纳米二氧化钛薄膜制备研究进展

根据近年来国内外TiO2功能薄膜的研究现状,对化学气相沉积法、水解-沉淀法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、溅射法、离子束辅助沉积法等化学和物理制备方法的研究进展进行了综述,并对其优缺点进行了比较和评述.     

Corrosion resistance of anodized AZ31 Mg alloy in borate solution containing titania sol

Anodic films were prepared on the AZ31 magnesium alloy in alkaline borate solution with or without addition of titania sol under the constant potential of 50 V (dc) for 10 min at room temperature. The morphology of the anodic films was observed by scanning electron microscope (SEM). The corrosion resistance of the anodic films was evaluated in 3.5% NaCl solution using fast anti-acid test, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The anodic film formed in borate solution with addition of 4% titania sol has superior uniform surface and higher corrosion resistance than in other conditions.     

球磨纳米结构Fe40Al合金粉末及其冷喷涂沉积行为研究

目的研究冷喷涂用纳米结构Fe40Al合金粉末的球磨制备工艺及其在不同基体表面的冷喷涂沉积行为。方法以Fe粉、Al粉为原料,按照Fe-40Al进行配比混合,采用行星式球磨机制备纳米结构Fe40Al合金粉末,在不同硬度基体表面(不锈钢、低碳钢、纯铜及锡)冷喷涂沉积单个Fe40Al合金粉末颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),分析球磨过程中Fe40Al合金粉末的组织结构演变规律、粉末颗粒在不同基体表面的碰撞变形行为及沉积特性。结果球磨过程中,随着球磨时间的延长,Al扩散进入Fe晶格形成纳米结构Fe(Al)固溶体,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸约为35 nm,平均颗粒尺寸约为20μm,内部为精细层状结构。纳米结构Fe40Al合金粉末在硬度较高的不锈钢和低碳钢基体上沉积时,粉末颗粒发生强塑性变形而基体变形量较小,颗粒和基体间的结合较弱,沉积效果较差;当在硬度较低、塑性较好的Cu基体上沉积时,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形,颗粒和基体间的结合较强,沉积效果最好;在硬度最低的Sn基体上沉积时,基体发生强烈的塑性变形且出现部分熔化,但颗粒几乎没有变形,且颗粒与基体间的结合很弱,沉积效果最差。结论采用球磨工艺可制备出适合冷喷涂用的纳米结构Fe40Al合金粉末,随着球磨时间的延长,粉末晶粒尺寸减小,硬度增加。基体种类对纳米结构Fe40Al合金粉末的冷喷涂沉积行为影响显著,基体硬度过高或过低均不利于粉末颗粒沉积,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形有利于增强颗粒与基体间的界面结合,从而改善沉积效果。     

纳米结构尖晶石型锂离子电池电极材料的研究进展

综述了近年来纳米结构尖晶石型锂离子电池电极材料（LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4和Li4Ti5O12）的研究进展,重点对纳米结构与电化学性能之间的关联性进行了总结和探讨,并对纳米结构电极材料的发展前景进行了展望。     

3D打印Ti-6Al-4V钛合金表面纳米孔洞制备技术

目的 通过3D打印技术制得钛合金,并构建出微米级多孔粗糙表面,再通过阳极氧化表面处理技术在微米级多孔粗糙表面构建出纳米级结构.方法 首先,通过高压水处理与酸蚀处理相结合的方法,对3D打印钛合金表面进行前处理,去除不良结合的球形粉末颗粒,降低3D打印钛合金表面的粗糙度及各向异性.然后,通过阳极氧化处理,在3D打印钛合金表面制备出具有纳米级孔洞的TiO2类骨膜层.结果 3D打印钛合金表面存在较大的各向异性,导致后续的电化学过程中电场放电不均匀,形成的TiO2类骨膜层稳定性差,而阳极氧化的前处理方法可有效解决这些问题.此外,纳米多孔结构抑制了阳极氧化处理中不稳定放电现象的发生,保证了膜层表面颜色的均匀性,且使膜层与钛或钛合金结合牢固,可在3D打印钛合金表面构建纳米级膜层结构.结论 该工艺方法制备的3D打印钛合金表面膜层的成膜速率和稳定性较好,膜层呈三维网状结构,大孔内附有小孔.该结构有利于细胞在其表面更好地粘附、分化和增殖,是理想的医用植入材料.     

表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的研究进展

多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短.受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题.结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展.首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展.其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述.随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响.最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战.     

微孔碳材料修饰的隔膜用于高性能锂硫电池

锂硫电池具有较高的能量密度,是有发展前景的能量存储体系之一。但“穿梭效应”严重制约了锂硫电池的实际应用,为解决该问题,本文通过简单的一步热解法合成了孔径均匀的微孔碳材料,探究了微孔碳材料修饰隔膜后对锂硫电池性能的影响。结果表明,制备的微孔碳材料孔径集中在0.56nm左右,修饰隔膜后不仅能够有效抑制“穿梭效应”的产生,还有利于加快锂离子的传输,确保正极一侧溶解的多硫化物的再次利用。在0.1C的电流密度下,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池首次放电比容量为1359mAh/g,循环100次之后容量能保持在966mAh/g,而修饰之前的传统聚丙烯隔膜,循环100次之后的比容量仅为409mAh/g;在1C的电流密度下循环500圈后,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池容量保持率为88%,表现出优异的循环稳定性。     

精确测定碳纳米管螺旋度的电子衍射方法

本文介绍精确测定碳纳米管原子结构的电子衍射方法.电子衍射方法利用碳纳米管的电子衍射图与碳纳米管螺旋指数(u,v)间的内在关系,可以从(a)衍射层线上的电子散射强度分布或(b)衍射层线间距的比例测定碳纳米管的螺旋指数.电子衍射方法是迄今为止测定碳纳米管的螺旋指数的最有效方法.电子衍射方法除具有结果精度高外,亦可用于测定多层碳纳米管的每层的螺旋指数.     

Improvement of Fracture Toughness Lanthanum ZirconateEI北大核心

La2Zr2O7 （LZ） is a promising thermal barrier coating material for the high temperature applications. The fracture toughness and microhardness of nanocrystalline LZ （n-LZ）, microcrystalline LZ （m-LZ） and LZ-5mol%8YSZ （LZ-5-8YSZ） composite （8YSZ for zirconia stabilized by 8 mol% ytrria） were studied. The n-LZ had a thermal expansion coefficient of （9.6±0.4）×10 -6 K -1 （200～1000℃） and fracture toughness of （1.98±0.07） MPa·m 1/2 which are obviously higher than those of the m-LZ （ （9.1±0.4）×10 -6 K -1 and （1.40±0.23） MPa·m 1/2, respectively）, indicating that nanofication was an efficient way to increase the toughness and thermal expansion coefficient of LZ. The composite LZ-5-8YSZ had a higher fracture toughness （（1.88±0.30） MPa·m 1/2） than LZ, which was close to that of 8YSZ densified by superhigh pressure （SHP）.     

EGR对生物柴油颗粒物氧化活性及微观结构的影响

为研究废气再循环(EGR)及燃用调合生物柴油(B0,B20)对柴油机排放颗粒物(PM)氧化活性与微观结构的影响,通过一台4缸共轨柴油机进行试验,并采集燃烧颗粒物,使用热重分析仪(TGA)、高倍透射电镜(HRTEM)和拉曼光谱(RS)对颗粒物进行研究.结果表明:燃用同种燃料时,随着EGR率增加,颗粒中干碳烟含量增加,起始...