炮钢表面的抗高温氧化性能研究

为了研究炮钢表面抗高温氧化性能,针对某型火炮身管材料PCr Ni3Mo钢进行了500,600,700℃、10 h恒温氧化试验,考察了其氧化动力学性能,利用纳米压痕仪测试了炮钢在不同氧化温度下的硬度与弹性模量,采用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)测试分析了不同氧化温度下的表面形貌和物相组成。结果表明:炮钢在空气中500℃氧化10 h后表面形成Fe_3O_4和Fe_2O_32种氧化物,600,700℃氧化10 h后表面形成Fe O、Fe_3O_4和Fe_2O_33种氧化物,其中700℃时表面氧化膜出现大量分层和剥落。     

制备时间对CIPs/Fe_3O_4吸波性能的影响

通过表面柔性氧化技术在羰基铁粉(CIPs)表面改性制备了CIPs/Fe_3O_4材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和矢量网络分析仪对改性前后的CIPs进行测试分析,研究了不同处理时间对CIPs/Fe_3O_4材料微观形貌、物相、元素组成和价态、电磁性能及吸波性能的影响。结果表明:随着表面氧化处理时间的延长,CIPs表面生成的Fe_3O_4颗粒越来越多。模拟反射率结果表明:当反应时间为90 min、材料厚度为1.8 mm时,CIPs/Fe_3O_4材料在测试频段内的吸收值低于-20 dB的频宽为1.7 GHz,最低吸收峰值为-29.6 dB;而原始CIPs材料在测试频段内的吸收值低于-20 dB的频宽为1.5 GHz,最低吸收峰值为-24.1 dB。这说明通过对CIPs的表面进行氧化改性处理,可以提高其吸收效率和吸收频宽。     

Pd-Fe_2O_3/还原氧化石墨烯复合催化体系的制备及其电催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)为平台,利用盐调控的方法、通过改变加入纳米钯(Pd NPs)和纳米氧化铁(Fe_2O_3NPs)的摩尔比以及Fe_2O_3 NPs的内在性质成功制备出一系列的Pd-Fe_2O_3/GO三元复合材料。再经NaBH4还原,可得到最终的Pd-Fe_2O_3/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料。催化氧化甲酸实验表明,PdNPs和Fe_2O_3NPs之间存在协同催化效应,且Pd-Fe_2O_3/RGO(1∶0.5)催化性能最好。此外,实验还表明Fe_2O_3NPs形貌对PdNPs和Fe_2O_3NPs之间的协同催化效应有较大影响,且含较大比表面的Fe_2O_3-poNPs的Pd-Fe_2O_3-poNPs/RGO具有最大的催化活性。     

Fe_3O_4/G-BiOCl纳米复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以自制的氧化石墨烯、BiOCl/Fe_3O_4为原料,以水合肼为还原剂,制备出Fe_3O_4/石墨烯(G)-BiOCl复合光催化剂。运用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对Fe_3O_4/G-BiOCl的组成和形貌进行了表征,运用振动样品磁强计对其磁性进行了测试;对照研究了Fe_3O_4/G-BiOCl、BiOCl/Fe_3O_4和纯BiOCl对罗丹明B的光催化降解能力以及Fe_3O_4/G-BiOCl光催化活性的循环稳定性。结果表明:Fe_3O_4/G-BiOCl复合光催化剂分布均匀,具有超顺磁性;Fe_3O_4/G-BiOCl的光催化性能优于纯BiOCl和BiOCl/Fe_3O_4,可回收再利用,并具有良好的循环稳定性。     

氧化铁和石墨烯复合负极材料的制备及性能研究

通过简易的常温搅拌复合,冷冻干燥和热处理过程合成了负极氧化铁和石墨烯复合材料,采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、荧光分析(EDX)、循环伏安(CV)、充放电及倍率测试探讨了材料颗粒形貌,结构和电化学性能。XRD和SEM测试表明成功合成了Fe_2O_3颗粒尺寸较小且均匀分布的复合材料。电化学性能测试结果显示,复合材料的电化学性能比纯的氧化铁及还原氧化石墨烯材料的性能有明显提升,循环50周可逆比容量保持在680mAh/g。     

石墨烯丁腈橡胶复合材料性能研究

采用Fe_3O_4负载对石墨烯进行改性,并制备了石墨烯/丁腈橡胶复合材料。结果表明:石墨烯成功负载在Fe_3O_4表面,其堆叠结构得到一定程度修饰;改性石墨烯与丁腈橡胶基体相容性好,并具有高效的增强效应;复合胶料的储能模量增加,玻璃化转变温度(Tg)向高温移动,其磁效应与超顺磁材料相似。     

一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用

二维石墨烯优异的理论电子迁移率,为石墨烯与粉煤灰地质聚合物的复合以及半导体光生电子的传输提供了理论依据。本工作首次报道了石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合光催化材料的制备,并将其应用于光催化染料降解的探索性研究。XRD、FESEM、XPS及FT-IR结果表明:粉煤灰颗粒与碱性激发剂反应,生成Si-O-Si(Al)无定形网络结构的石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料,Co~(2+)掺杂的Fe_2O_3以无定形态均匀地分布于石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料表面。Co~(2+)-10Fe_2O_3-GAFG复合材料对碱性品蓝染料展现出最高的光催化降解活性,归因于Co~(2+)掺杂提供给Fe_2O_3半导体的施主能级,石墨烯对Fe_2O_3光生电子的快速传输,以及羟基自由基(·OH)对染料分子氧化降解的协同作用。该光催化降解反应符合二级反应动力学。     

Fe_3O_4纳米晶的形貌可控制备及其电化学性能研究

以油酸和癸酸作为表面活性剂调控Fe_3O_4纳米晶的生长过程制备了由不同比例{100}与{111}面构成的Fe_3O_4纳米晶。利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM)等分析方法对Fe_3O_4纳米晶进行了物相测定和微结构观察,并分析了Fe_3O_4纳米晶的生长机制。在高电流密度(1A/g)条件下,八面体形貌Fe_3O_4纳米晶作为锂电池负极材料表现出比立方八面体和立方形貌Fe_3O_4纳米晶更加优异的电化学性能。实验结果证明Fe_3O_4多面体的表面结构显著影响Fe_3O_4活性材料在电化学循环过程中的电化学反应活性。     

Fe_3O_4@锂铝硅微晶玻璃/还原氧化石墨烯复合材料的制备和吸波性能

为了改善传统磁性吸波材料的阻抗匹配和提升吸波性能,将传统的磁性材料Fe_3O_4、透波材料锂铝硅微晶玻璃(LAS)和还原氧化石墨烯(RGO)进行复合,采用三步法制备Fe_3O_4@LAS/RGO磁性吸波复合材料。通过多种测试手段对其结构、形貌和组成进行表征,并分析其电磁参数和吸波性能。研究了基体氧化石墨烯(GO)添加量对Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的形成和吸波性能的影响,随着GO含量的增加,Fe_3O_4@LAS纳米球的分布变得稀疏,RGO堆叠程度变大。GO的质量分数为40wt%(Fe_3O_4与LAS摩尔比为1∶0.2)时,Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的吸波性能最佳,反射损耗在12.4GHz处达到-65dB,且仅需要2.1mm的匹配厚度,在该厚度下小于-10dB(超过90%的电磁波被材料吸收)的反射损耗达到4GHz。LAS作为涂覆在Fe_3O_4纳米球表面的透波层,引入了多重透射-吸收机制。     

Fe_3O_4-ODA/GO/PANI复合材料的制备及其电容性能

在当今能源紧缺的情况下,超级电容器由于具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长等优点而被广泛应用于工业自动化控制、电力、国防以及新能源汽车等众多领域。本文以十八胺修饰的四氧化三铁纳米粒子(Fe_3O_4-ODA),氧化石墨烯(GO)以及苯胺单体为原料,通过原位聚合成功制备了Fe_3O_4-ODA/GO/PANI三元复合电极材料,其比电容高达516F/g,远高于二元复合材料GO/PANI和Fe_3O_4-ODA/PANI的比电容(分别为224F/g和345F/g)。并且,在1000次循环充放电之后,其容量仍可维持86.5%。此外,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征。     

络合法制备均匀γ-Fe_2O_3纳米颗粒@多层石墨烯复合材料研究

采用水热反应中的金属离子络合一步制备均匀超细磁性γ-Fe_2O_3纳米颗粒@多层石墨烯复合材料,无需对石墨烯进行氧化处理。采用超声法制备多层石墨烯作为基片,制备方法简单,石墨烯表面的含氧官能团少。以FeCl_2为反应物,以DMF(N,N二甲基甲酰胺)和水混合液作为溶剂,其中DMF能起到络合金属离子的作用。实验研究了乙酸钠、反应温度及填充度对制备产物的影响。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行微结构分析,采用振动样品磁强计(VSM)测试了复合材料的磁性能。研究结果表明:利用亚铁离子与DMF形成的络合物与碳环的π–π吸附作用可以在多层石墨烯表面生成铁氧化物。通过控制亚铁离子的氧化速度和氧化铁的生长速度,在多层石墨烯表面获得了尺寸小于10 nm的均匀γ-Fe_2O_3纳米颗粒,复合材料具有良好的磁性能。     

Au/Fe3O4磁性纳米粒子的合成及表征

报道了一种合成具有巯基官能团修饰的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子的新方法。采用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并在此基础上用聚(烯丙胺)溶液还原HAuCl4,制得Au/Fe_3O_4磁性核壳纳米颗粒,再用3-巯基-1-丙磺酸钠修饰Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子,最后得到具有巯基官能团稳定的Au/Fe_3O_4磁性纳米粒子。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)分别对产物的微观结构及磁性特征进行表征。     

四氧化三铁载银纳米粒子的原位制备及其抗菌应用

采用高温裂解法制备四氧化三铁纳米粒子,并在其表面上通过还原乙酸银原位生长银纳米晶,制备特异形貌、均匀分散的四氧化三铁载银(Fe_3O_4@Ag)纳米粒子。利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等表征技术对Fe_3O_4@Ag纳米粒子的结构和性能进行表征。通过分别研究实验制备的纳米颗粒对葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力,分析Fe_3O_4@Ag纳米粒子的抗菌性能。结果表明,Fe_3O_4@Ag纳米粒子不仅具备四氧化三铁的室温超顺磁性,同时对葡萄球菌和大肠杆菌表现出优良的抗菌性能。利用如此方法构筑的多功能纳米材料——Fe_3O_4@Ag纳米粒子,将来在靶向抗菌、生物分离等领域具有重要的应用前景。     

激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷制备SiOC(Fe)陶瓷涂层研究

激光裂解聚合物先驱体在金属表面制备性能优异的陶瓷涂层,解决了金属本身存在的耐磨防腐蚀性能不足的问题,已成为一种行之有效的方法。采用激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷制备了SiOC(Fe)陶瓷涂层,采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析了激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷生成物的组成与结构,并初步研究了其裂解机理。结果表明:在激光作用下,含二茂铁的聚硅氧烷在激光裂解过程中会发生非平衡态的自由基化学反应,生成的陶瓷涂层主要由晶态的SiC、Fe_3C,非晶态的SiO_2、Fe_2O_3、Fe_3O_4以及C单质、C_6H_(18)OSi_2等物质组成,由二茂铁激光裂解生成的Fe_2O_3、Fe_3O_4、Fe_3C相对制备的陶瓷涂层孔隙具有填补作用。二茂铁质量分数越大,陶瓷涂层表面越平整致密,孔隙越少。     

空心球Fe_3O_4&海绵状碳复合材料制备及其电化学性能表征

利用溶剂热法以FeCl_3·6H_2O为铁源,制备纳米级Fe_3O_4空心球进而获得三维纳米结构的空心球Fe_3O_4海绵状碳复合材料,探讨制备方法和复合比例对样品电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)、场发射电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征材料的组成和形貌,氮气等温吸脱附表征材料的比表面积和孔情况,蓝电系统LAND CT2001C恒电流充放电表征材料的电化学性能。电化学实验表明:采用同步溶剂热法、Fe_3O_4/C=2∶1合成的样品具有优异的电化学性能,在0.1A·g-1下循环100次后比容量为1302.6mAh·g-1。直径135nm Fe_3O_4空心球均匀分散在海绵状碳的表面能更好地与电解液接触,在海绵状碳的3D导电网络上增大了电化学反应面积,进而改善该材料的电化学性能。     

氧化石墨烯有序排列对碳纤维增强环氧树脂复合材料低温性能影响

为了提高碳纤维增强环氧树脂复合材料在低温(77 K)循环条件下的微裂纹抗性,文中采用共沉淀法制备了具有良好顺磁性的四氧化三铁/氧化石墨烯(Fe_3O_4/GO),采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段研究了Fe_3O_4/GO在环氧树脂基体中的有序排列对环氧树脂及碳纤维增强环氧树脂复合材料低温性能的影响。结果表明,Fe_3O_4/GO的有序排列可有效提高环氧树脂基体的低温力学性能及降低环氧树脂基体的热膨胀系数,并可明显改善碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料的低温微裂纹抗性;相对于纯环氧树脂,改性环氧树脂的热膨胀系数和低温环境下的微裂纹密度分别降低了36.5%和37.5%。     

SiC/Fe3 O4/rGO复合材料的制备及吸波性能

通过二次水热法合成SiC/Fe_3O_4/氧化还原石墨烯(SiC/Fe_3O_4/rGO)复合材料。借助SEM、XRD、XPS、VSM和VNA对材料的形貌、物相、成分、磁性及吸波特性进行分析。结果表明:SiC/Fe_3O_4/rGO复合材料的电磁损耗机制主要为界面极化、涡流损耗和自然共振,其电磁损耗能力较中空结构Fe_3O_4显著增强;当复合材料的匹配厚度为2 mm时,呈现出最大反射损耗为-30.3 dB;当其匹配厚度为1.5 mm时,有效带宽超过6.65 GHz,具有良好的吸波性能。     

四氧化三铁磁流体制备与磁导率分析

采用液相共沉淀法制得四氧化三铁(Fe_3O_4)和钕(Nd)掺杂Fe_3O_4磁流体。采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和磁导率仪对样品进行测试,分析样品的表面形貌、分子结构和磁性能等。实验结果表明:制得的10%(摩尔百分数)Nd掺杂的Fe_3O_4磁流体的饱和磁化强度达到69.31emu/g,将Nd掺杂的Fe_3O_4磁流体采用浸轧法对织物进行涂层,涂层织物厚度为0.75mm,相对磁导率为1.180,具有一定的防磁辐射性能,有较好的应用前景。     

“一锅法”合成油酸包覆Fe_3O_4及油酸用量对其性能的影响

采用"一锅法",即在"共沉淀法"合成纳米Fe_3O_4颗粒之前,直接加入油酸(表面活性剂),合成了油酸包覆的纳米Fe_3O_4颗粒。并通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重分析仪(TGA)对颗粒进行了表征,重点研究了油酸用量对纳米Fe_3O_4颗粒的结构、成分、形貌、尺寸、磁化强度的影响。结果表明,在实验中,油酸与Fe_3O_4摩尔比为0.4时,采用"一锅法"可合成9nm左右、分散性良好、饱和磁化强度在56A·m2/kg的纳米Fe_3O_4颗粒。     

改性氧化石墨烯对环氧树脂基复合材料热膨胀系数影响的研究

环氧树脂(EP)热膨胀系数(CTE)为65×10~(-6)℃~(-1),碳纤维(CF)CTE为-12×10~(-6)℃~(-1),因此降低EP的CTE是提高碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料低温使用性能的关键。采用氧化石墨烯(GO)和四氧化三铁改性氧化石墨烯(Fe_3O_4-GO)修饰EP,研究了GO及Fe_3O_4-GO对EP基体CTE的影响。结果表明:由于Fe_3O_4-GO表面的官能团可与EP基体形成共价键,从而加强了与EP基体的界面作用;相对于纯EP,GO和Fe_3O_4-GO改性EP的玻璃化转变温度(Tg)分别升高了3.71℃和5.74℃;相对于纯EP,GO和Fe_3O_4-GO改性EP在Tg下的CTE值分别降低了23.77%和33.61%,但在Tg上的CTE值均高于纯EP。