新型核-壳结构PS/CeO_2和PS/SiO_2复合磨料的制备及其抛光性能

以聚苯乙烯(PS)微球为内核,采用液相法制备具有核壳结构的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱仪和热重分析仪等对所制备样品的物相结构、形貌和粒径等进行表征。将所制备的复合磨料用于硅晶片表面二氧化硅介质层的化学机械抛光,采用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌,并测量表面粗糙度。结果表明:所制备的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒呈近球形,粒径为250～300nm,且具有核壳包覆结构,包覆层的厚度为10～20nm;硅晶片表面二氧化硅介质层经PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒抛光后,表面无划痕,且非常平整,在5μm×5μm范围内,粗糙度均方根值(RMS)分别为0.238nm和0.254nm。     

不同粒径核壳结构聚苯乙烯(PS)-CeO2复合磨料的制备、表征及其化学机械抛光性能

以无皂乳液聚合法制备的不同粒径聚苯乙烯(Ploystrene,PS)微球为内核,以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料,采用液相工艺制备具有核壳结构的PS-CeO2复合微球.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶转换红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TGA)等对样品的成分、物相结构、形貌、粒径以及团聚情况进行表征.将所制备的PS-CeO2复合微球作为磨料用于二氧化硅介质层的化学机械抛光,用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌,测量表面粗糙度.结果表明:所制备的3种PS微球呈单分散规则球形,粒径分别约为120、170和240 nm;3种PS-CeO2复合微球具有核壳结构,粒径分别约为140、190和260nm,CeO2壳厚约为10 nm.随着PS-CeO2复合磨料粒径的减小,抛光表面粗糙度随之降低,经样品F1抛光后表面在10 μm× 10 μm面积范围内粗糙度的平均值（Ra）及其均方根（Rms）分别为0.372和0.470 nm.     

包覆结构CeO_2/SiO_2复合磨料的合成及其应用

以正硅酸乙酯水解所得的SiO_2微球为内核,采用均匀沉淀法制备具有草莓状包覆结构的CeO_2/SiO_2复合粉体.利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪(XPS)、动态光散射仪和Zeta电位测定仪等手段,对所制备样品的物相结构、组成、形貌和粒径大小进行表征.将所制备的包覆结构CeO_2/SiO_2复合粉体用于硅晶片热氧化层的化学机械抛光,用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌,测量表面粗糙度,并测量材料去除率.结果表明:所制备的CeO_2/SiO_2复合颗粒呈规则球形,平均粒径为150~200 nm,CeO_2纳米颗粒在SiO_2内核表面包覆均匀.CeO_2颗粒的包覆显著地改变复合颗粒表面的电动力学行为,CeO_2/SiO_2复合颗粒的等电点为6.2,且明显地偏向纯CeO_2;CeO_2外壳与SiO_2内核之间形成Si-O-Ce键,两者产生化学键结合;抛光后的硅热氧化层表面在2 μm×2 μm范围内粗糙度为0.281 nm,材料去除率达到454. 6 nm/min.     

新型可充锂-空气电池的纳米刺状α-MnO_2/Pd空心微球催化剂(英文)

利用NaBH4溶液还原PdCl2的方法在具有纳米刺状表面的α-MnO2中空微球上沉积Pd,制备一种α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂作为新一代可充锂-空气电池的催化剂。TEM、XRD和EDS等方法的分析结果表明,在催化剂中纳米Pd颗粒均匀地分布在刺状α-MnO2中空微球表面,Pd在催化剂中的质量分数约为8.88%。充放电测试结果表明,与纳米刺状的α-MnO2中空微球催化剂相比,α-MnO2/Pd复合催化剂提高了空气电极的能量转化效率和充放电循环性能。由Super P碳材料和所制备的α-MnO2/Pd复合催化剂所构成的空气电极在0.1mA/cm2电流密度下的首次放电比容量可以达1220 mA·h/g,经13次充放电循环后的容量保持率为47.3%。该纳米刺状α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂是一种有前途的空气电池催化剂。     

金刚石/氧化铈复合磨料的制备及性能测定

为提高金刚石树脂磨具的使用寿命和工作效率,采用真空法制备金刚石/氧化铈复合磨料。通过亲水性测定仪、单颗粒抗压测定仪、万能材料试验机、立式万能摩擦磨损试验机等设备对材料性能进行测试,并利用X射线衍射仪对其进行表征。实验结果表明:镀覆后,金刚石/氧化铈亲水性大大提高;当氧化铈质量分数为15%时,其亲水性和单颗粒抗压强度最大;当氧化铈质量分数为5%时,所制得的树脂磨具具有最大的抗折强度;当氧化铈质量分数为10%时,所制得的树脂磨具具有最大的磨削比。综合考虑,当氧化铈质量分数为10%时,利用金刚石/氧化铈复合磨料制备的树脂磨具具有较好的综合性能。     

一种合成PS/Ag复合微球的简便方法

本文提出一种制备具有高金属覆载率及良好均匀性的PS/Ag复合微球的简便方法,可以避免PS微球的表面修饰。首先通过多元醇法制备具有良好单分散性的PVP覆盖的Ag纳米颗粒, 然后通过溶胀-异质凝聚法将这些Ag纳米颗粒负载于PS球上。对Ag纳米颗粒的尺寸分布及PS/Ag复合微球的表面形貌进行了研究,结果表明这种方法制得的PS/Ag复合微球具有良好的分散性与均一性,并且Ag颗粒的负载率可以通过Ag溶胶的加入量来调控。     

PS@Au核壳复合粒子的可控合成及粒径对催化性能的影响

采用适当的化学镀工艺,通过对核层聚苯乙烯微球粒径的调制,可控合成了粒径连续可调的PS@Au核壳复合粒子,其球形度较高,无团聚,催化活性优良。利用SEM、XRD和UV-Vis,结合催化性能测试,研究了粒径对PS@Au核壳复合粒子催化性能的影响。结果表明:PS@Au核壳复合粒子较大的比表面积是其取得优良催化性能的物理本质,此外,粒径对其表面微观形貌、Au纳米粒子的生长方式及其催化性能都有显著影响。粒径较小时,核层曲率较大,Au纳米粒子呈发散式生长,表现出孤立的纳米颗粒状结构。此时,比表面积和表面能最大,催化活性最高。随着粒径增大,曲率逐渐减小,Au纳米颗粒表现出近似的薄膜状结构,比表面积和表面能逐渐降低,催化性能逐渐下降。核壳复合粒子的粒径达到400 nm时,Au纳米粒子的表面形貌开始由孤立的颗粒状结构向连续薄膜状过度。     

核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的制备

以硫酸亚铁、硝酸钴、硫酸镍、碳酸钠和石墨微球为主要原料,利用非均相沉淀工艺分别制备出水合氧化铁、碱式碳酸钴和碱式碳酸镍包裹石墨微球的前驱体复合微球;然后将前驱体复合微球于600℃热还原处理2 h,分别得到了钴铁、铁镍和钴镍磁性纳米合金颗粒层均匀包裹石墨微球的粉体材料.利用SEM,EDS,XRD对前驱体复合微球和核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的形貌、成分、物相进行了表征,利用VSM对核壳结构石墨/磁性纳米合金复合微球的磁性能进行了研究.这些核壳结构复合微球的磁性合金颗粒层分别由晶粒为37.9 nm的Co0.5Fe0.5、38.5 nm的Fe0.5Ni0.5和38.2 nm的Co0.5Ni0.5组成,相应的矫顽力分别为36676,20972,16894A/m.     

FeBP@SiO2核壳结构纳米复合材料的可控制备及其吸波性能

提出一种简便易行的方法制备核壳型FeBP@SiO₂纳米粒子,该方法利用化学还原和溶胶凝胶相结合,实现复合粒子的核壳结构可控。通过改变SiO₂壳厚度,研究了壳层厚度对吸波性能的影响,并对微波吸收机制进行分析和解释。结果表明,随着SiO₂壳层厚度的增加,粒子微波吸收能力先增大后减小。当SiO₂壳层厚度为38 nm时,FeBP@SiO₂样品具有最强的微波吸收性能,在吸收涂层厚度为2.19 mm下反射损耗获得较好的吸收性能(-52.66 dB),这种增强的微波吸收性能主要来自新增磁-介电界面,从而提高了材料的阻抗匹配以及介电损耗的能力,通过设计复合粒子的核壳结构,可以实现复合吸波剂的性能调控,因此本研究为设计下一代新型复合微波吸收材料提供了重要参考。     

石墨-FeNi核-壳结构复合微球的制备

以硫酸亚铁、硫酸镍、碳酸钠和石墨微球为主要原料，利用非均相成核工艺制备出水合氧化铁和碱式碳酸镍均匀包覆石墨的前驱体微球：通过对前驱体进行热还原处理得到了晶粒约为50nm的γ-FeNi合金颗粒层包覆石墨的产物微球。利用SEM，EDS，XRD对前驱体和产物的形貌、成分、物相分别进行了表征，并利用TG／DSC对前驱体热分解过程进行了分析。通过研究，得出了制备这种核．壳结构复合微球的优化工艺参数。     

PS 微球的制备及表面镀镍工艺研究

以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,偶氮二异丁腈为引发剂,无水乙醇为分散介质,通过分散聚合,制备出表面光滑、分散均匀的聚苯乙烯(PS)微球。在PS微球表面化学镀Ni,制得具有较好导电性能的PS/Ni复合粒子。研究了PS微球表面镀Ni前后的表观形貌及晶相变化,并分析了制备工艺对复合粒子导电性能的影响。分析表明,PS微球表面镀Ni的优化工艺为:PS/NiCl2·6H2O质量比4∶7,络合剂用量2 g,NH3·H2O用量30mL。     

磁控溅射和退火制备ZnO/SiO2复合薄膜

采用射频磁控溅射和退火处理的方法在单晶硅衬底上制备了ZnO/SiO2复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和接触角测量等测试手段研究溅射气压、溅射功率、氧氩比和退火温度等对复合薄膜成分组成、组织结构及润湿性能的影响。研究表明,复合薄膜中主要有ZnO、SiO2、Zn2SiO4 3种物相,且分别以六方纤锌矿结构、无定形态和硅锌矿型等形式存在。随着溅射和退火工艺的改变,复合薄膜的接触角在41°～146°间变化,组织形态由颗粒状向纳米竹叶状变化。溅射气压0.5 Pa,溅射功率120 W,氧氩比(O2∶Ar)为0∶30,退火温度为700℃的条件下获得具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米组织,该组织呈现出竹叶状,在薄膜表面交错排列形成了无序多空隙的微观形貌,使复合薄膜具有超疏水性,接触角为146°。     

超憎水SiO2/FEVE复合涂层的制备

目的制备超憎水SiO_2/FEVE复合涂层。方法使用物理混合方式将SiO_2填料加入到成膜物FEVE树脂中,制得超憎水涂料,并通过雾化喷涂在玻璃片上形成超憎水涂层。通过指触法测量了涂层的表干时间,利用接触角测量仪、扫描电镜以及原子力显微镜检测了超憎水SiO_2/FEVE复合涂层的憎水性能与微观形貌,并利用划格法评价了涂层的附着力。结果根据溶解度参数相近以及环保性原则选用了乙酸乙酯与乙酸丁酯的混合溶剂,最终得出超憎水SiO_2/FEVE复合涂料的配方为:100 g FEVE树脂、135 g乙酸乙酯、90 g乙酸丁酯、25 g D-SiO_2、10.5 g HDI。涂料配制完成后,采用大雾化量与大流量结合的喷涂工艺便可完成SiO_2/FEVE超憎水涂层的制备。涂层形成了含有内嵌孔洞的珊瑚状结构,表面呈现为规律交替分布的突起和凹陷区构成的粗糙结构,接触角可达152.8°,滚动角为8°。结论调整溶剂种类与固化剂加入量并未对涂层的结合力或成膜性有所改善,填料比例是影响涂层成膜性与憎水性能的关键工艺参数。涂层表面有序分布的微纳米级凹凸结构形成了超憎水表面所需有效的表面微观粗糙结构,这是涂层具有优良憎水性能的主要原因。     

Effects of tourmaline on microstructures and photocatalytic activity of TiO2/SiO2 composite powders

The SiO2/TiO2 composite powders including mineral tourmaline powders （T/SiO2/TiO2） were prepared from a sol made by a two-step hydrolysis method, using metasilicate ester as precursor. The powders were characterized by scanning electron microscopy （SEM）. The photocatalytic activity of the sample was evaluated by the photocatalytic degradation of methyl orange. The effects of heat-treatment on the photocatalytic activity were discussed. It is found that the T/SiO2/TiO2 composite powders show higher photocatalytic activity when including 10% SiO2 and 4% tourmaline. Moreover, the photocatalytic mechanism of tourmaline on the powders was proposed.     

Microstructure and sliding wear behavior of pseudo-alloy PS45/CuAl8 composite coating sprayed by HVAA technique

A pseudo-alloy PS45/CuAl8 composite coating was sprayed on steel substrate by high-velocity activated arc spraying (HVAA) process. Its sliding wear behavior at room temperature was evaluated by M-2000 wear tester. For comparison, a single CuAl8 coating was also prepared and tested under the same conditions. It is found that the pseudo-alloy composite coating consists of α-Cu and γ-Ni metallic matrix phases together with homogenously distributed minor Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 oxide phases. Moreover, pseudo-alloy coating possesses much better sliding wear resistance than CuAl8 coating due to the enhanced hardness and microstructural homogenization. Fatigue wear and abrasive wear are responsible for the wear-down mechanism of the pseudo-alloy coating.     

Microstructure and sliding wear behavior of pseudo-alloy PS45/CuA18 composite coating sprayed by HVAA technique

A pseudo-alloy PS45/CuAl8 composite coating was sprayed on steel substrate by high-velocity activated arc spraying (HVAA) process. Its sliding wear behavior at room temperature was evaluated by M-2000 wear tester. For comparison, a single CuAl8 coating was also prepared and tested under the same conditions. It is found that the pseudo-alloy composite coating consists of α-Cu and γ-Ni metallic matrix phases together with homogenously distributed minor A12O3, Cr2O3 oxide phases. Moreover, pseudo-alloy coating possesses much better sliding wear resistance than CuA18 coating due to the enhanced hardness and microstructural homogenization. Fatigue wear and abrasive wear are responsible for the wear-down mechanism of the pseudo-alloy coating.     

核/壳结构Fe/FeS_2纳米线结构与磁性能

利用电沉积及热硫化法制备了核/壳结构Fe/FeS2纳米线,研究了硫化过程对纳米线体系磁特性的影响。试验中,通过直流电沉积方法,可以在纳米孔洞高度有序排布的阳极氧化铝模板中制备Fe纳米线,之后部分溶去模板,再经450℃硫化处理,Fe纳米线表面可形成＂毛刷＂绒状物FeS2,从而形成核/壳结构Fe/FeS2纳米线。结果表明,随着高温硫化处理,Fe纳米线直径略有减小,且择优取向发生变化,并引起复合纳米线饱和磁化强度及矫顽力增强,主要认为是由于核/壳复合结构的形成引起纳米线体系静磁耦合作用降低所致。