α-FeOOH和α-Fe2O3纳米棒的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以FeSO₄·7H₂O和CH₃COONa·3H₂O为原料，采用水热方法制备α-FeOOH纳米棒，将所得α-FeOOH纳米棒于250℃烧结2 h制备α-Fe₂O₃纳米棒，采用差热-热重分析法研究了制备的α-FeOOH和α-Fe₂O₃纳米棒对高氯酸铵热分解的催化性能。结果表明：在100℃水热反应6 h可制备得到平均直径为18 nm的纯相α-FeOOH纳米棒，再于250℃烧结2 h后获得平均直径为16 nm的纯六方相α-Fe₂O₃纳米棒；α-Fe₂O₃和α-FeOOH纳米棒对高氯酸铵热分解的催化效果显著，添加质量分数2%的α-Fe₂O₃纳米棒和α-FeOOH纳米棒可使高氯酸铵的结束分解温度分别降低40,54℃,高温分解峰值温度分别降低51.1,61.6℃;当α-Fe₂...     

In2O3-Mn2O3复合纳米棒的两步水热法合成及其在氢气传感器中的应用

文中以In(NO₃)₃·4.5H₂O为铟源，KMnO₄为锰源，PVP为添加剂，分别以水和无水乙醇为溶剂，通过两步水热法成功合成了In₂O₃-Mn₂O₃复合纳米棒。采用XRD、SEM、XPS对复合材料的物相组成、微观形貌和元素价态进行了表征和分析，并将In₂O₃-Mn₂O₃复合材料组装成气敏传感器元件进行氢气的气敏性能研究。结果表明，相比于In₂O₃,In₂O₃-Mn₂O₃传感器的最佳工作温度降低至325℃,且In₂O₃-Mn₂O₃传感器在重复性实验中对氢气具有高灵敏度，优异的选择性、重复性和稳定性。复合材料表面...     

原位制备CaCO3微纳米流体及摩擦学性能研究

选用菜籽油、失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span 80)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-7)、正丁醇制备W/O型微乳液，并将其作为微反应器原位合成CaCO₃微纳米粒子。对CaCO₃粒子形貌的表征表明，随含水量增加，CaCO₃粒子由球形转变为梭形薄片状，CaCO₃粒子尺寸也可受含水量控制。通过四球摩擦磨损试验机评价CaCO₃微纳米流体的摩擦学性能，结果表明，该微乳液体系相较于基础油的摩擦因数降低了约55.74%,CaCO₃粒子使微乳液P_B值提高了约10.88%,摩擦面粗糙度降低了约16.01%。在摩擦过程中，胶团在表面活性剂的作用下平行吸附于摩擦面且易于剪切，实现优异的减摩效果；梭形薄片状的CaCO₃微纳米粒子可以抑制表面微凸体之间的直接接触，减少黏着磨损与磨粒磨损，从而发挥极压作用并显著改善表面质量。     

(Sm0.5Nd0.5)3Ce7Ta2O23.5和(Yb0.5Dy0.5)3Ce7Ta2O23.5氧化物的热物理性能

以高纯度Sm₂O₃、Nd O₃、Dy₂O₃、Yb₂O₃、Ce O₂和Ta₂O₅为原材料,采用多步高温固相烧结法制备了(Sm_0.5Nd⁾_0.53Ce₇Ta₂O_23.5和(Yb_0.5Dy⁾_0.53Ce₇Ta₂O_23.5氧化物,研究了其晶体结构、微观形貌、热物理性能等。结果表明:制备的氧化物均具有单一的萤石结构,其结构致密,晶界清晰,元素种类和原子比与化学式基本一致;这2种氧化物的热导率明显低于7YSZ,且(Yb_0.5Dy⁾_0.53Ce₇     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

锂离子电池负极用一维ZnMn2O4纳米束材料的制备及电化学性能

以乙酸锌、乙酸锰和碳酸氢铵为原料，以酒石酸钾钠为结构导向剂，通过200℃溶剂热反应制备纳米束前驱体，根据前驱体形貌确定较优的酒石酸钾钠添加量和溶剂热反应时间；将前驱体分别在250,350℃高温焙烧2 h制备锂离子电池负极用ZnMn₂O₄纳米束，研究了ZnMn₂O₄纳米束的组织结构及电化学性能。结果表明：当外加酒石酸钾钠为1 mmol,溶剂热反应时间为12 h时，可得到结构完整的一维纳米束；2种焙烧温度均可以得到结构完整的ZnMn₂O₄纳米束，但350℃焙烧得到的ZnMn₂O₄纳米束表现出更优异的电化学性能，在100 mA·g^-1的电流密度下循环60次后，其比容量仍可维持在892 mA·h·g^-1,在2 A·g^-1的大电流密度下，其比容量依然能够达到416.2 mA·h·g^-1。     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

载流下MoS2/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS₂基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS₂基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS₂/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS₂/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明：在载流下2种MoS₂/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS₂/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。     

Cr2O3掺杂量对SnO2压敏电阻微观结构和电气性能的影响

以SnO₂粉、CuO粉、Nb₂O₅粉、Cr₂O₃粉为原料,采用粉末冶金技术烧结制备(98.95-x)SnO₂-1CuO-0.05Nb₂O₅-xCr₂O₃(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05,物质的量分数/%)压敏电阻,研究了Cr₂O₃掺杂量对该压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明：随着Cr₂O₃掺杂量的增加,烧结试样的相对密度、收缩率、平均晶粒尺寸均先增大后减小,当Cr₂O₃物质的量分数为0.02%时相对密度和收缩率最高,Cr₂O₃物质的量分数为0.01%时晶粒尺寸最大,粒径分布最均匀;随着Cr₂O₃掺杂量增加,SnO₂     

乏油环境下氧化铝填充氟橡胶的高温摩擦性能研究

为了探究高温乏油环境下氟橡胶（FKM）摩擦性能的变化规律并改善其摩擦性能，在FKM中加入氧化铝（Al₂O₃）,通过机械共混法制备得到FKM/Al₂O₃复合材料，在常温和200℃高温乏油环境下对比分析FKM/Al₂O₃复合材料与FKM材料在不同载荷下的摩擦学性能。结果表明：高载荷和高温使得FKM的摩擦因数、粗糙度和磨痕深度增大，因而乏油环境下FKM的摩擦性能大幅下降；Al₂O₃粒子的加入提高了FKM在常温和高温下的基体硬度，使得FKM/Al₂O₃复合材料在相同条件下相比FKM的摩擦因数、粗糙度和磨痕深度均有减小；Al₂O₃作为补强材料提高了FKM基体在高温乏油环境下的摩擦性能，复合材料表面分层剥离现象明显减少。复合材料表面元素分析结果表明，Al₂O₃粒子在FKM表面形成了固体润滑膜，改...     

基于响应曲面法优化大气等离子喷涂Y2O3涂层工艺

以自制的高纯Y₂O₃粉为原料，借助大气等离子喷涂工艺在A6061铝合金表面制备Y₂O₃涂层，基于响应曲面法构筑了相应的响应曲面图，分析了喷涂电压(60～80 V)、喷涂电流(500～600 A)和喷涂距离(100～120 mm)的交互作用对涂层硬度和孔隙率的影响，优化了等离子喷涂工艺。结果表明：基于响应曲面法建立了涂层显微硬度和孔隙率的二次数学模型；模型预测Y₂O₃涂层的优化工艺参数为喷涂电压78 V、喷涂电流500 A、喷涂距离120 mm,涂层的显微硬度和孔隙率分别为633.28 HV和3.22%,与试验值的相对误差分别为1.92%和1.26%,验证了模型的准确性。优化工艺下制备的涂层表面粗糙度为5.733μm,结合强度为25.6 MPa。     

金属有机骨架衍生NiCo2O4/rGO复合材料的制备及其超级电容性能

采用溶剂热法,按照镍和钴金属盐与氧化石墨稀(GO)质量比分别为1:0.05,1:0.07,1:0.09的配比制备镍钴金属有机骨架(Ni-Co-MOF)/GO前驱体,并将其超声喷涂在加热的泡沫镍基底上制备NiCo₂O₄/rGO(还原氧化石墨烯)复合电极材料,研究了该复合材料的微观结构和电化学性能。结果表明：NiCo₂O₄/rGO复合材料由褶皱石墨烯及其表面均匀分布的NiCo₂O₄纳米颗粒构成;在2 A·g^-1电流密度下,盐与GO质量比为1:0.07时复合材料的比电容高达991 F·g^-1,在20 A·g^-1电流密度下充放电30 000次后,初始电容保持率仍高达126%。组装而成的NiCo₂O₄/rGO//AC非对称超级电容器的能量密度可达到41 W·h·kg^-1,对应的功率密度为1 604 W·kg^-1,在...     

纳米添加剂Al2O3和MoS2在油包水滴射流冷却中的应用研究

淬硬钢高速切削加工易出现切削温度高和刀具磨损快等问题,因此有效冷却和润滑非常重要。提出油包水滴射流(OoW)与纳米粒子相结合的绿色冷却润滑方法,将Al₂O₃和MoS₂分别添加到水和大豆油中得到纳米流体,再混合雾化喷出纳米粒子油包水滴射流(N-OoW)。制备了0.25%和0.75%两种质量分数的纳米流体,形成N_0.25-OoW和N_0.75-OoW两种纳米粒子油包水滴射流方式,并与原OoW方式对比。开展摩擦磨损实验,对比分析摩擦系数及磨痕形貌,再开展两种车削速度下的车削实验,对比分析刀具寿命及刀具磨损。结果表明,N_0.75-OoW方式的摩擦系数、磨痕宽度、磨痕深度和刀具磨损均最小;在切削速度120m/min和200m/min时,相比于OoW,N_0.75-OoW方式的刀具寿命分别提高了29.6%和34.4%;纳米粒子油包水滴射中,单一纳米粒子优异的抗磨减摩性能以及纳米粒子之间的协同效应是降低摩擦磨损及提高刀具寿命的主要原因。     

纳米Al2O3填充LDPE/POM复合材料的力学和摩擦性能研究

采用挤出混合与注塑成型制备出不同含量的纳米Al2O3填充LDPE/POM复合材料,并进行力学和摩擦磨损性能实验。结果表明,随着纳米Al2O3的增加,LDPE/POM复合材料的缺口冲击性能先提高后降低,其中添加8%纳米Al2O3后复合材料的缺口冲击强度提高了近3倍;添加Al2O3纳米粒子后增加了复合材料的摩擦因数,但对耐磨性影响不大。由于纳米Al2O3作为刚性粒子可以提高材料的硬度,因此复合材料仍表现出良好的耐磨性;然而纳米粒子在摩擦表面富集,产生了犁沟现象,因此提高了材料的摩擦因数。     

Y2O3改性石墨/CaF2/TiC/镍基合金复合涂层微观组织与摩擦学性能研究

为提高石墨/CaF₂/TiC/镍基合金（GCTN）复合涂层的力学性能和摩擦学性能,运用等离子喷涂技术在45钢表面制备了Y₂O₃改性GCTN复合涂层,研究了Y₂O₃对复合涂层的微观组织、显微硬度、断裂韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明：Y₂O₃改性GCTN复合涂层主要由γ-Ni、CrB、Cr7C₃、TiC、CaF₂和石墨等物相组成。Y₂O₃在等离子火焰加热作用下与C元素反应生成活性元素Y,Y净化了复合涂层的微观组织,并细化了CrB、Cr₃C7等硬质相晶粒,提高了其致密性。当Y₂O₃质量分数为0.5%时,复合涂层的显微硬度和断裂韧性分别为593.3MPa和6.82MPa·m^1/2,比不含Y₂O₃的复合涂层分别增大了8%和22%,其机理主要是Y₂O₃细化了CrB、Cr₃C₇等硬质相晶粒,起到了细化强化作用。由于GCTN-0.5Y₂O₃复合涂层的显微硬度和断裂韧性显著提高,减少了其黏着磨损和微观断裂磨损,因而GCTN-0.5Y₂O₃复合涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.085和0.39×10-3mm3/m。     

不同含量Al2O3微粒改性环氧树脂复合材料的导热和导电特性

利用溶液共混法制备不同质量分数(10%～40%)微米级Al₂O₃颗粒改性环氧树脂复合材料,研究了Al₂O₃微粒含量对复合材料导热和导电特性的影响。结果表明：当Al₂O₃微粒质量分数为10%和20%时,微粒在基体中分散良好,随着Al₂O₃微粒含量增加,微粒相互接触并出现团聚结块现象;随着Al₂O₃微粒质量分数由10%增加到40%,复合材料在室温下的热导率由0.30 W·m^-1·K^-1增加到1.11 W·m^-1·K^-1,玻璃化转变温度由115.44℃升高到122.89℃,线膨胀系数由56.86×10^-6 K^-1降至34.86×10^-6 K^-1,电阻率由4.27×10¹⁰Ω·cm降...     

MgO-Y2O3烧结助剂对光固化成形Si3N4陶瓷显微结构及性能的影响

采用MgO-Y₂O₃作为烧结助剂，利用光固化成形技术、结合气压烧结方法制备了高致密化程度和高性能的Si₃N₄陶瓷。研究了Mg O-Y₂O₃烧结助剂总掺量对光固化成形Si₃N₄陶瓷的相对密度、物相组成、显微结构、热学和力学性能的影响。研究结果表明，随着Mg O-Y₂O₃烧结助剂总掺量的增加，光固化成形Si₃N₄陶瓷的相对密度和平均晶粒尺寸逐渐增大，总掺量为10wt%时，达到最大值，分别为99.01%和0.82μm；而热导率和抗弯强度均呈先增大后降低的变化趋势，并在8wt%达到最大值，分别为59.58 W·m^-1·K^-1和915.54 MPa。     

基于机械干态颗粒涂层技术制备cBN@TiN粉体

采用机械干态颗粒涂层技术分别制备了cBN@TiO₂(TiO₂包覆立方氮化硼)粉体和cBN@(TiO₂+C)(TiO₂+碳包覆立方氮化硼)粉体,然后在1 600℃、N₂气氛下进行高温热处理制备cBN@TiN(TiN包覆立方氮化硼)粉体,研究了高温热处理前后粉体的物相组成与微观形貌以及高温反应机理。结果表明：机械干态颗粒涂层技术可以使纳米TiO₂和纳米TiO₂+C颗粒均匀包裹在cBN颗粒表面。在高温热处理过程中,TiO₂与cBN反应生成液相B₂O₃,促进了cBN相变成六方氮化硼(hBN),cBN的高温稳定性差,以cBN@TiO₂为原料制备的cBN@TiN粉体颗粒表面形成由TiN相和hBN相组成的片状结构层;当存在碳时,TiO₂会优先与碳发生还原反应生成TiN,抑制B₂O₃的生成,从而降低...     

激光功率对选区激光熔化Al2O3/ZrO2(Y2O3)缺陷与力学性能分析

利用选区激光熔化技术对Al₂O₃/ZrO₂(Y₂O₃)陶瓷粉末进行3D打印试验研究,分析在不同激光功率条件下的缺陷与力学性能。试验结果表明：激光功率对打印过后陶瓷样品缺陷的生成有重要影响。在一定条件下随着激光功率的增加,气孔、裂纹等缺陷减少,并在激光功率为300 W时表现最好,且此时显微维氏硬度最大值约为17.5 GPa。     

CsPbBr3纳米片的三光子非线性吸收性质研究

为了研究不同层数纳米片在近红外二区的非线性光学吸收性质的变化,采用配体辅助再沉淀方法制备了不同层数(3~5层)的CsPbBr₃纳米片。以中心波长为1030 nm、脉宽为6 ps、重复频率为25 kHz的激光作为激发光源,利用Z?扫描技术研究了CsPbBr₃纳米片的非线性三光子吸收光学性质。研究结果表明:CsPbBr₃纳米片的非线性三光子吸收截面随层数减小而增大,量子限域效应增强,三层纳米片的三光子吸收截面高达4.1×10^(?71 )cm⁶s²photon^?2。CsPbBr₃纳米片在近红外二区具有优良的非线性光学吸收性质,可应用于多光子激发荧光成像领域。