爆炸固结法制备MoSi2p/Nb复合材料的铸态组织研究

主要通过扫描电镜研究了爆炸固结法制备的MoSi2p／Nb复合材料铸态组织。结果表明，爆炸固结瞬间，由于冲击波能量汇聚产生铸态组织。爆炸固结过程中，冲击波能量在粉末颗粒中分布不平衡，造成爆炸固结过程中形成液相数量不同，导致在最终爆炸固结试样中形成不同的微观组织形貌。粉末在冲击波作用下表现出粉末颗粒效应。由于爆炸固结后熔融液体的冷却速度极快，MoSi2p／Nb复合材料中存在轻微偏析现象，并存在枝晶结构。     

Au对TiO2光电催化材料的改性策略研究进展

近年来,环境污染、能源枯竭问题日益严重,成为制约人类生存与发展的主要因素。光电催化技术能够同时实现污染物的降解与清洁能源的制备,有助于缓解环境污染与能源枯竭问题。作为典型的光（电）催化材料,TiO₂具有光活性强、性质稳定、廉价易得、环境友好等诸多优点,数十年来已成为光催化及相关领域的研究热点。然而,TiO₂存在的本征缺陷依然制约着其进一步推广应用,为此研究人员已提出多种方式对TiO₂进行改性。其中贵金属/TiO₂复合材料可显著提升TiO₂的光学活性并拓宽其吸收波长范围,尤其是Au/TiO₂材料体系已受到广泛关注和认可,表现出良好的应用前景。本文通过对目前Au/TiO₂复合材料的发展现状进行了总结,首先简单介绍了Au和TiO₂的化学性质及Au对TiO₂光学性能的增强原理;随后对Au/TiO₂复合材料的改性策略及相关作用机制展开讨论,包括Au对TiO₂光学性能的影响及调控、修饰方法的选择与影响等;最后总结出目前Au/TiO₂复合材料依然以克服TiO₂的两大本征缺陷为主,探讨各类新型Au/TiO₂复合材料有望使其得到逐步推广与实际应用。最后对目前Au/TiO₂复合材料的研究现状进行系统总结并探讨该材料未来的研究和发展方向。     

用于光催化的金属氧化物多孔材料的研究进展

金属氧化物材料的多孔化制备受到越来越多的关注,由于其大的比表面积、较多的活性位点、便于物质传输的双连续结构等特点,在环境保护、能源、精细化工等各个领域得到广泛的应用。本文综述了几种多孔金属氧化物材料(二氧化钛、铋系半导体、氧化锌、氧化亚铜等)在光催化领域的最新研究进展,分析了多孔氧化物的制备工艺、生长机理、光催化性能,最后对多孔氧化物材料的制备、改性及光催化性能进行了总结,并对未来的发展方向进行了展望。     

碳/碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制

对MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的显微形貌、相组成及成分进行了观察与分析,考察并研究了有涂层的碳／碳复合材料在1650℃以下温度的等温氧化性能,以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响,阐明了涂层的抗氧化过程及机理,并进一步提出了合理的涂层结构。结果表明,碳／碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

碳纳米管/微膨石墨复合负极材料的制备及电化学性能研究

通过对两种天然鳞片石墨进行微膨胀处理得到微膨石墨,然后以微膨石墨为基体采用化学气相沉积(CVD)法于微膨石墨的孔洞结构中原位生长碳纳米管,制备了碳纳米管/微膨石墨复合负极材料.电化学测试结果表明两种复合材料分别具有443和477 mAh/g的首次可逆容量.两种复合材料在0.2C倍率下循环充放电30次后容量均能保持95%以上;在1C下循环充放电50次后,可逆容量分别稳定在259和195 mAh/g.微膨胀处理形成的微纳米级孔洞以及原位碳纳米管的网络结构,提供了更多的储锂空间,并能够有效地缓冲电极材料在充放电时的体积变化;电解质溶液浸润在纳米孔洞中,有利于缩短锂离子的扩散路径,提高倍率循环性能;同时原位生长的类似常春藤形的碳纳米管可以起到桥梁的作用,避免"孤岛"的形成,增强了复合材料的导电性能.     

制备温度对热解炭包覆磷酸铁锂/气相生长炭纤维复合正极材料的影响

采用微波化学气相沉积法一步合成了热解炭包覆磷酸铁锂/气相生长炭纤维复合正极材料. 借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电镜和电化学测试仪等测试手段研究了不同制备温度对材料晶体结构、显微形貌和电化学性能的影响. 结果表明, 当制备温度由500℃升至600℃时, 磷酸铁锂主晶相的颗粒尺寸没有发生明显变化, 而原位VGCF的网络程度却明显增加, 材料的放电比容量随之提高; 当制备温度进一步升高到700℃时, 磷酸铁锂颗粒异常生长现象加剧, VGCF直径较大且粗细不均, 材料的电化学性能变差. 研究发现, 当温度为600℃时, 材料表现出较优的电化学性能, 25℃在0.2C、0.5C、1C和3C倍率下的放电比容量分别可达163、159、153和143mAh/g.     

煤基炭泡沫孔结构调控

以肥煤镜质组富集物为前驱体, 采用高压渗氮法制备煤基炭泡沫, 研究了发泡温度、发泡压力和发泡时间对炭泡沫孔结构的影响。利用SEM观察炭泡沫的孔胞形貌, 同时利用Nano Measurer分析软件统计SEM照片孔胞直径分布和孔喉直径分布以及平均孔径。结果表明: 微孔塑料成核理论可以定性解释炭泡沫的孔结构变化趋势。发泡温度的升高导致成核密度增加, 同时导致气体在胶质体的溶解度降低, 不利于孔胞长大。发泡压力的增大导致炭泡沫的孔胞密度增加, 临界成核半径降低, 同时加剧了热聚合反应, 导致胶质体的粘度增大, 不利于孔胞长大。发泡时间的延长会使热聚合更加充分, 影响胶质体粘度, 进而影响孔结构。     

硅溶胶水热处理及添加B2O3微粉改性碳/碳复合材料的抗氧化性能

以正硅酸乙酯为原料,采用一种新颖的硅溶胶及添加B2O3微粉-水热处理,并经800℃煅烧30min,对碳纤维增强碳(carbon fiber reinforcedcarbon,C/C)合材料基体进行改性.研究了水热处理温度、时间、B2O3微粉的添加等工艺因素对改性C/C复合材料的结构及抗氧化性能的影响.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对改性C/C复合材料的表面物相组成、显微结构和微区化学元素组成进行了表征.结果表明:硅溶胶-热处理法提供了一条较好的C/C复合材料基体抗氧化改性的途径;复合材料的抗氧化性能随着水热温度的升高呈现先降低,后提高的趋势;适当延长反应时间,能提高复合材料的抗氧化性能;添加B2O3微粉的硅溶胶改性后的C/C复合材料的抗氧化性能明显提高,改性后的样品在500℃经5h氧化后,没有产生质量损失.     

G(f)/HA-CS复合材料的制备及性能研究

以羟基磷灰石-壳聚糖(HA-CS)为基体,玻璃纤维G(f)为增强相,采用原位杂化法制备短玻璃纤维增强HA-CS基生物复合材料.研究交联剂、羟基磷灰石含量和玻璃纤维含量对复合材料性能的影响.采用红外吸收光谱、扫描电子显微镜和万能材料试验机对材料的结构和性能进行表征.结果表明:原位杂化法能制备性能较好的复合材料;用戊二醛交联改性复合材料可以明显增加其韧性和弯曲强度,使复合材料抗弯曲强度提高16%;当CS/HA=10/1(质量比)和玻璃纤维含量为1.5%时复合材料抗折强度达到极大值84.47 MPa;随玻璃纤维含量的增加,复合材料的断裂面由平整向多层断裂变化,材料的韧性有所提高.     

工艺因素对水热改性C/C复合材料抗氧化性能的影响

以一定配比的Al_2O_3粉和磷酸溶液组成的悬浮液作为水热处理前驱体,采用水热法对C/C复合材料基体进行了防氧化改性.采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)仪分别对改性试样的物相组成、显微结构及化学元素组成进行表征.重点研究了水热反应时间、水热反应釜填充比等工艺因素对改性C/C复合材料的物相组成、微观形貌及抗氧化性能的影响.结果表明:水热改性方法是一种行之有效的提高C/C复合材料基体抗氧化性能的手段.经过水热改性处理,试样的抗氧化性能明显提高;延长水热反应时间和增大水热釜填充比都有利于基体抗氧化性能的提高;在水热釜填充比为70%、水热温度为200 ℃的条件下,改性处理72 h的C/C复合材料在700 ℃的静态空气中恒温氧化10 h后氧化失重仅为2.31%.