₃在铁磷酸盐玻璃中的溶解情况以及 MoO₃含量变化对玻璃结构的影响是动力堆高放废液固化用铁磷酸盐玻璃配方研究的重点。在成分为 60%P₂O₅–19%Fe₂O₃–8%Al₂O₃–13%Na₂O (摩尔分数)的基础玻璃中,加入 1%～8% (摩尔分数) MoO₃,采用熔淬法制备一系列样品。X 射线衍射、电子探针显微分析用于物相和显微形貌分析, Raman 光谱、X 射线光电子能谱和 M?ssbauer 谱用于结构分析。MoO₃实际含量小于等于6.38%时,Mo 可以完全溶入到玻璃结构中,不形成析晶和分相。MoO₃含量大于等于 4%时,Mo 离子以[Mo O₆]结构存在并形成 Mo—O—P 键。Q¹和 Q²...     

Ge4+取代对BaSnSi3O9陶瓷烧结行为和微波介电性能的优化

微波介质陶瓷是制造5G通信元件的关键材料,采用传统的固相反应法制备Ba Sn(Si_1–xGe_x)₃O₉(0≤x≤1.0)微波介质陶瓷,研究Ge⁴⁺取代Si⁴⁺对BaSnSi₃O₉陶瓷烧结行为、晶体结构和微波介电性能的影响。结果表明：BaSnSi₃O₉陶瓷在最佳的1 450℃烧结温度下表现出多孔的微观结构,并呈现较差的微波介电性能(介电常数ε_r=6.61,品质因数Q×f=7 977 GHz (谐振频率为15.03 GHz),τ_f=?37.8×10^–6/℃)。通过Ge⁴⁺对Si⁴⁺的取代能形成Ba Sn(Si_1–xGe_x)₃O₉固溶体,其晶体结构为六方结构和P-6c2空间群。采用...     

Fe2O3掺杂对氧化锌线性电阻的影响

利用固相烧结法制备出基础配方为ZnO–A1₂O3–MgO–TiO₂–SiO₂–Fe2O3的ZnO线性电阻。研究了Fe₂O₃掺杂量对ZnO线性电阻微观结构、阻温特性和阻频特性的影响。结果表明:当Fe₂O₃掺杂量为0.75%(质量分数)时,氧化锌线性电阻的非线性系数为1.1₂,阻温系数取得–8.23×10^–3/℃,此时样品的综合性能最好。     

厚度对溶胶-凝胶法制备BaTi0.99Fe0.01O3薄膜的结构及电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备在Pt/Ti/SiO₂/(100)Si基片上不同厚度的BaTi_0.99Fe_0.01O₃(BFTO)薄膜，研究了不同薄膜厚度对BFTO薄膜的晶体结构、介电和铁电性能的影响。在薄膜厚度低于370 nm时，BFTO薄膜呈现四方相结构，而随着厚度进一步增加，薄膜的四方性降低。随着厚度的增加，有利于提高薄膜的介电常数，而铁电性能逐渐降低。在厚度为370 nm时，薄膜具有良好的铁电性能和较低的漏电流，剩余极化P_r为12μC/cm²，漏电流密度为2.4×10^-6 A/cm²。     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿陶瓷阳极缺陷结构设计与性能调控

研究了固体氧化物燃料电池Sr₂Fe Mo_0.6Mg_0.25Al_0.15O₆ (SFMMA)双钙钛矿阳极的晶体缺陷结构、热膨胀性能、电荷传输特性、氧化还原稳定性以及电化学性能。结果表明:SFMMA室温下为I 4/m四方结构,400℃时材料转变为F m 3 m立方结构。SFMMA材料的实际晶体结构式为Sr₂(Fe_0.75Mg_0.25)(Mo_0.6Fe_0.25Al_0.15)O6-δ,材料晶格中含有大量反位缺陷FeB’以及—Fe_B—O—Fe_B’—键,有利于氧空位的形成及氧离子的迁移扩散。SFMMA的热膨胀系数在25~400℃和400~900℃范围内分别为13.0×10^–6K^–1和17.6×10^–6K^–1,在氢气气氛下600~900℃温度范围内电导率超过35 S·cm^–1,并且具有较快的氧表面交换特性以及非常优异的氧化还原循环结构稳定性。在900,850,800℃和750℃时,湿润H₂(3%H₂O,50 m L/min)气氛中,SFMMA/La_0.4Ce_0.6O₂(LDC)/La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O₃(LSGM)/LDC/SFMMA对称半电池面比电阻分别为0.096,0.142,0.239Ω·cm²和0.447Ω·cm²。以SFMMA为阳极组装电解质支撑型单电池SFMMA/LDC/LSGM (300μm)/Pr Ba_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O₅+δ,850℃时电池最大功率密度可达886 m W·cm^–2。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

Molybdenum tailored Co0/Co2+ active pairs on a perovskite-type oxide for direct ethanol synthesis from syngas

Selective synthesis of ethanol from syngas under the Co-based catalysts is still challenging due to the hard of regulating the active site Co⁰ and Co²⁺ ratio.In this work,a series of CaTi_0.9-xCo_xMo_0.1O₃(x=0,0.1–0.4) and CaTi_0.7Co_0.3O₃ catalysts were prepared by using citric acid complexation method to promote the synthesis of ethanol.It was found that Mo species in the perovskite lattice can regula...     

硫掺杂ZnFe2O4/蒙脱石复合材料的铀酰吸附研究

为获得铀酰(UO2²⁺)吸附性能高的吸附剂,以蒙脱石(Montmorillonite,MMT)和铁酸盐(ZnFe₂O₄)为原材料与L-半胱氨酸通过水热反应制备了硫掺杂ZnFe₂O₄(S-ZnFe₂O₄)和ZnFe₂O₄/MMT(S-ZnFe₂O₄/MMT),采用XRD、FTIR和SEM对S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT进行了结构表征,研究了pH、接触时间和UO2²⁺初始质量浓度对UO2²⁺吸附效果的影响,结果表明:S-ZnFe₂O₄呈高分散的纳米颗粒状,并且均匀分布于蒙脱石片层结构表面;S-ZnFe₂O₄与蒙脱石复合后能明显提高其UO2²⁺吸附性能,最佳吸附pH为6.0;S-ZnFe₂O₄和S-ZnFe₂O₄/MMT复合材料对UO2²⁺的最大吸附量分别为51.44 mg/g和68.45 mg/g;吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二阶动力学模型,说明吸附过程属于表面单分子层化学吸附。     

插层改性膨润土对聚合物基摩擦材料摩擦性能的影响

采用热压成型工艺制备了插层改性膨润土掺杂的聚合物基摩擦材料,通过对比改性前后的膨润土掺杂的数据结果,进而探索插层改性膨润土的摩擦材料磨损表面的形态、物理力学性能、摩擦磨损性能的变化规律。结果表明:插层改性之后,膨润土的形貌由不规则的颗粒状变成片层状结构,晶面间距比原来增大了0.089 22 nm,表明季铵盐十六烷基三甲基溴化铵已经成功地插层进入膨润土层间。与未改性的膨润土相比,季铵盐改性膨润土增强的摩擦材料磨损表面更为平整,这与表面生成的摩擦膜密切相关,其硬度从未改性膨润土掺杂摩擦材料的85~95降低到了80~90,冲击强度明显提高,摩擦系数较高,磨损率较低,尤其是当温度为350℃时,季铵盐改性膨润土掺杂的摩擦材料其摩擦系数从原来的0.15增加至0.23,而磨损率从原来的2.25×10^–7 cm^3/(N·m)降低至0.97×10^–7 cm^3/(N·m),综合性能变好。     

V2O5制备VN的还原氮化机理

以V₂O₅粉末为原料,C粉末为还原剂,对碳热还原氮化法制备VN的机理进行研究,重点讨论了配碳量和温度对产物的影响.结果表明,V₂O₅为逐级还原,存在直接和间接还原;配碳量（C/V₂O₅）为28%（ω）时,产物氮含量最高;800¹ 000℃发生碳化反应生成VC_1-x,1000¹200℃同时发生碳化和氮化反应,主要生成V（C,N）;温度超过1 300℃,V（C,N）向VC_1-x转化.随温度升高,产物氮含量逐渐降低,钒含量逐渐升高,产物之间发生团聚甚至熔蚀形成球状,大部分颗粒粒径约为1μm.采用本工艺进行实际生产,产品氮含量>17%,钒含量为79%,碳含量<2%,表观密度约为3.5 g/cm³,符合国家标准.     

Sm3+掺杂双钙钛矿结构Sr3Sn2O7的应力发光特性

Sr₃Sn₂O₇:Sm³⁺是一种被广泛研究的应力法光材料,但关于Sm³⁺掺杂量的研究仍然存在缺失。本工作采用高温固相法制备Sr_3–xSn₂O₇:x Sm³⁺。在Sr₃Sn₂O₇中掺入少量Sm³⁺后,样品仍然保持着非中心对称的双钙钛矿结构。样品在受到紫外灯激励或应力施加之后,能展现出稳定的光致发光、长余辉和应力发光性能,且这三者的光谱显示出一致性。应力发光来源于Sm³⁺的⁴G_5/2激发态向⁶H_J (J=5/2,7/2,9/2)基态的电子跃迁。通过调控x值对其发光性能进行优化,在x=0.020时性能最好。Sm³⁺掺杂量的变化对应力发光性能的影响,既对现有的相关工作进行了补充,同时...     

十核过氧钼酸盐催化苯甲硫醚生成苯甲砜的研究

通过水溶液法制备了过氧十核钼酸盐(NH₄)₄(CN₃H₆)₄[Mo₁₀(O₂)₁₂O₂₂]·6H₂O催化剂,采用红外、热重、X射线单晶衍射及元素分析对组成和结构进行表征。化合物的阴离子[Mo₁₀(O₂)₁₂O₂₂]^8-呈中心对称结构,对称单元为[Mo₅O₁₁(O₂)₆]^4-,阳离子[NH₄]⁺和[CN₃H₆]⁺游离在聚阴离子的外围。热重分析表明化合物的聚阴离子的热稳定性比较好,电喷雾质谱分析发现化合物在液相不稳定容易发生解离,丰度最大的碎片离子[...     

Al2O3/SiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al₂O₃/SiO₂比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构和少量五配位[AlO₅]、六配位铝[AlO₆]结构,Si离子主要形成Q4结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构,Si离子主要形成Q⁴和Q³结构。随着Al₂O₃/SiO₂比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO₄]和[BO₃]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al₂O₃/SiO₂比的改变而变化。     

K+掺杂尖晶石型(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K⁺掺杂的尖晶石型(K_xCoCrFeMnNi)₍3/(5+x))O₄(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K⁺掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K⁺掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K⁺掺杂的(K_1/6Co_1/6Cr_1/6Fe_1/6Mn_1/6Ni_1/6)₃O₄高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(K_1/6Co_1/6Cr_1/6Fe_1/6Mn_1/6Ni_1/6)₃O_4<...     

碳纳米管改性丙烯酸聚硅氧烷树脂摩擦学性能

采用多壁碳纳米管(MWCNTs)对丙烯酸聚硅氧烷树脂(APR)进行无机纳米材料改性，分析MWCNTs对APR复合涂层摩擦学性能的影响。采用高压无气喷涂的方式制备不同含量的MWCNTs/APR复合涂层，利用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验，利用扫描电子显微镜(SEM)、白光干涉仪对摩擦试验后的复合涂层进行形貌表征，研究不同含量MWCNTs对复合涂层耐磨损机理的影响。实验结果表明，在室温、载荷5 N、时间5 min、频率1 Hz的摩擦环境下，MWCNTs含量为1.0%时，磨痕宽度与深度达到最低，其值分别为0.606 4 mm、10.966 3μm,与纯APR复合涂层相比，分别降低了17.06%、30.06%;除此以外，磨损率也达到最低，其值为0.939 mm³/(N·m),与纯APR复合涂层相比，降低了33.8%。