本期目录

2015年, 第46卷, 第23期 刊出日期:2015-12-15
  

  • 全选
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    研究 开发
  • 王桂强
    功能材料. 2015, 46(23): 1-0.
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    以三聚氰胺-甲醛树脂为炭源,以F127为模板剂,采用自组装结合后活化的方法制备具有微孔-介孔复合多级孔结构的氮掺杂炭材料(NHPC),并对这类材料的电化学性能进行了研究。N2吸附和TEM分析表明,KOH的活化过程可以在介孔的孔壁上产生微孔,但没有破坏材料原有的介孔结构。电化学分析表明所制备的NHPC对I-和I3-之间的氧化还原反应具有较高的电催化活性,同时具有优异的电容性能(比电容可以达到257.8 F/g)。NHPC所表现的优异电化学性能可归因于其氮的掺杂、特殊的多级孔结构及较大的比表面积,这一方面保证了电解质能够在材料多级孔体系中快速传输、同时又能保证材料具有较高的有效表面积。
  • 赵振;周海月;郭祥;罗子江;王继红;王一;魏文喆;丁召
    . 2015, 46(23): 2-0.
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    基于分子束外延(MBE)技术,以反射式高能电子衍射仪(RHEED)作为实时监测工具,在经过Ga液滴刻蚀而具有纳米洞的GaAs衬底上沉积不同厚度的InAs材料形成量子点,并利用扫描隧道显微镜(STM)研究了量子点的形成及分布与InAs沉积量之间的关系。结果表明,在GaAs衬底平坦区,InAs按照SK模式生长,在纳米洞位置,洞内及其周围的台阶会约束量子点的生长成核,而随着InAs沉积量的增加,这种约束会逐渐减小。特别是当InAs沉积量为2ML时,在纳米洞周围会形成尺寸均匀,分布有序且呈环状的量子点结构。
  • 随赛;马华;王冬骏;庞永强;王甲富;屈绍波
    . 2015, 46(23): 3-0.
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    基于电阻型频率选择表面,通过遗传算法进行拓扑优化的方法,设计了一种具有超宽带、轻质、宽入射角和极化不敏感特性的超材料吸波体,该吸波体的吸收率在90%以上的带宽为3.4-23.2GHz,相对带宽高达149%,并且针对TE极化,当入射角增加至55°时,吸收率均仍保持在80%以上;对于TM极化,该吸波体保持90%以上吸收率到70°。由于采用聚氨酯泡沫作为基体,该吸波体面密度仅为0.35/cm3。本文设计的超材料吸波体具有易于实现的特点,具有良好的应用前景。同时该拓扑设计的方法还可应用到左手材料、频率选择表面的超材料设计中。
  • 王庆平
    . 2015, 46(23): 4-0.
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    通过添加膨润土成功制备了孔径分布均匀的泡沫膏体充填材料,利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了膨润土掺加前后泡沫膏体充填材料的水化产物及孔隙结构,研究了膨润土掺量对泡沫膏体充填材料28d抗压强度的影响。结果表明:膨润土的掺加提高了气泡稳定性,有利于泡沫的引入,易于制备较低干密度的泡沫膏体充填材料,但膨润土对泡沫膏体充填材料水化产物的生成有一定抑制作用;在水料比为0.7~0.8时,掺加2.0~4.0 wt%膨润土可使微细孔含量明显增多,气孔孔径分布集中,比较均匀的孔隙结构改善了泡沫膏体充填材料的强度,28d抗压强度可达0.50~0.73 MP,满足煤矿充填使用要求。
  • 汪庆卫;吴欣;王宏志;宁伟;刘国强;李金龙
    功能材料. 2015, 46(23): 5-0.
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    玻璃纤维因良好的力学性能被广泛应用于增强复合材料,而玻璃纤维与树脂基体的界面是影响复合材料性能的关键因素之一。本实验中将碳纳米管(CNTs)改性后均匀地分散到浸润剂中,利用玻璃纤维在线成型工艺直接涂覆到玻璃纤维表面并制备复合材料。通过力学性能测试和显微形貌分析,结果表明CNTs能较好地分散于浸润剂和玻璃纤维表面,发现0.5wt.%CNTs就可以显著提高玻璃纤维的拉伸强度,并能显著改善纤维和基体的结合强度,从而提高复合材料的强度。
  • 工艺 技术
  • 王玉洁;罗灏;张玉华;何洁鑫;杨佐毅;刘敬勇
    功能材料. 2015, 46(23): 6-0.
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    本文设计了一种基于分子信标的新型生物检测模型,以上转化发光纳米粒子(UCPs)作为FRET能量供体,利用分子信标茎环结构的优势,有效减小供受体之间距离,从而增加FRET能量转移效率,提高猝灭效率和生物检测灵敏度,并将该模型用于目标DNA和凝血酶检测,得到了令人满意的结果。此外,将这种灵敏且结构简单的模型用于复杂基质中凝血酶的检测,显示出UCPs优越的抗干扰性能。
  • 研究 开发
  • 甘平;辜敏
    . 2015, 46(23): 7-0.
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    基于电化学诱导sol-gel方法制备Te/TeO2-SiO2复合薄膜的紫外-近红外投射光谱实验,采用透反射光谱测量法推导出Te/TeO2-SiO2复合薄膜在200-1100nm波长范围内的光学常数,包括光学透过率、反射率、线性吸收系数、消光系数、线性折射率及禁带宽度。研究发现复合薄膜具有高折射率(1.93-2.03),测试波长为1064nm,低吸收和禁带宽度宽(3.07-3.40eV)等光学特性,同时薄膜的光学常数对制备过程中的重要参数制备电压表现出强烈的依赖性,制备电压越大薄膜的光学透过率降低,薄膜厚度增大,线性折射率增大。
  • 王玮;张琳博;张津;沈岩柏
    . 2015, 46(23): 8-0.
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    以金属碲粉为原料,在450℃温度下采用热蒸发法制备TeO2纳米线,考察了不同基板材质对TeO2纳米线结构和形貌的影响。研究结果表明,在镀金玻璃(glass)基板和Si基板上均可以获得结晶好、长径比高、产量大的TeO2纳米线,在未镀金和镀金Al2O3基板上可以获得TeO2纳米线,但产物的长径比和形貌相对较差,而在未镀金glass基板和Si基板上获得的则是TeO2微米级颗粒。TeO2纳米线通过气-固生长机制生长,Au颗粒只是起到加速TeO2纳米线生长的作用。
  • 李庆文;张向东;李桂秀;孙小彬;
    . 2015, 46(23): 9-0.
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    为探究防冻剂对混凝土引气剂气泡稳定性能的影响,考虑4种防冻剂及不同掺量等敏感性因素进行水泥稀浆摇泡试验,分析其对引气剂起泡与稳泡能力影响及作用机理。结果表明:建立摇泡试验的气泡体积衰减指数模型,其参数能表征不同引气剂起泡与稳泡能力;硝酸钙对皂苷类引气剂稳泡能力有正作用,防冻剂对其起泡能力均有负作用;乙二醇对苯磺酸盐类引气剂起泡能力有正作用,对其稳泡能力有正作用表现为亚硝酸钙>硝酸钙>乙二醇;四种防冻剂对掺皂苷类引气剂的新拌混凝土含气量均有负影响,其显著性为乙二醇最强,亚硝酸钙最弱,钙盐类防冻剂对掺苯磺酸盐类引气剂均有负作用,乙二醇对其有正作用。
  • 综述 进展
  • 薛明;汪宏涛;曹巨辉
    . 2015, 46(23): 10-0.
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    研究了原材料磷酸二氢铵(P)与氧化镁(M)的质量比值对磷酸镁水泥抗压强度和凝结时间的影响,通过XRD、扫描电镜和能谱检测分析了该比值影响的作用机理。研究发现:材料体系是由大量未反应的氧化镁颗粒被水化产物胶结而形成的强度体系,氧化镁对水化反应速率和强度发展至关重要;水化产物主要为磷酸铵镁和磷酸镁类化合物,其组成及晶体形貌结构受P/M比值影响较大,当P/M比值在1/4~1/5时,水化产物晶体结构致密,材料强度较高。
  • 工艺 技术
  • 唐凯;朱生发;吴艳萍
    . 2015, 46(23): 11-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用电弧离子镀和非平衡磁控溅射镀膜技术沉积TiAlN,TiCrAlN薄膜和TiCrAlN/TiCrN复合薄膜。采用扫描电镜(SEM)观察薄膜表面形貌和磨痕形貌,X射线衍射(XRD)检测薄膜结构,俄歇电子能谱仪(AES)分析薄膜成分,摩擦磨损试验评价薄膜的耐磨损性能。实验结果表明,采用Ti/TiN复合膜过渡层,可有效提高薄膜与基体的结合性能;采用磁控溅射与电弧离子镀复合技术制备的TiCrAlN/TiCrN薄膜表面较光滑、粗糙度小,与基体结合强度较高,仅产生较轻微的磨粒磨损和疲劳磨损,具有较优的耐磨性能,适合用于刀具表面处理。
  • 袁群
    . 2015, 46(23): 12-0.
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    在模拟冷却水中添加Al2O3纳米颗粒制备纳米流体,用Zeta电位表征纳米流体的稳定性。研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度、超声处理时间、溶液pH值对纳米流体稳定性的影响及最佳优化条件。单因素实验结果表明,随着SDBS浓度、超声处理时间、溶液pH值的增加,纳米颗粒Zeta电位绝对值|ζ|均先增加后减小。在此基础上,运用响应曲面法中的Box-Behnken设计(BBD)模型对纳米颗粒分散条件进行优化,结果显示SDBS浓度对Zeta电位的贡献最大,其次为溶液pH值;SDBS浓度与pH、超声时间与pH两两之间的交互作用较明显;BBD模型给出模拟冷却水中纳米颗粒分散稳定性的优化条件为:SDBS浓度0.339%wt,超声时间61 min,pH值8.05,预测|ζ|为50.8 mV,实验测得优化条件下|ζ|为50.6 mV,与预测值接近。
  • 研究 开发
  • 徐青景;王砥;任世学;方桂珍
    功能材料. 2015, 46(23): 13-0.
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    荧光稀土配合物具有良好的荧光特性,但是简单的配合物由于较低的光、热稳定性而限制了其应用。本文以氨丙基硅烷偶联剂与邻苯二甲酰氯反应制备改性配体,并与铕离子进行配位制备改性稀土配合物,通过天线效应敏化稀土离子发光,从而实现能量传递和最终的材料发光。考察了不同条件下对稀土配合物的产率和荧光发射强度的影响;测量了配合物的红外光谱、紫外光谱,并推测了配合物的稳定结构;通过荧光光谱测定了配合物的荧光发射强度。结果表明:改性配合物表现出了更强的铕离子的荧光特征峰,说明了铕离子的第一激发态能级和改性配体的三重态能级之间有更好的匹配。
  • 张永爱;褚子航;周雄图;郭太良
    功能材料. 2015, 46(23): 14-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用传统的光刻技术制备平栅极场致发射阴极阵列,利用水热法原位合成ZnO发射源,并组装成平栅极ZnO场致发射电子源,利用光学显微镜、SEM和XRD表征其微观结构,分析ZnO发射源的生长机制,并结合场发射测试系统研究其发射特性。结果表明,ZnO发射源为六方纤锌矿氧化锌纳米棒,平均直径为300nm,发射源沉积平栅极场致发射阴极阵列的阴极电极表面。场发射测试表明,平栅极ZnO场致发射电子源的发射特性完全由栅极控制。当阳极电压为2000V,器件的开启电压为150V,发射电流可达345μA;在栅极电压为260V时,器件的发射电流波动范围为±5.5%左右,发光亮度高达750cd/m2,表明该器件具有较好的发射稳定性和发光特性。
  • 姜智旭;贾金兰;石璐;杨宁;陈莉
    功能材料. 2015, 46(23): 15-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用碱处理方法,以丙烯酸(AA)为中介,将L-精氨酸(ARG)共价接枝在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面,制备了PVDF-ARG膜。对改性前后的PVDF膜进行了X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)表征,分析了改性前后膜表面的化学组成和结构变化,发现膜表面ARG的含量随ARG投料浓度的增加而增加。利用血小板黏附、蛋白吸附、复钙时间、溶血率等实验研究了改性膜的血液相容性。结果显示,经L-精氨酸改性的PVDF膜可有效的抑制血小板黏附、蛋白吸附,可降低溶血程度,延长复钙时间,并随着膜表面ARG含量的增加改性膜的血液相容性更好。