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2014年, 第45卷, 第13期 刊出日期:2014-07-15
  

  • 全选
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    研究 开发
  • 梁桂强
    . 2014, 45(13): 1-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    利用超声电沉积的方法,在低碳钢基体表面制得Ni-TiN涂层。用原子力显微镜、高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对Ni-TiN涂层的微观形貌、组成及耐腐蚀特性进行研究。结果表明,超声波功率的增加,可使Ni-TiN涂层中的晶粒得到细化。Ni-TiN涂层的TiN粒子均匀镶嵌于镍晶粒中,基质镍晶粒得到细化,其Ni晶粒和TiN颗粒均为纳米数量级,其平均粒径分别约为80 nm和30 nm。腐蚀试验表明,Ni-TiN纳米涂层的腐蚀速率很小,其平均腐蚀速率为1.9×10-5 kg/(m2?h),其表面更加平整,腐蚀孔较少。
  • 工艺 技术
  • 冷华星;张玲珑;滕支刚;钟传杰
    . 2014, 45(13): 2-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    使用溶剂蒸汽辅助制备超薄PVP栅介质膜,得到了低漏电流密度(1.12×10-9A/cm2 at 1MV/cm;5.42×10-9A/cm2 at 2MV/cm)、膜厚为10nm的超薄PVP栅介质膜,其单位面积栅电容达到了566nF/cm2。此外,AFM测试表明溶剂蒸汽辅助退火使薄膜表面粗糙度由0.36nm降到了0.21nm,空间电荷限制电流法(SCLC)的分析结果表明薄膜体内陷阱密度减少了26%。
  • 王兵;施伟;谭毅;尤启凡;李佳艳
    . 2014, 45(13): 3-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用浆料法在硬质碳纤维毡表面制备了石墨涂层,然后利用硅热蒸发法使硅蒸汽在石墨涂层、碳纤维、基体碳的表面与碳反应生成SiC涂层。利用X射线衍射、显微硬度计分析涂层的相组成及硬度,通过扫描电镜及能谱等观察涂层表面以及截面的微观结构,研究了蒸镀时间和石墨涂层表面粗糙度对涂层微观结构以及晶粒尺寸的影响,并分析了涂层的形成过程。研究结果表明:蒸镀时间增加,表面涂层的微裂纹及孔洞减少,逐渐形成连续、致密的SiC涂层;蒸镀时间为3h,涂层表面仅存在β-SiC;表面粗糙度低的石墨涂层作为硅蒸镀反应基体,生成的SiC晶粒较小;而表面粗糙度高的石墨涂层作为反应基体,表面涂层的显微硬度较大。
  • 陈东风;丁洁;董选普
    . 2014, 45(13): 4-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    利用消失模铸造工艺,通过正交试验合金化工艺,重点研究了表面合金化的形成机理,建立了消失模铸件表面合金化模型,分析了合金化过程的动力。在不同真空度、金属粒度,温度为780℃的条件下进行浇注,发现在镁合金基体表面形成均匀的合金化层,通过描电镜(SEM)分析表层组织变化,对生成的新相进行微区成分和表层线成分分析。研究表明,在表层生成的新相主要是Mg17Al12,并且表层显微硬度明显高于基体。分析了合金化机理和影响形成均匀合金化层的主要因素,得出了合金化颗粒粒度和铸渗动力在合金化过程中起关键作用,随着合金化颗粒粒度和真空度增大,表面合金化效果明显得到了提高。
  • 唐思文
    . 2014, 45(13): 5-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    以TiCN-WC-Mo2C-TaC-Co-Ni为原料,通过成分和气氛控制,获得了功能梯度TiCN基金属陶瓷材料。采用带有能谱分析仪的扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察和分析了材料的微观组织和物相组成,通过车削实验考察了所制备的刀具的切削性能。结果表明:WC含量较低时,通过气氛控制可以获得表面富钛层,中间富钨层和基体的三层TiCN基金属陶瓷梯度层,烧结温度的提高有利于梯度层的厚度的增加;WC含量较高时,烧结后WC在表面富集。15%WC含量的TiCN基金属陶瓷在1460℃氮气气氛中烧结1h时,富Ti层的厚度约为15~20μm,富W层厚度约为15~20μm。经氮化烧结后材料表面的(Ti,W,Mo)(C,N) 衍射峰相对材料内部向右偏移。真空烧结时,当WC含量较低时,Ti和W元素分布比较均匀;随着WC含量的升高,表面出现了贫Ti富W层,且随着WC含量增加,表面富W层增厚,WC含量为24%时,富钨层厚度大于25μm。切削实验表明表面富钛的金属陶瓷的切削性能优于表面富钨的金属陶瓷材料。
  • 研究 开发
  • 王朝辉;李蕊
    . 2014, 45(13): 6-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    针对目前某些阻燃剂发烟量大、有毒和成本较高问题,研发了两种新型无机阻燃剂,并制备了无机阻燃改性沥青;借助扫描电镜(SEM)试验和红外光谱(FTIR)试验,探究了两种阻燃剂与沥青的结合状况以及二者对沥青官能团的影响;通过热重(TG)试验,分析了两种阻燃剂对沥青燃烧过程中热失重变化的影响,探究了两种阻燃改性沥青的作用机理。结果表明:两种新型无机阻燃沥青性能良好;无机阻燃剂颗粒可均匀的分布在沥青中,没有团聚现象,两种阻燃剂各颗粒与沥青具有良好的粘结性;两种新型阻燃剂加入到沥青中,未与沥青形成新的共价键;燃烧过程中无机阻燃改性沥青的热失重大于基础沥青,无机阻燃沥青主要凭借阻燃剂的结合水分挥发以及金属化合物烧结覆盖作用发挥阻燃作用。
  • 靳红梅
    . 2014, 45(13): 7-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用脉冲电沉积方法,在45钢表面制备Ni-TiN镀层。采用X射线衍射仪和扫描电镜对Ni-TiN镀层进行组织结构和表面形貌进行分析,利用BP神经网络模型对Ni-TiN镀层的耐腐蚀性能进行预测。结果表明,在Ni-TiN镀层中存在Ni和TiN相。衍射角2θ=44.80°, 52.23°, 76.75°分别对应于镍晶面的(111)、(200)和(220);而衍射角2θ=36.63°, 42.62°, 61.79°则分别对应于TiN晶面的(111)、(200)和(220)。在TiN粒子浓度一定时,大电流密度和小占空比脉冲电沉积可获得表面致密、光滑,腐蚀坑较小的镀层。3×8×1型神经网络模型的预测结果与实测结果相差不大,最大误差为4.1%。
  • 任龙芳;王娜;陈婷
    . 2014, 45(13): 8-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    分别采用盐酸和乙醛酸对0.5代聚酰胺-胺(G0.5 PAMAM)和1代聚酰胺-胺(G1 PAMAM)进行改性,得到了0.5代端羧基的树枝状大分子(G0.5 PAMAM-COOH)和1.0代端羧基的树枝状大分子(G1 PAMAM-COOH)。采用单因素实验优化了乙醛酸改性G1 PAMAM的反应条件,即n(G1 PAMAM):n(乙醛酸)为1:12,反应温度为35℃,反应时间为2h。采用G0.5 PAMAM-COOH和G1 PAMAM-COOH对超细纤维合成革基布进行改性,结果表明:改性后基布的透水汽性分别提高了26.97%和34.59%。SEM显示改性后基布纤维松散程度增加,孔隙变大。水接触角测试表明改性后基布上的亲水基团增多,经G0.5 PAMAM-COOH与G1 PAMMA-COOH改性的基布,其渗水时间较之未改性基布分别缩短了71.74%和78.26%,表明超细纤维合成革基布的卫生性能得到改善。
  • 朱林晖;杨瑞;张振涛;丁马太;杨静
    . 2014, 45(13): 9-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文研究了海藻酸钠接枝聚丙烯酸2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/高岭土(SA-g-P(AA-co-AMPS)/KL)复合树脂对罗丹明6G染液的吸附性能。探讨了染料初始浓度、吸附时间、pH值对吸附性能的影响,并对吸附结果进行热力学和动力学拟合。结果表明,复合树脂对罗丹明6G在实验条件下的最大吸附量为710 mg/g,吸附过程是自发的,且同时符合Freudlich方程和Redlich-Peterson方程,动力学符合拟二级动力学方程。
  • 刘萌
    . 2014, 45(13): 10-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    摘要:固井水泥石是脆性材料,井下易脆性破坏而影响油气开采,因此开展了竹纤维增韧水泥石研究。实验中用氢氧化钠溶液对竹纤维表面改性;考察改性竹纤维对水泥石力学性能的影响;用红外分析、热重分析和微观形貌分析竹纤维的亲水性和分散性改善原因;对掺入改性竹纤维前后水泥石进行微观形貌对比,探讨其增韧机理。结果发现:1)10%氢氧化钠溶液处理24h后,微观形貌观察(SEM)可知改性后竹纤维表面胶质被除去,极性降低,其亲水性和分散性得到改善;2)掺入0.5%改性竹纤维后水泥石折压比提高100%,弹性模量降低31%,明显增韧;3)竹纤维增韧水泥石的机理在于改性后竹纤维与水泥基体粘结强度提高,纤维在水泥石晶体间起“搭桥”作用,纤维与水泥水化物之间紧密粘结起“拉筋”作用。
  • 宋灿;易全瑞;李经纬;刘善堂
    . 2014, 45(13): 11-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用牺牲模板法和水热法制备了三种形貌Mn2O3(核壳球、空心立方体、纳米棒),使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其进行表征,结果表明不同形貌Mn2O3具有相同的晶体结构。在此基础上,我们研究了这三种Mn2O3对氯苯的催化活性。活性测试结果表明,不同形貌Mn2O3对氯苯的催化性能有显著差异,其活性顺序为空心立方体 > 核壳球 > 纳米棒。H2-TPR和BET结果表明,不同形貌Mn2O3中氧物种的流动性及催化剂比表面积的相对大小是决定其催化性能的重要因素。
  • 王庆生;郑利云
    . 2014, 45(13): 12-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    以丙酮为溶剂,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,纳米二氧化硅为填料,采用流延法制备聚偏氟乙烯复合隔膜。TG-DSC测试结果表明,该隔膜在420℃附近开始分解,500℃时几乎反应完全。该隔膜在185℃时放热速率达到阈值0.05K/min。SEM照片显示该隔膜平均孔径约为2μm,三维结构且孔隙率较高,有利于吸附电解液。由该隔膜制作的60AH锂离子电池内阻约为0.85Ω?cm2,制作的40AH单电芯55℃3C放电,电池表面温升5.8℃;制作的14s-60AH的电池组循环500次,容量衰减16.2%。, 以丙酮为溶剂,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,纳米二氧化硅为填料,采用流延法制备聚偏氟乙烯复合隔膜。TG-DSC测试结果表明,该隔膜在420℃附近开始分解,500℃时几乎反应完全。该隔膜在185℃时放热速率达到阈值0.05K/min。SEM照片显示该隔膜平均孔径约为2μm,三维结构且孔隙率较高,有利于吸附电解液。由该隔膜制作的60AH锂离子电池内阻约为0.85Ω?cm2,制作的40AH单电芯55℃3C放电,电池表面温升5.8℃;制作的14s-60AH的电池组循环500次,容量衰减16.2%。
  • 李磊;康卫民;程博闻;赵义侠;庄旭品
    . 2014, 45(13): 13-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文结合溶胶-凝胶法及溶液喷射成形方法,制备得到氧化铝初生纤维,经高温煅烧处理,得到氧化铝纤维,对其进行了热性能(TGA)分析及X射线偏光衍射(XRD)分析。结果表明,纺丝液粘度对初生纤维形貌及直径分布影响较大,当溶液粘度为3.10Pa.s时,得到的纤维直径分布比较均匀,平均直径为17.76μm,纤维渣球含量少;500℃低温煅烧后,纤维表面光滑,纤维直径较粗,900℃煅烧后,纤维表面出现裂纹等缺陷,纤维直径明显减小,1100℃煅烧后,纤维缺陷仍然存在;初生纤维升温至600℃以上后,有机溶剂挥发完全;经1100℃高温煅烧后,可得到γ-Al2O3纤维。
  • 林涛;史萍萍;邵慧萍;何新波
    . 2014, 45(13): 14-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文采用化学镀法制备铜包钨复合粉,通过前处理工艺、络合剂、还原剂、溶液的pH值以及温度等影响因素研究粉镀层的性能。研究结果表明化学镀铜在前处理工艺中必须要进行完全处理才能使得镀层稳定、均匀;使用络合剂酒石酸钾钠和EDTA-2Na相结合,可以既减少镀液中游离的铜离子提高溶液的稳定性,也可以在镀液稳定时间将铜离子完全沉淀,提高镀速,当络合剂EDTA-2Na和酒石酸钾钠质量比为1.2时,沉铜速率最快;还原剂甲醛和溶液的pH也相互影响着镀液的稳定性,结果显示还原剂甲醛的最佳浓度为10-20ml/L,pH值为12-13;反应最佳温度为45-55℃;制备的铜包覆钨复合粉表面的镀层均匀、连续、致密。
  • 综述 进展
  • 信恩龙;李喜峰
    . 2014, 45(13): 15-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    透明非晶氧化物薄膜晶体管(TAOS-TFT)相对于硅基TFT具有均一性好、迁移率高、兼容低温柔性基板等优点,能够广泛用于平板有源显示领域特别是有源矩阵有机发光二极管显示(AMOLED)的驱动背板。溶胶凝胶法制备薄膜晶体管不需要高真空的环境,成本低、工艺简单、化合物成分易于控制,能够均匀定量地实现分子水平的掺杂,满足新技术研发的需求,近年来引起了广泛关注,研究主要集中在寻找合适有源层和绝缘层材料、研究薄膜成分、制备工艺对器件性能的影响,并获得与传统真空工艺可比拟的器件性能。针对柔性显示器件成为未来显示发展的主流技术之一,全溶液法制备以及基于柔性基板制备TFT也取得了较好的进展,为未来显示行业提供了可靠的低成本发展方向。但所制备的TFT器件仍然存在制备温度相对较高,偏压稳定性相对较差的问题。本文总结了该领域内目前研究热点及取得的进展。
  • 王雅雯;莫尊理;郭瑞斌;袁恩辉;胡惹惹;魏晓娇
    . 2014, 45(13): 16-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    碳纳米材料/树状大分子复合材料基于其独特的结构和优异的性能成为了近年来的研究热点之一。本文综述了富勒烯、碳纳米管、石墨烯这三种碳纳米材料分别与树状大分子的复合材料的研究进展及应用前景。
  • 工艺 技术
  • 李园园;刘立柱;翁凌
    . 2014, 45(13): 17-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    本文通过固定纳米氧化铝(Al2O3)的含量,改变纳米氧化硅(SiO2)的含量,制备一系列纳米SiO2含量不同的聚酰亚胺(PI)/Al2O3/SiO2复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对复合薄膜的微观形貌和分子结构进行表征,结果表明纳米颗粒在PI基体中均匀分散,而且纳米颗粒的加入既不影响PI的分子结构又对聚酰胺酸的热亚胺化无影响。同时测试了薄膜的力学性能、击穿场强和耐电晕时间。结果表明:当纳米SiO2质量分数为5‰时,复合薄膜的击穿场强和耐电晕时间分别为211.15kV/mm、378min,均优于纳米SiO2质量分数分别为0‰、1‰、3‰、7‰的薄膜,并且其力学性能也较优异。
  • 宗奕珊
    . 2014, 45(13): 18-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用原位聚合的方法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等为主要原料,合成交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。系统研究了交联剂用量对复合乳液及其胶膜性能的影响,并通过FT-IR、TGA、XRD、SEM表征了复合乳液及其胶膜的结构和性能。结果表明,适度交联能够提高材料的力学性能及耐水性能,当n(GMA)/n(DMPA)=0.1~0.2时,所得WPUA乳液性能稳定,聚合物具有良好的热稳定性及耐水性,吸水率低至5.4%;拉伸强度达到28.9MPa,较未交联胶膜的拉伸强度提高了173%。
  • 高瑞军
    . 2014, 45(13): 19-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    摘 要:为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,本文以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面ζ-电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。
  • 研究 开发
  • 马春阳;夏法锋
    . 2014, 45(13): 20-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用超声-喷涂沉积的方法,在316L不锈钢表面制得聚乙烯-乙烯醇涂层。利用原子力显微镜、接触角测量仪及扫描电镜对涂层进行表面形貌及性能进行研究。结果表明,316L不锈钢基体、S-EVAL涂层和US-EVAL涂层的表面粗糙度分别为Ra=123.677 nm、Ra=14.994 nm和Ra=2.830 nm。S-EVAL涂层和US-EVAL涂层表面接触角分别为75.6°和74.3°,均小于316L不锈钢基体接触角。超声-喷涂沉积US-EVAL涂层血小板粘附量最少。
  • 覃磊;李银涛
    . 2014, 45(13): 21-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    通过乳液聚合制备了MAA/MMA共聚物乳液,并用NaOH溶液调节共聚物乳液的pH值。讨论了共聚物乳液pH值的改变对体系的黏度、粒径、电位、以及流变行为的影响。结果表明:共聚物乳液的黏度随着pH值的上升先增加后降低随后趋于平稳,其粒径与Zeta电位值随着pH值的增加先快速增加然后出现略微降低,而乳液的流变行为在不同的pH值下也有所不同,这与共聚物颗粒在不同pH值下结构变化以及其聚集状态有关。研究结果为此种共聚物乳液在自脆型放射性去污涂料中的应用研究提供了理论基础。
  • 刘翠云
    . 2014, 45(13): 22-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用物理共混的方法将氧化石墨烯(GO)均匀分散在海藻酸钠(SA)溶液中,通过Ca2+交联成功制备了SA及SA/GO凝胶球,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重 (TG)等表征其结构与性能,研究了微球的溶胀性能与吸附性能。结果表明:微球在pH=7.4的缓冲溶液中的溶胀比明显高于pH=1.2的溶液,具有pH敏感性;随GO含量增大,微球的溶胀比呈下降趋势,而吸附量明显增加,对MB的最大吸附量达153.8mg/g,去除率可达96.78%,对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。
  • 张盛明;刘亮;马艳丽;方桂珍
    . 2014, 45(13): 23-0.
    摘要 ( ) 可视化 收藏
    采用自制SO42-/ZrO2固体酸催化剂,在氢还原体系中对碱木质素进行活化,以化学法对活化前、后碱木质素的官能团含量进行定量分析,利用DPPH自由基清除率、超氧阴离子自由基清除能力和还原力对碱木质素的抗氧化性能进行评价。结果表明:活化后碱木质素的总羟基和酚羟基含量分别达到9.39%和3.32%,较反应前提高55.98%和15.28%;碱木质素在浓度0.005-0.160mg/ml范围内,对DPPH自由基有较强的清除能力,活化后碱木质素对自由基清除率可达80.56%,较反应前提高4.61%;碱木质素在浓度0.0025-0.080mg/ml范围内,对超氧阴离子清除能力较弱;碱木质素在浓度0.002-0.060mg/ml范围内,活化后碱木质素的还原力较活化前有所提高;碱木质素可以作为天然高分子抗氧化剂进行开发。