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2015年, 第46卷, 第20期 刊出日期:2015-10-31
  

  • 全选
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    综述 进展
  • 代建清
    . 2015, 46(20): 1-0.
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    摘要: CaMn7O12作为一种新的铁电性与磁性具有强耦合的单相多铁性材料受到了越来越多的关注,原因就是其特殊的铁电物理机制,即它的铁电性是由本身长周期螺旋浆型自旋(proper-screw)磁序引起的。由于这种特殊的磁序,导致了它具有非常好的磁电效应,沿着c轴方向大的极化强度(Pc=2870uC/m2 )以及较高的奈尔温度(TN1=90K)。本文综述了CaMn7O12的晶体结构、特殊磁序的形成原因、铁电性与磁性耦合效应以及磁致多铁性的物理机制 。
  • 工艺 技术
  • 韩春霞;杨文忠
    . 2015, 46(20): 2-0.
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    摘 要:本文以柠檬酸铁为原料,采用直接碳化法,制备出介孔碳材料。通过SEM、TEM和N2吸附测试对其形貌和孔结构参数进行分析。采用TG技术研究了柠檬酸铁在氮气气氛中的热解过程。并用循环伏安进行电化学测试,测试表明,以柠檬酸铁为原料碳化所得的介孔碳具有优异的电化学性能。
  • 柳金龙;沙玉辉
    . 2015, 46(20): 3-0.
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    采用传统的轧制和退火工艺制备了厚0.20mm的6.5wt.%Si高硅钢薄带,采用X-射线衍射技术对不同冷轧工艺下高硅钢薄带的再结晶织构进行了研究。研究表明,与一次冷轧法相比,二次冷轧法可明显减弱对磁性能不利的γ再结晶织构,而且通过合理分配一次和二次冷轧压下率,二次冷轧法可完全消除γ再结晶织构,并形成强η再结晶织构。通过二次冷轧法调整形变微结构,促使剪切带成为再结晶的主导形核位置,是改善高硅钢薄带再结晶织构的有效途径。
  • 吴雪艳;姚恺;安振涛
    . 2015, 46(20): 4-0.
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    在已化学镀铜涤纶织物上电沉积非晶态Ni-Fe-P和Ni-P合金,制备了镀层致密均匀的柔性金属化屏蔽织物。讨论了电流密度、温度及pH值对镀层组成和沉积速率的影响,借助SEM、EDS和XRD测试仪器对镀层表面形貌、成分及结构进行了分析,并测试了镀层织物电磁屏蔽效能。结果表明:电流密度8.7A/dm2,温度60℃,pH=1.5时,非晶态Ni-Fe-P合金的织物镀层结晶细致,致密均匀,镀层为P含量16.62%的非晶态结构。通过对比分析:非晶态Ni-Fe-P合金织物的电磁屏蔽效能较好。在300kHz~1.5GHz频率范围内,镀层织物电磁屏蔽效能达到了69.20dB-80.30dB。
  • 金珂
    . 2015, 46(20): 5-0.
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    针对热防护涂层材料开展了抗激光辐照实验研究,重点考察试片界面温度随时间的变化规律;在此基础上以传热学基本原理为基础,建立描述涂层内部传热传质、烧蚀化学反应以及表面迁移等过程数学模型并采用数值模拟的方法对模型进行求解,通过与实测值对比验证了模型的合理性,进一步考察涂层沿厚度方向的温度分布,分析了激光辐照过程中涂层表面迁移速率。研究结果表明,本文所建立的数理模型能够较好的描述涂层的烧蚀传热过程,涂层表面迁移速率在辐照初期逐渐升高而后逐渐趋于稳定,界面温度在短时间内急剧上升随后逐渐回落,同时增加涂层厚度以及降低材料导热系数有利于对基材的保护;本文研究内容为热防护涂层的后续研究以及应用提供了有力的理论依据。
  • 于新友;关小军;曾庆凯;王进;张向宇
    . 2015, 46(20): 6-0.
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    为了研究拉速对Φ400mm直拉硅单晶中空洞演变的影响,本文应用CGSim软件模拟了三种拉速下晶体中空洞演变过程。模拟结果表明:①三种拉晶速度下具有相同的空洞分布规律,即随着径向半径增加,晶体心部的空洞密度增大而平均直径减小,该变化趋势随轴向位置远离固液界面而减弱;晶体边缘的空洞密度和平均直径随径向半径增加而减小、直至形成无空洞区,无空洞区域随轴向位置远离固液界面而缩小;②随着拉晶速度加快,晶体心部的空洞密度及其平均尺寸相应增大,对应的变化区域基本上向边缘整体平移。
  • 贺全国;梁静;刘军
    . 2015, 46(20): 7-0.
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    本文用溶剂热法制备具有空心结构的四氧化三铁(Fe3O4) 纳米粒子,用乙二醇作为溶剂和还原剂、六水合三氯化铁(FeCl3?6H2O)作为铁离子源、无水醋酸钠(NaAc)作为碱性试剂和辅助结构指导剂制备了该种磁性纳米粒子。采用多种表征手段探讨了测定磁性空心粒子Fe3O4纳米粒子的形貌、晶型结构和磁学性能,并提出空心磁粒的形成源自醋酸钠诱导的奥斯特瓦尔德(Ostwald)熟化机理。
  • 郭景振;宋成利;崔海坡
    . 2015, 46(20): 8-0.
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    药物洗脱支架(drug eluting stent, DES)植入血管后的疲劳性能,对冠状动脉支架植入术的成功有着重要影响。利用有限元方法分析支架在使用过程中的应力分布,通过绘制Goodman曲线图分析支架的疲劳强度,并通过计算支架的安全系数来反应支架的安全性。分析发现,支架变形过程中的大应力分布区始终位于支撑体的圆弧部位。I型支架和II型支架的所有特征点在Goodman曲线图中均位于疲劳极限以下,不会造成支架在使用过程中的疲劳失效。此外,支架的安全系数与支架槽的长、宽、高均成负相关。该分析可为支架的设计提供参考依据。
  • 何亮;凌天清;何兆益;马涛;黄晓明
    . 2015, 46(20): 9-0.
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    为了研究温拌橡胶沥青混合料施工和易性,首先根据不同温拌技术机理选择三种典型温拌剂制作了温拌橡胶沥青,并通过技术指标测试确定了该橡胶沥青的温拌剂掺量,然后通过温拌沥青胶浆粘温关系试验以及不同出料温度下混合料旋转压实特性试验研究了温拌橡胶沥青混合料的施工和易性。结果表明:表面活性温拌剂对橡胶沥青技术指标没有明显影响,有机降粘温拌剂对橡胶沥青各项性能指标有明显影响,推荐该橡胶沥青的Sasobit掺量为2%、Evotherm M1为0.6%与Evotherm DAT为11.1%;温拌橡胶沥青胶浆试验可作为判别表面活性温拌剂温拌效果的一种方法,温拌剂不仅可以改善较低出料温度旋转压实试件的体积参数,还可提高橡胶沥青裹腹率,三种温拌剂都能降低橡胶沥青混合料施工温度20℃以上。
  • 王一雍;金辉
    . 2015, 46(20): 10-0.
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    以Ni-Al2O3纳米复合镀层为中间涂层,在结晶器铜板表面激光熔覆Co42粉末制备Ni-Co-Al2O3复合涂层,利用金相显微镜,扫描电镜、显微硬度仪及电化学腐蚀测试系统对涂层的微观组织、硬度及耐蚀性能进行了分析,研究结果表明:Ni-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小,微观组织致密、均匀。激光功率为4.5kW,扫描速度为240mm/min时形成的激光熔覆层与基层形成了良好的冶金结合,激光熔覆层晶粒进一步细化,熔覆层的平均显微硬度高达1000HV,耐蚀性能优良。
  • 研究 开发
  • 周明凯;朱志刚;李北星
    . 2015, 46(20): 11-0.
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    展开了梯级粉磨工艺粉磨铁尾矿、石膏、矿渣及水泥熟料生产铁尾矿-矿渣基高性能胶凝材料(简称TSBC)及其性能的研究,探讨了不同粉磨工艺的粉体粒径特征及胶凝性能,对比了TSBC材料与PO52.5水泥的制备超高性能混凝土强度及耐久性差异。研究结果表明:三级粉磨较二级粉磨能更好发挥颗粒的“微磨球”效应,所得粉体材料粒径更小;粉磨中应将铁尾矿砂作为第一级粉磨材料,第一级粉磨时间不宜过长否则导致粉体过细大量覆盖粗颗粒材料表面降低后期粉磨效率;TSBC制备的UHPC不仅具有常规UHPC的强度甚至有更优良的耐久性能。
  • 庞敏晖
    . 2015, 46(20): 12-0.
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    为了提高膨胀石墨的红外/毫米波衰减性能,采用化学镀铜对可膨胀石墨进行表面金属化改性。通过对施镀温度、施镀时间、装载量等因素对增重率的影响,优化了镀铜工艺条件,并对改性后膨胀石墨进行分析表征及红外(3~5μm、8~14μm)、毫米波(3mm、8mm)的衰减性能测试。结果表明:改性后的膨胀石墨表面均匀附着了少量的金属铜;XRD测试显示这些金属铜为微晶结构;在适当的装载量下改性后的镀铜膨胀石墨具有更好的红外、毫米波衰减性能。当装载量为15g/L时,镀铜膨胀石墨对3mm、8mm、3~5μm、8~14μm波的衰减率较好,分别达88.96%、62.85%、82.25%、92.24%,相比未改性膨胀石墨分别提高了约10.34%、9.41%、6.56%、4.86%。
  • 巴志新;章晓波
    . 2015, 46(20): 13-0.
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    将超声波用于镁合金表面镁铝水滑石膜(Mg6Al2(OH)16CO3?4H2O)的制备,研究了超声波功率、频率对膜层结构及耐蚀性的影响规律。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射 (XRD) 分析了膜层的表面形貌和成分,利用极化曲线和交流阻抗(EIS)评价了该转化膜的耐蚀性。研究结果表明:超声辅助处理工艺能够有效地加快膜层形成,随着超声波频率和功率的提高,成膜速度提高,但过高的功率和频率会导致膜层质量的恶化,在频率为80kHz,功率为100W条件下制得的膜层较厚且完整,耐蚀性明显优于镁合金基体,腐蚀电流密度约为镁合金基体的1/20
  • 郑国爽;郑会珍;谢红国;刘袖洞;于炜婷;马小军
    . 2015, 46(20): 14-0.
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    为了提高壳聚糖的水溶性,本文通过一种简单的均相介质中N-乙酰化方法制备了水溶性壳聚糖。利用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪和X射线衍射仪表征了水溶壳聚糖的脱乙酰度(DD)、官能团结构和结晶状态,进一步分析了其水溶机理。初步验证了水溶性壳聚糖用于微囊化细胞培养的可行性,结果表明:水溶壳聚糖脱乙酰度为56%,在乙酰化过程中,晶体的结晶度降低而形成无定形结构是其水溶的主要原因;细胞在水溶性壳聚糖制备的微胶囊中保持良好的活性,在培养过程中逐渐聚集成团生长。
  • 范汶鑫;王延相;王成国;陈纪强;袁燕;李爱国
    . 2015, 46(20): 15-0.
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    本文通过电化学阳极氧化法改性碳纤维表面,利用浸渍法在连续的碳纤维表面加载了均匀的催化剂前驱体涂层,并通过化学气相沉积法(CVD)在碳纤维表面催化生长了均匀、规整的碳纳米管。利用场发射扫描电镜(FESEM)研究了电化学氧化电流强度对碳纤维表面加载催化剂颗粒的形貌与碳纤维表面催化生长碳纳米管形貌的影响,发现最佳的电化学氧化电流强度为0.4A; Co作为催化剂时,500℃气相沉积10min后制备的复合材料层间剪切强度与未做任何处理的碳纤维及脱浆后的碳纤维作为增强体时相比,分别提高了11.0%与26.5%。
  • 张琛;刘建华;杨晓博;吴凡;夏启斌;李忠
    . 2015, 46(20): 16-0.
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    废SCR催化剂的V和W的回收再利用具有巨大的社会、环境和经济效益。研究了碳酸钠焙烧—水浸法回收废SCR催化剂中的钒和钨,并引入超声波对浸出过程进行强化,同时还考察了超声时间、液固比、超声功率对超声浸出率的影响。结果表明:相对于常规搅拌浸出,超声强化提高了V和W的浸出率,缩短了浸出时间,超声浸出3 min时 V的浸出率为76.92%、W的浸出率为69.87%,比常规搅拌条件下的分别提高23.08%、2.59%。超声强化浸出最佳工艺条件为:超声时间90 min、液固比12:1、超声功率500 W,最终V和W的浸出率分别为89.01%、96.05%。废SCR催化剂的V、W的溶解动力学符合Stumm方程,其中V的溶解反应属于一级反应,W的溶解反应属于二级反应。
  • 陈一宁;但年华;但卫华
    . 2015, 46(20): 17-0.
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    在乙醇介质中使用乙二醇缩水甘油醚(EGDE)交联脱细胞猪真皮基质(pADM),优化了最佳交联条件;考察了交联pADM(EGDE-pADM)的改性指数、傅里叶红外光谱、机械性能、亲水性、扫描电镜及细胞相容性;通过对pADM与皮粉进行封闭氨基及封闭羧基来初步探索EGDE与pADM的相互作用。研究结果表明:交联得到的EGDE-pADM的收缩温度随用量、温度、时间的增加而先增大后逐渐趋于稳定;交联最优条件为温度37℃、用量16%、反应时间48h。在最优条件下得到的交联材料物理机械性能与亲水性得到提高,细胞毒性为Ⅰ级,形态较优,材料表面有利于细胞粘附生长。相互作用的研究表明,乙醇介质中EGDE主要与pADM上的氨基发生交联反应,也能与其它活性基团发生反应。
  • 谈玲华;杭祖圣;寇波;徐建华;郏永强;王善斌;
    . 2015, 46(20): 18-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    以三聚氰胺为前驱体、半封闭法制备出类石墨型氮化碳(g-C3N4),采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对其结构和形貌进行表征,利用热失重(TG)、差热分析(DTA)研究g-C3N4对高氯酸铵(AP)热分解的影响。结果表明:制备出的g-C3N4为层状结构。g-C3N4对AP有较强的催化效果,可使AP的高低温分解峰合并,高温分解温度下降73.8 ℃。g-C3N4优异的导电性能,在氧化还原循环中能加速电子转移,使AP在更低的温度下分解。
  • 郝亚敏;杨维佳;闫翎鹏;杨永珍;刘旭光;许并社;
    . 2015, 46(20): 19-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文首先选用聚乙二醇(PEG)对水热法合成的粒径约200 nm的ZnO球进行表面钝化,考察了PEG分子量、用量对ZnO薄膜形貌及光学性能的影响和PEG的能级结构;然后采用聚3-己基噻吩(P3HT)和最优参数PEG修饰前、后的ZnO纳米球共混旋涂来制备P3HT/ZnO复合膜,利用原子力显微镜、紫外可见分光光度计、荧光光谱分析仪考察PEG钝化修饰对复合膜形貌及光学性能的影响。结果表明:采用相对分子质量为6000、用量为5 wt%的PEG修饰ZnO时,制备的ZnO薄膜均一性最好;PEG修饰的ZnO与P3HT具有良好的能级匹配性;P3HT与PEG修饰后的ZnO形成的复合膜表面规整且缺陷较少,而且在可见光区的光吸收作用增强,荧光猝灭现象加剧,表明PEG修饰增加了ZnO和P3HT的接触面积,促进了界面间的电荷转移。
  • 尚欣;周杰;卓芳;罗艳
    . 2015, 46(20): 20-0.
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    本文以BR1500HS高强度钢为研究对象,采用金相显微镜、显微硬度仪和万能拉伸试验机对比分析了其热成形前后的微观组织和力学性能,同时得到了试样在不同冷却速度时的时间-温度曲线图,即马氏体转变曲线。分析结果表明:高强钢BR1500HS室温条件下其微观组织为90F+10B,其屈服强度、抗拉强度分别为462MPa、627MPa;而经热成形后的微观组织最好为98M+1B+1F,最大硬度、抗拉强度值分别为501.2 HRV、1633.69MPa,与此同时,得硬度、抗拉强度值排序情况与组织中马氏体含量排序情况基本吻合。马氏体转变曲线表明:BR1500HS的马氏体转变温度范围为375~325℃,其转变发生在保压冷却时间为15~25s区间,且当冷却速率值超过40℃/s时,马氏体转变进行得较为充分。
  • 吴琼;王子生;泮敏翔;胡金辉;王凌峰;张朋越;
    . 2015, 46(20): 21-0.
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    本文讨论了磁粘滞行为对永磁材料磁参数测量结果的影响,并具体分析了不同磁场强度和温度下磁粘滞系数的变化情况,结果表明内禀矫顽力数值随磁场变化率增大而增加。磁粘滞系数与作用磁场的关系曲线呈抛物线形,且峰值出现在内禀矫顽力数值附近。随着温度的升高,磁粘滞系数的增大,样品的磁粘滞效应增强,磁场变化速率对内禀矫顽力测量结果影响增大。
  • 刘凌云;邹浩
    . 2015, 46(20): 22-0.
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    设计了一个基于平面螺旋结构的极化不敏感超材料吸波体。实验测试结果表明,在2.2GHz处,超材料吸波体的反射率达到了-4.5dB。其总厚度为2.2mm,约为1/62个工作波长,面密度为0.88kg/m2。当金属基板的一条直角边与电场极化方向夹角分别为0o、30o、45o、60o和90o时,仍然具有同样低的反射率,超材料吸波体对垂直入射电磁波极化方向是不敏感的。与传统的吸波材料相比,该超材料吸波体实现了轻质、薄型化,且对入射电磁波极化方向不敏感。
  • 王向贤;王小东;杨华;叶松;余建立
    . 2015, 46(20): 23-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    合成了具有良好光致质量迁移效应和宽光谱响应范围的环氧树脂类双偶氮苯聚合物BP-2A-35-CN,测量了聚合物薄膜的紫外—可见吸收光谱。用532nm激光双光束干涉刻写了一维偶氮苯聚合物表面起伏光栅。提出了将样品旋转90°刻写二维偶氮苯聚合物表面起伏光栅的方法,并成功刻写了二维表面起伏光栅。用BP-2A-35-CN偶氮苯聚合薄膜做光刻介质,用双光束干涉结合样品旋转方法,可实现基于可见光波段的激光干涉刻写表面起伏光栅的工艺简单的低成本光刻技术。
  • 李君华
    . 2015, 46(20): 24-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    对TiO2负载V2O5催化剂进行盐酸改性制得了HC-V/TiO2催化剂,并将其应用于甲醇选择性氧化制二甲氧基甲烷(DMM)。V2O5负载量为10%的催化剂10V/TiO2上,钒氧物种具有良好的分散性。对10V/TiO2进行不同量的盐酸改性制备了HC-10V/TiO2催化剂,对其进行XRD、Uv-Vis、H2-TPR、NH3-TPD表征。结果表明:适量的盐酸改性能有效改善催化剂的酸性,但对钒氧物种的分散性和还原性没有影响,改性后催化剂的反应活性和稳定性也得到很大提高,甲醇转化率和DMM选择性明显增加。Cl-负载量为4%的催化剂4HC-10V/TiO2在反应温度160 ℃时,甲醇的转化率为77.60%,DMM的选择性高达78.31%。