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2016年, 第47卷, 第1期　刊出日期：2016-01-30
  

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  • 磺化功能改性聚乙烯研究进展
    谢奔, 陈鹏, 顾群, 周英巧
    功能材料. 2016, 47(1): 1001-1006. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.001
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    磺化是功能改性聚乙烯(PE)的重要手段,可有效改善其化学极性、刚性和热稳定性。主要综述了PE磺化过程中化学结构和物理性能的变化,探讨了反应机理,指出今后磺化PE的研究和应用方向。
  • 医用镍钛合金的阳极氧化表面改性研究
    孔祥确, 金学军, 刘剑楠
    功能材料. 2016, 47(1): 1007-1011. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.002
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    采用恒压直流阳极氧化法对医用镍钛合金进行了表面改性处理,目的是有效降低其表面镍含量,改善生物相容性。通过表面形貌、化学成分以及晶相分析发现,改性后的表面氧化层具有特殊的连通多孔结构,平均孔径为80~120 nm,厚度为5~12 μm;该层主要由非晶相TiO2组成,200~400 ℃、30 min热处理可使部分非晶相转化为晶相金红石结构。另外,改性后的表面在Hank’s模拟体液中的Ni离子溶出量也比改性前大大减少。综合来看,本文工艺实现了对医用镍钛合金在微观结构和性能上的双重改善,是比较有应用潜力的表面改性工艺。
  • 活性炭孔隙结构对重金属离子吸附性能的影响
    范明霞, 童仕唐
    功能材料. 2016, 47(1): 1012-1016. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.003
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    对活性炭进行孔结构调控,系统地对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的吸附特性进行研究,考察活性炭孔隙结构对吸附的影响。采用模板法制备出平均孔径2.23~3.37 nm、中孔率45.1%~91.9%的中孔活性炭,制得的中孔活性炭可几孔径范围与这3种重金属水合离子直径相匹配。将中孔活性炭用于水溶液中Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的静态吸附,考察了pH值、温度、时间等吸附工艺条件的影响。研究发现,对吸附Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)适宜的pH值分别为3.0、6.0、6.0,吸附是一个吸热过程。吸附过程符合拟二级动力学模型。活性炭中孔率的增大有利于提高对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附效果,表明对具有较大尺寸的重金属离子吸附过程中活性炭中孔所起的重要作用。
  • 多孔硅/硅钛合金的制备及在锂离子电池负极上的应用
    于志辉, 寇艳娜, 汪夏燕, 夏定国, 宿婷婷
    功能材料. 2016, 47(1): 1017-1022. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.004
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    以钛掺杂介孔二氧化硅SBA-15为前驱体,用镁热还原法制备多孔硅/硅钛合金复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)等方法对复合材料进行表征; 利用恒电流充放电对复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行分析。结果表明,多孔结构为体积膨胀提供了缓冲空间,硅钛合金的存在起到支撑骨架的作用,同时一定程度上改善了负极材料的导电性,多孔硅/硅钛合金复合材料具有较好的循环稳定性,0.1 C循环50圈后可逆容量为801 mAh/g,倍率性能也较单质硅材料大大提高,1 C倍率下放电容量为618.9 mAh/g。
  • 含松香的羧基化聚合物微球制备和表征
    余彩莉, 王丰昶, 蔡溢达, 陈传伟, 张发爱
    功能材料. 2016, 47(1): 1023-1027. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.005
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    以松香与甲基丙烯酸-2-羟乙酯酯化物(HR)、苯乙烯(St)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂, 采用悬浮聚合法制备含松香的羧基化聚合物微球。研究St和MAA质量比例、反应温度、分散剂用量对微球性能的影响,利用红外光谱、光学显微镜、扫描电镜和热重分析等对微球结构进行表征,利用电导滴定法对微球表面羧基含量进行测定。结果表明,成功制备了含松香的羧基化聚合物微球,微球球形较好,表面羧基含量达0.146 mmol/g,加入MAA后微球的热稳定性变化不大。合成微球较优工艺条件:m(HR):m(St+MAA):m(DVB)=1:1.5:0.4,m(St):m(MAA)=3:3,明胶用量4%(质量分数),反应温度为80 ℃。
    • 综述·进展
  • 服役条件对表面织构摩擦学性能影响的研究进展
    罗京帅, 邢志国, 王海斗, 金国, 崔秀芳, 谭娜
    功能材料. 2016, 47(1): 1028-1033. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.006
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    通过某种工艺或多种工艺在零件表面获得一定的表面织构,是改善零件摩擦学性能的有效手段。综合国内外表面织构的研究,侧重分析了速度、载荷、润滑状态、滑动取向等服役条件对摩擦学性能的影响机制,并对未来表面织构的研究热点进行展望,对未来零件表面织构的设计与摩擦学性能的研究具有非常重要的参考价值。
    • 研究·开发
  • 金刚石表面镀钨对铜/金刚石复合材料热导率的影响
    李建伟, 张海龙, 张少明, 张洋, 王西涛
    功能材料. 2016, 47(1): 1034-1037. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.007
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    利用粉末覆盖烧结法成功在金刚石表面镀覆W,并采用气体压力熔渗法制备Cu/diamond(W)复合材料。研究了不同镀覆温度对镀层微观结构以及复合材料热导率的影响。结果表明,金刚石表面镀钨有效的改善了界面结合,提高了复合材料热导率。镀层厚度随镀覆温度的提高而明显增加,复合材料热导率先增高再降低。当镀覆工艺为1 050 ℃保温15 min时,镀层厚度为2 000 nm,复合材料热导率最高可达到670 W/mK。
  • ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能研究
    郑伟, 李伟, 孟佳, 刘平, 马凤仓, 刘新宽, 陈小红, 何代华
    功能材料. 2016, 47(1): 1038-1042. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.008
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    采用反应磁控溅射的方法,利用Zr靶与TiSi复合靶成功制备了不同TiSiN层厚度的ZrN/TiSiN纳米多层膜。利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕仪研究了不同TiSiN层厚度对ZrN/TiSiN纳米多层膜的微观结构和力学性能的影响。结果表明, ZrN/TiSiN纳米多层膜主要由面心立方的ZrN相组成,随着TiSiN层厚度的增加,纳米多层膜的结晶程度先增加后降低,其硬度和弹性模量也先升高后降低。当TiSiN层厚度为0.7 nm时,纳米多层膜具有最高的硬度和弹性模量,分别为28.7和301.1 GPa,远超过ZrN单层膜。ZrN/TiSiN纳米多层膜的强化效果可由交变应力场和模量差理论进行解释。
  • 基础油对超微化膨润土润滑脂流变性能的影响研究
    王晶, 郭小川, 蒋明俊, 何燕, 宋辉
    功能材料. 2016, 47(1): 1043-1048. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.009
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    以超微化前后膨润土粉体为稠化剂,考察基础油对膨润土润滑脂触变性、储能模量、损耗模量和应力等流变参数的影响,采用红外定量的方法对影响机理进行了分析。实验表明,超微化膨润土粉体所制润滑脂有良好的触变性和较高的储能模量,环烷基油所制膨润土润滑脂有较高结构强度,且膨润土对基础油中不同烃类有选择性吸收作用。
  • 预处理对高压均质法制备微纤化纤维素结构与性能的影响
    郭婷, 裴莹, 郑学晶, 汤克勇
    功能材料. 2016, 47(1): 1049-1052. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.010
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    分别采用超声分散和机械搅拌两种方法预处理碱液中的微晶纤维素,再在1 200 bar压力下通过高压均质法制备了微纤化纤维素,并研究了两种预处理方法对微纤化纤维素结构与性能的影响。通过对扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)和热性能的分析表明,所得到的微纤化纤维素仍保持微晶纤维素的基本化学结构和晶型,但长径比增大了,热降解活化能降低了。其中,超声辅助处理的微纤化纤维素(MFC-2)分散更均匀,结晶度最大,说明这种预处理方法更利于形成分子排列规整度较高的聚集态结构。
  • K0.5Na0.5NbO3压电纳米纤维柔性发电元件的组装与性能研究
    王钊, 何婧, 潘绪敏, 贺亚华, 胡永明
    功能材料. 2016, 47(1): 1053-1055. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.011
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    采用静电纺丝技术在Si基衬底上制备无铅压电K0.5Na0.5NbO3纳米纤维,退火后所得纳米纤维为多晶正交钙钛矿结构,直径约60~80 nm。通过柔性聚合物的包覆与剥离实现了纳米纤维向柔性基底的直接转移,采用磁控溅射在纳米纤维两侧沉积Au电极并引线封装后获得了不同尺寸的柔性压电发电元件。由于压电势和电极/纳米纤维界面肖特基势垒的耦合,该元件在受力弯曲时可产生脉冲的输出电压。随着电极间距的增大,输出电压随之增加。当间距达到10 mm时,输出电压峰峰值能够达到约12 V。
  • 固溶体型Fe-Co-Ni多元合金镀层在海水环境下的耐蚀性研究
    段慧, 纪秀林, 胡彪, 丁伟
    功能材料. 2016, 47(1): 1056-1059. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.012
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    采用电沉积技术,在Q235钢基体上用硫酸盐溶液制备Fe-Co-Ni多元合金镀层。研究温度、电流密度、pH值等工艺参数对该多元合金镀层在模拟海水环境下耐蚀性能的影响。采用XRD、SEM、EDS等分析手段,分别研究Fe-Co-Ni合金镀层的结构、表面形貌及其化学成分,表明该多元合金镀层由94.92%(质量分数) Ni,2.58%(质量分数) Co和1.47%(质量分数) Fe构成,为固溶体结构,且表面平整、组织致密。电化学方法研究该多元合金镀层在海水环境下的耐蚀性,结果表明其耐蚀性显著优于304不锈钢,且在pH值为3.8、电流密度为6 A/dm2、温度为50 ℃的工艺条件下制备的合金镀层具有最好的耐蚀性能。
  • 对称型长共轭芴类衍生物的溶致变色效应及光限幅性能研究
    汪俊, 孙新, 黄建民, 冯燕, 汪新
    功能材料. 2016, 47(1): 1060-1065. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.013
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    通过Heck反应得到3个含有不同末端基团的对称型长共轭芴类衍生物 (M1-M3), 化合物结构通过 NMR、IR和元素分析表征。 测试了3个化合物THF溶液的紫外吸收光谱、荧光光谱和荧光量子产率,同时研究了它们在不同极性溶剂中的溶致变色效应。通过Z-扫描技术,得到3个化合物在不同入射激光能量下对应的非线性吸收系数β和双光子吸收截面σ。并对它们的皮秒光限幅性能进行了研究,结果发现M2和M3具有较好的光限幅性能。通过限幅机制分析,M2和M3的光限幅性能主要来源于双光子吸收机理。
  • 伊红Y敏化 Pt负载(001) 晶面占优TiO2纳米片可见光催化制氢的研究
    徐俊英, 李越湘, 彭绍琴
    功能材料. 2016, 47(1): 1066-1071. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.014
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    以钛酸四丁酯和HF为原料,通过水热法合成了含(001)高能面的TiO2纳米片。光还原沉积法进行载铂,浸渍法使伊红Y(Eosin Y)负载在Pt-TiO2表面,制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-TiO2可见光光催化剂。所制备的催化剂通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、比表面(BET)、荧光光谱(PL)和傅立叶红外光谱(FT-IR)等手段进行表征。实验表明,当Eosin Y浓度一定时,HF用量和载Pt量对催化剂的制氢活性有显著影响。当HF用量为3 mL时,Eosin Y敏化 Pt负载 (001) 晶面占优TiO2纳米片的可见光制氢活性是纯TiO2纳米颗粒的2.1倍,这可能与TiO2(001)面含量高和表面氟化有关;同时,当载Pt量仅为0.02%(质量分数)时,该催化剂也显示了相当高的可见光制氢活性。
  • 氧化还原响应型树枝状大分子的制备及释药性能研究
    余丽丽, 尤静, 姚琳, 梁飞
    功能材料. 2016, 47(1): 1072-1076. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.015
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    以乙二胺(EDA)、丙烯酸甲酯(MA)、聚乙二醇单甲醚-1900(mPEG-1900)、胱胺二盐酸盐为原料合成两亲树枝状大分子体系(mPEG-G4.0,mPEG-G(S—S)3.0,mPEG-G(S—S)4.0),通过傅里叶红外(FT-IR)确定聚合物的结构,以阿霉素(DOX)为模型分子研究该药物载体的包载和药物释放情况,获得树状大分子的特点、性质及对氧化还原的敏感性。结果表明mPEG-G4.0胶束、mPEG-G(S—S)3.0胶束、mPEG-G(S—S)4.0胶束的粒径均在670 nm以下,且均具有良好的药物包载性能。载有DOX的mPEG-G(S—S)3.0,mPEG-G(S—S)4.0胶束在高的浓度GSH条件下药物释放速度较快,具有显著的氧化还原敏感性。
  • 掺钛氧化锌纳米薄膜微结构及其光电性能研究
    陈真英, 聂鹏, 廖庆佳, 黄文华, 孟炎, 熊定康, 邓文
    功能材料. 2016, 47(1): 1077-1081. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.016
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    采用射频磁控溅射法,以不同保温时间的掺钛氧化锌为靶材在普通玻璃衬底上制备了TZO(掺钛氧化锌)薄膜样品,测试其微结构和光电性能,从而获得制备性能优越的TZO薄膜所需靶材的最佳条件。测试结果表明,所有样品均为具有c轴择优取向的六角铅锌矿多晶纳米薄膜;靶材烧结温度和保温时间对薄膜微结构和光电性能有较大影响;以经1 500 ℃烧结并保温6 h的靶材所制备的薄膜光电性能较好,具有较大晶粒尺寸,在可见光区(400~760 nm)有较高的平均透过率91.16%,较低电阻率1.07×10-4 Ω·cm,较高的载流子浓度和较大迁移率。
  • 玻璃纤维空气变形纱的性能研究
    刘元军, 赵晓明, 拓晓
    功能材料. 2016, 47(1): 1082-1086. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.017
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    为了研究玻璃纤维空气变形纱及其织物材料的特性,采用自主专利的气流吹散法制备了玻纤空气变形纱,表征其红外光谱物理特征、微观形貌、力学性能、固定树脂能力及其织物的热防护和导热性能。结果表明,玻璃纤维经高速气流分散的形纱过程为物理变化,该空气变形纱具备良好的蓬松性、固定树脂能力和力学强度,所制备的纱织物具有较低的导热系数(＜0.12 W/(m·K)),热防护性能较无捻粗纱提高1倍以上,TPP值为21.62 cal/cm2。
  • 基于数字散斑相关技术的沥青混合料老化特性实验研究
    王岚, 王宇, 弓宁宁, 贾永杰
    功能材料. 2016, 47(1): 1087-1092. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.018
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    基于数字散斑相关技术DSCM(digital speckle correlation method),利用VIC-3D(video image correlate-3D)图像处理系统,通过半圆弯拉实验(semi-circular bending test,简称SCB实验),对温度老化前后的SBS改性沥青混合料和橡胶粉(CR)改性沥青混合料半圆试件的三点弯拉实验从加载到破坏的全过程进行图像采集,利用VIC-3D计算软件计算半圆试件全过程的水平应变、水平应变速率并通过荷载-位移曲线求出的断裂能指标,研究沥青混合料老化特性。结果表明,数字散斑相关技术,作为一种非接触、非干涉、全场变形的光学计量方法,可以很好地应用于沥青混合料的老化特性研究;在半圆试件从加载到开裂破坏的全过程中,温度老化后的沥青混合料的持荷能力和抵抗开裂破坏的能力与老化前相比明显削弱;温度老化后的CR改性沥青混合料比温度老化后的SBS改性沥青混合料有更好的抗裂性能。
  • Ti2Be3材料中低温热电性能研究及优化
    林涛, 王长宏, 黄炯桐
    功能材料. 2016, 47(1): 1093-1096. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.019
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    以半导体热电模块为研究对象,通过实验研究和数值模拟的方法,对热电模块及系统的输出性能、结构参数进行实验测试与模拟分析。结果表明,所研究的细长比m=0.5时,热电偶对的输出功率为5 mW;m=1.5时,输出功率为3.38 mW。在设计热电模块的过程中,综合考虑细长比m对导热性、导电性能的影响有利于实现输出功率最大化,为在太阳能利用、工业废热利用等领域的应用提供可能。
  • 多元高铝青铜优化Ni60合金涂层减摩性能的研究
    路阳, 杨晓伟, 杨效田, 肖荣振, 王鹏春
    功能材料. 2016, 47(1): 1097-1101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备高铝青铜含量分别为0、5%、10%的镍基合金/高铝青铜复合涂层。采用XRD对3组涂层的相结构进行分析,测定基体-涂层的显微硬度,并研究涂层与对磨件304不锈钢的干摩擦行为,探讨高铝青铜的加入对镍基合金涂层力学性能及摩擦学性能的影响。结果表明, 随着高铝青铜的加入,涂层的显微硬度和摩擦系数明显降低。其中含10%高铝青铜的复合涂层硬度波动性趋于稳定;而高铝青铜含量为5%时,在低载荷下涂层的摩擦系数较未加高铝青铜低,随着载荷增加,摩擦系数缓慢增加,到200 N高载荷时,3种涂层的摩擦系数基本相同(约0.25),其减摩作用不再明显。较低载荷下含高铝青铜的涂层具有较低的摩损量,而高载荷下,含5%高铝青铜的涂层较其它两组涂层具有更低的磨损量,总体摩擦磨损性能优良。
  • Cu-Cr-Zr-Y合金动态再结晶及微观组织演化
    柴哲, 张毅, 李瑞卿, 许倩倩, 田保红, 刘勇, 刘平
    功能材料. 2016, 47(1): 1102-1105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.021
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    通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温等温压缩试验,对Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.04Y合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850 ℃、最大变形程度为50%条件下的流变应力行为进行了研究。分析了该合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,并研究了在热压缩过程中组织的变化。结果表明,热模拟试验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而下降,随应变速率提高而增大。从应变速率、流变应力和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数(n)、应力参数(α)、结构因子(A)、热变形激活能(Q)和流变应力方程,变形温度对合金动态再结晶行为有强烈影响。
  • 填料对橡胶沥青胶浆高低温性能的影响
    徐波, 刘运新, 王英
    功能材料. 2016, 47(1): 1106-1109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.22
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    为研究填料对橡胶沥青胶浆高低温性能的影响,选取矿粉和水泥作为填料,制备不同粉胶比(矿粉为0.25,0.4,0.6和0.8;水泥为0.4,0.6)的橡胶沥青胶浆。通过蠕变恢复实验和弯曲梁流变实验对橡胶沥青胶浆的高温性能和低温性能进行研究。结果表明,随着粉胶比的增加,矿粉和水泥均能使橡胶沥青胶浆的高温性能得到提高,并且矿粉比水泥的改善效果好;随着粉胶比的增加,矿粉橡胶沥青胶浆和水泥橡胶沥青胶浆的低温性能均逐渐降低,在低温-12和-18 ℃时,矿粉使橡胶沥青胶浆的低温性能降幅更大。为了均衡橡胶沥青胶浆的高低温性能,矿粉橡胶沥青胶浆的最佳粉胶比范围宜为0.4~0.6。
  • PVA纤维水泥基复合材料与钢筋粘结性能研究
    刘曙光, 邓轶涵, 张菊, 王玉清, 成芳
    功能材料. 2016, 47(1): 1110-1116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    PVA纤维水泥基复合材料与钢筋之间的粘结性能,是二者安全、稳定、耐久工作的前提和保证。通过中心拉拔实验,探讨了PVA纤维水泥基复合材料和钢筋粘结滑移研究中影响因素及本构关系问题,测试得到了粘结滑移曲线,通过对加载到破坏全过程的受力分析及基材中纤维的特性分析,在已有模型的基础上,根据振动阻尼的理论提出一种新的粘结-滑移本构关系模型。并与实验结果和已有模型比较。新构建的粘结-滑移本构关系能较好地反映PVA纤维水泥基复合材料和钢筋的受力全过程,与实验结果比较吻合。可为PVA纤维水泥基复合材料与钢筋性能的非线性有限元法分析提供参考和依据;为有关规程的修订提供了依据。
  • 介孔氧化铝的制备及其对As5+的吸附性能研究
    韩彩芸, 陈荟蓉, 张黎明, 单鑫, 朱文杰, 罗永明
    功能材料. 2016, 47(1): 1117-1121. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以异丙醇铝为铝源,非离子表面活性剂P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法于室温下制备出介孔氧化铝,并研究了该介孔氧化铝对As5+的吸附性能。就材料焙烧温度、初始pH值、接触时间、吸附剂量和吸附温度对吸附性能的影响进行探讨。结果表明,介孔氧化铝对As5+的吸附性能随材料焙烧温度的升高而降低;随吸附温度的升高吸附速率加快,吸附平衡时间缩短;吸附性能受溶液pH值影响较大,pH值=4.5时吸附容量达到最大,此时最大单分子层吸附容量为51.02 mg/g。
  • 超音速等离子高铝青铜磷光粒子复合发光涂层的性能研究
    吕叶, 李文生, 何玲, 杨效田, 杜连超, 王福全
    功能材料. 2016, 47(1): 1122-1126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.025
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    采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体表面制备了Cu-14Al-X与SrAl2O4:Eu2+,Dy3+复合发光涂层,研究了不同喷涂工艺参数(H2气流量)对制备涂层性能的影响。利用XRD、SEM、EDS及荧光/磷光发光光度计研究分析了喷涂层物相组织、形貌结构及其发光性能。结果表明,涂层均由Al0.5Fe0.5、AlFe3、Cu9Al4 、SrAl2O4相及少量SrAl4O7和SrFe2O4构成。随着 H2气流量从1 L/min 到16 L/min增加,喷涂材料沉积率增大,磷光粒子沉积率增加明显,同时,涂层的发光强度随H2气流量增加而增强,涂层结合强度、显微硬度及致密性也随H2气流量增加而显著提高。
  • 磁场对Fe3O4纳米流体凝固的影响
    雷世骏, 陈颖, 贾莉斯, 林刚, 莫松平, 殷陶
    功能材料. 2016, 47(1): 1127-1130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.026
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    针对纳米流体在凝固过程中因颗粒偏聚造成的性能失效现象,通过理论分析证明了磁场会影响颗粒与固液界面相互作用的机理,理论上给出了可改善纳米流体凝固后的分散性的磁感应强度范围。选用Fe3O4-石蜡纳米流体进行了外加磁场的凝固实验,通过测量凝固后颗粒的偏聚区面积,熔化后的黑度,验证了磁感应强度对纳米流体凝固过程分散性的影响。结果表明,40 mT磁场作用下,颗粒在固相中的分散性最佳,熔化后的稳定性最好,热循环稳定性最佳。
  • 原位Al3Ni颗粒增强A356基复合材料的显微组织与耐磨性能研究
    杨涛, 陈刚, 史经浩, 赵玉涛, 邵静波, 肖洁, 花程
    功能材料. 2016, 47(1): 1131-1135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.027
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    通过Al-Ni2O3体系熔体反应法制备Al3Ni颗粒增强A356基复合材料,并研究了材料显微组织和耐磨性能。结果表明,Al3Ni颗粒在5%(质量分数)Al3Ni/A356复合材料中的形貌为细小的点状,在10%(质量分数)Al3Ni/A356复合材料中呈不规则的块状和弯曲的条状,在20%(质量分数)Al3Ni/A356复合材料中的形貌为圆球形,其中,5%(质量分数)Al3Ni/A356复合材料中,Al3Ni颗粒的尺寸最小。Al3Ni/A356复合材料的磨损率随着增强体质量分数的减少而降低,且所有复合材料的磨损率均低于A356合金。复合材料的磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损。
  • 采用第一性原理方法研究Nb-Si-N表面单原子绕岛吸附与迁移
    任元, 刘学杰, 李智
    功能材料. 2016, 47(1): 1136-1139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.028
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    针对Nb-Si-N纳米复合薄膜在沉积过程中Nb、Si、N单原子与NbN晶粒相遇之后聚集与分离情况进行了研究。采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理超软赝势平面波计算方法分别计算了Nb、Si、N各单原子在NbN(001)表面绕2N2Nb岛的吸附作用和迁移过程。计算结果表明,Nb、Si、N单原子在2N2Nb岛旁边的吸附能最大位置分别为P3、P1、P2,吸附能分别为7.3067,5.3521和6.7113 eV;Nb、Si、N单原子绕2N2Nb岛的迁移所需的激活能分别为2.62,1.35和5.094 eV。吸附能与迁移激活能较小的Si原子为激活元素促进了其它原子的扩散进而提高薄膜的致密性。沉积过程中具有较小激活能的Si原子极易围绕2N2Nb岛迁移将NbN晶粒分隔,阻止晶粒长大进而细化晶粒。
  • P掺杂对Ba(Co0.88Nb0.12)(1-x)PxO3-δ透氧膜透氧稳定性的影响
    杨恭辉, 丁伟中, 吴成章, 刘银河, 张星星
    功能材料. 2016, 47(1): 1140-1144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.029
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    利用固相合成法制备了P掺杂的BaCo-NbO3-δ钙钛矿透氧膜片,研究了P掺杂对该透氧膜材料透氧率及稳定性的影响。在850 ℃下, BCN膜在透氧过程中有部分六方相生成,造成其透氧量急剧衰减,其透氧稳定性较差。掺杂P后,尽管初始透氧量有所下降,但其稳定性得到了一定程度的改善,在850 ℃下透氧50 h后,BCNP0.03的透氧量仅下降约5%,仍可达到1.5 mL/(cm2·min)。XRD、TPD及热分析结果表明,P掺杂后抑制了材料中晶格氧的脱附,提高了相结构稳定性。
  • 超稳定有机光导材料分散体系的构建及高光敏单层光导器件
    李云梦, 王世荣, 李祥高, 肖殷
    功能材料. 2016, 47(1): 1145-1152. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.030
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    将载流子产生与传输功能集成到一层的高性能正电性薄膜器件是新型激光有机光导体的发展趋势。由于成膜树脂、传输材料分子和载流子产生材料粒子之间的相互作用,使得成膜之前的分散体系极易团聚而产生沉降现象,导致光导器件的性能劣化。本文以聚苯乙烯-丙烯酰胺(PSAM)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和硬酯酸酰胺(SR)分别在二氯乙烷中对Y-酞菁氧钛(Y-TiOPc)粒子进行表面处理,获得稳定的分散体系,然后再与溶解空穴及电子传输材料的聚碳酸酯二氯乙烷溶液混合得到有机光导材料分散液。通过测试Y-TiOPc的粒径、ξ电位、光透过率和反射率,以及原子力显微成像分析等表征分散体系的稳定性。结果表明,采用该方法可获得长期稳定的PSAM@Y-TiOPc/TPD-m-TPD/DMDBQ/PC有机光导材料分散体系,制备的单层正电性有机光导器件具有优异的光导性能,V0=656.72 V,E1/2=0.16 μJ/cm2,Rd=29.10 V/s,Vr=71.47 V。
  • 常温超声波处理对芳砜纶纤维界面性能的影响
    彭浩凯, 郑帼, 周存, 孙玉
    功能材料. 2016, 47(1): 1153-1158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.031
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    为提高芳砜纶(PSA)纤维表面润湿性和基体界面黏结性能,用超声波在常温下对芳砜纶纤维进行表面改性。研究纤维改性前后润湿性能、界面剪切强度(IFSS)、断裂强度和摩擦性能的变化。用水滴吸收时间和单丝拔抽实验,分析改性前后PSA纤维表面润湿性能和界面剪切强度;并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析纤维表面的形貌和化学元素变化。结果表明,经超声波改性后,PSA纤维的润湿性能大幅提高,水滴吸收时间从大于400 s降至13 s,且随处理时间增加润湿性能越好;PSA纤维与环氧树脂基体界面黏结性能大幅提高,较未经超声波处理纤维上升44%。同时,经超声波处理后,PSA 纤维表面摩擦性能增强;表面氧、氮元素含量分别上升30.2%和18.3%,纤维表面极性基团增加。但是,处理时间过长会使纤维的断裂强度下降幅度加大,综合考虑实验的最佳处理时间为80 min。
  • Y元素的添加对Zr56Co28Al16非晶合金在模拟体液中耐蚀性能的影响
    李锐阳, 袁子洲, 康健, 张香云
    功能材料. 2016, 47(1): 1159-1162. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.032
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    采用铜模吸铸法制备了(Zr56Co28Al16)100-xYx(x=0, 1, 2, 4)非晶合金,研究了(Zr56Co28Al16)100-xYx(x=0, 1, 2, 4)非晶合金在模拟体液(PBS溶液)中的耐蚀性。运用X射线衍射(XRD)表征试样的结构,运用电化学工作站、场发射扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究Y元素的添加对Zr56Co28Al16非晶合金耐蚀性的影响。结果表明,适量Y元素的添加显著提高了Zr56Co28Al16非晶合金的耐蚀性,但过量Y元素的添加,在非晶基体上有晶体相的析出,降低了Zr56Co28Al16的耐蚀性能。
  • 湿式球磨多壁碳纳米管断裂机理及缺陷分析
    张文忠, 蔡晓兰, 胡翠, 周蕾, 王子阳, 彭刚, 郭鲤, 朱伟
    功能材料. 2016, 47(1): 1163-1168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.033
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    搅拌桨转速在800/1 000 r/min下,对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行湿式球磨0.5和1.0 h。通过激光粒度仪、XRD、TEM、Raman光谱和TG-DTA,分别对球磨后MWCNTs的结构形貌、断裂机理和缺陷进行分析。结果表明,湿式球磨0.5和1 h,可以快速切断MWCNTs得到U字形端口的MWCNTs,并且其主体结构没有被破坏;相比原始MWCNTs的无定形碳含量分别增加了2.2%和1.8%。 MWCNTs湿式球磨断裂机理为高速碰撞的磨球产生巨大的压强作用在MWCNTs表面使其发生轴压屈曲形变,表现为凹陷、弯曲、扭结和断裂等。微观解释为,MWCNTs受到外加压强超过极限压强时,通过改变C—C键夹角释放部分能量来保持整个体系能量的平衡。
  • 烧结时间对双钙钛矿Sr2FeMoO6晶体结构及微结构的影响
    胡艳春, 崔亚雯, 郭形形, 李弯弯, 李金兰
    功能材料. 2016, 47(1): 1169-1171. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.034
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    采用高温固相反应法制备了样品Sr2FeMoO6,根据烧结时间不同分别记为1,2和3#。采用X射线衍射技术研究了烧结时间对物相的影响,并对其晶体结构进行了分析。X射线衍射结果表明烧结时间的增加能有效提高晶体的结晶性和阳离子有序度,其1,2和3#样品的Fe/Mo阳离子有序度分别为90.0(2)%,94.0(5)%和95.3(4)%。采用扫描电子显微镜对该系列样品的微结构进行分析,结果表明随着烧结时间的增加,晶粒越来越大,空洞逐渐减少,晶界越来越清晰,晶粒尺寸越来越均匀。采用粒径分布计算软件对3个样品的粒径进行分析,得到1,2和3#样品的粒径分别为0.97,1.12和1.58 μm。
  • 两相复合材料等效介电常数数值计算
    曲宝龙, 王丽芳
    功能材料. 2016, 47(1): 1172-1176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.035
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    为精确计算复合材料等效介电常数,采用随机分布模型,在对材料电性能本构方程研究的基础上,设计了两相复合材料等效介电常数计算的体积加权平均算法(VWAM)。研究结果表明,所设计的算法计算结果稳定性较高。在复合材料组成相介电常数比值小于10时,数值计算结果与理论和实验结果吻合度非常高。在其比值大于10时,所设计的算法适用于高介电常数组成相体积分数较高情况。研究方法有望应用于多相复合材料的相关等效电磁参数计算。研究结果为复合材料设计提供参考。
  • Ni-SiC刷镀层高温氧化性能研究
    夏法锋, 和雅楠, 朱永永, 马春阳
    功能材料. 2016, 47(1): 1177-1179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.036
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用电刷镀方法制备Ni-SiC刷镀层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究Ni-SiC刷镀层的表面形貌和高温氧化性能。结果表明,镀态Ni-SiC刷镀层颗粒的平均粒径约为0.5 μm。高温氧化实验表明,Ni-SiC刷镀层氧化增重量明显小于纯镍刷镀层的增重量,说明Ni-SiC刷镀层的抗高温氧化性能优良。Ni-SiC刷镀层表面存在大量细小的团状颗粒,且粒径分布较均匀,团状颗粒间无融合现象。其XRD图谱中的NiO相峰值较低,Ni相峰值较高。
    • 工艺·技术
  • 快速凝固制备FeSiAl磁粉及性能研究
    于海琛, 许林皓, 张洪平, 赵栋梁, 谢中维, 杜兆富
    功能材料. 2016, 47(1): 1180-1182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.037
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    对速凝破碎FeSiAl磁粉的组织结构、磁性能及其磁粉芯性能作了研究,并与铸锭破碎FeSiAl磁粉进行了对比。结果表明,速凝破碎FeSiAl磁粉拥有更细小的晶粒,更高的饱和磁化强度Ms值,其磁粉芯性能更好。
  • 黄钠铁矾渣制备镍锌铁氧体及其表征
    陶长元, 曾强, 刘作华, 杜军, 范兴, 刘仁龙
    功能材料. 2016, 47(1): 1183-1185. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.038
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    利用化学共沉淀法,以黄钠铁矾渣为原料制备镍锌铁氧体。以正丁胺为沉淀剂,在室温条件下,通过共沉淀铁、镍、锌(镍、锌由硫酸锌、硫酸镍按Ni0. 5Zn0. 5Fe2O4比例补加)制备镍锌铁氧体样品。采用SEM、XRD和FT-IR对该样品进行表征。结果表明,制备所得的样品为镍锌铁氧体。同时,通过磁滞回线显示,镍锌铁氧体比饱和磁化强度为9.04 A·m2/kg,比剩余磁化强度为0.65 A·m2/kg,矫顽力为2.47 kA/m,具有软磁材料的低比剩余磁化强度和低矫顽力的特性。
  • 无模板剂法合成介孔NiAl10O16纳米粉及表征
    尚兴付, 汪学广, 邹秀晶, 丁伟中, 鲁雄刚
    功能材料. 2016, 47(1): 1186-1190. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.039
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    不添加模板剂或者有机表面活性剂,通过摩尔比为1:10的镍和铝硝酸盐水溶液与碳酸铵溶液水解的方法制备了高比表面积的介孔NiAl10O16纳米粉体。研究了焙烧温度对介孔NiAl10O16纳米粉体的比表面积和镍物种的影响。采用热重差热分析(TG-DSC)、X射线粉末衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 及N2吸附-脱附等手段表征。 结果表明,制备的NiAl10O16纳米粉具有虫孔状介孔结构,比表面积在123~402 m2/g,孔径集中在2.9~6.6 nm,孔容为0.20~0.29 cm3/g。随着焙烧温度的增加,样品的比表面积减小,孔径增加。样品中出现的表面铝酸镍和骨架铝酸镍,能够满足不同催化反应对镍物种的需求。
  • 低温处理对桦木抗弯性能的影响
    赵丽媛, 江京辉, 吕建雄, 张双保, 于争争
    功能材料. 2016, 47(1): 1191-1194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.040
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以桦木(Betula platyphylla)饱水材和生材为研究对象,分别测试了试样经 -20,-70,-100,-160和-196 ℃低温处理48 h,之后取出置于室温24 h后的抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)。研究结果表明,经低温处理后,试样MOE和MOR与未处理材相比均有所增加,饱水材和生材MOE的最大增加量分别为7.4%和4.6%,MOR的最大增加量分别为7.4%和6.8%,但在任一温度水平上,低温处理对MOE和MOR的增加均不显著,同时,不同低温处理温度之间力学性能无显著差异;经过低温处理后,试样延性系数增加,变形能力提高;与混凝土经低温作用后强度下降相比,木材抗低温性能优于混凝土。
  • 废旧锂离子电池溶胶-凝胶法制备CoFe2O4磁致伸缩材料的研究
    席国喜, 许会道, 席跃宾, 张文, 王路
    功能材料. 2016, 47(1): 1195-1198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.041
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以废旧锂离子电池为原料,采用溶胶-凝胶法制备具有磁致伸缩性能的钴铁氧体。探讨了前驱体的煅烧温度和煅烧时间对钴铁氧体的晶型结构、晶粒尺寸、形貌以及磁致伸缩性能的影响。通过TG技术辅助确定适宜的前驱体煅烧温度范围;利用XRD表征钴铁氧体晶型结构;使用磁致伸缩性能测量仪测试材料的磁致伸缩性能。研究表明,前驱体适宜的煅烧条件为煅烧温度800 ℃,煅烧时间3 h;适宜条件下所得产品的密度比为82%,其最大磁致伸缩参数为-1.012×10-4。
  • 聚苯乙烯基相变微胶囊储热复合材料的制备及性能研究
    崔锦峰, 李淑慧, 张鹏中, 包雪梅, 慕波, 李敏睿, 杨保平, 郭军红
    功能材料. 2016, 47(1): 1199-1202. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.042
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    以苯乙烯、偶氮二异丁腈(AIBN)和硬脂酸丁酯相变微胶囊(MCPCM)为原料,采用本体聚合法制备聚苯乙烯基相变微胶囊(MCPCM/PS)储热复合材料。研究了MCPCM含量对MCPCM/PS复合材料储热性能、传热性能及宏观力学性能的影响。结果表明,MCPCM/PS复合材料具有储热功能,随MCPCM含量增加相变潜热增大,导热系数减小,传热速率变缓,玻璃化转变温度(Tg)降低,断裂强度减小,伸长率增大,当MCPCM为25%(质量分数)时,相变温度为25~28 ℃,相变潜热为31.8 J/g,导热系数为0.0210 W/(m·K), Tg=59.13 ℃。
  • 银缓释载银杀菌活性炭的低温水热炭化法制备
    孔祥千, 豆彩霞, 柴源涛, 李寿旺, 李秋岩, 刘守新
    功能材料. 2016, 47(1): 1203-1206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.043
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用低温水热炭化法制备了载银活性炭(Ag/AC),以大肠杆菌(E.coli)为实验菌种,考察了不同载银量活性炭的灭菌性能和抗银流失性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及低温液氮吸附对载银活性炭进行表征。结果表明,负载银对活性炭的石墨微晶结构无影响。随着载银量的增加,负载到活性炭上的银晶粒变大,比表面积、孔容积和孔径均变小,抗菌性能提高,银流失量变化不明显,抗流失天数增多。经分析,载银量为1.54%(质量分数)Ag/AC3样品,比表面积为813.35 m2/g,100 min之内杀灭107 CFU/mL的大肠杆菌,9 d内银流失量约为2.9%,可见,在保持较高比表面积的基础上,具备良好的抗菌性能和抗银流失性能。
  • 干燥控制化学添加剂对SiO2气凝胶薄膜形貌和性能的影响
    陈高远, 魏巍, 丁当仁, 宗瑟凯, 张明, 谢吉民
    功能材料. 2016, 47(1): 1207-1212. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.044
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    为了快速制备平整高透过率SiO2气凝胶薄膜,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二醇甲醚(EGME)为溶剂,氟化铵为催化剂,甲酰胺(FORM)等为干燥控制化学添加剂(DCCA),通过浸渍提拉法制备SiO2气凝胶薄膜。采用傅里叶变换红外分析仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、表面孔径吸附仪对材料的结构和性能进行表征,紫外-可见分光光度计(UV-Vis)考察了材料的减反性能。结果表明,所制SiO2气凝胶薄膜的比表面积为890.9 m2/g,孔径集中分布在22.6 nm处,孔容集中分布在0.69 cm3/g,400~800 nm范围平均透过率可达95.71%。这种均匀、平整、致密的膜层,是理想的光学减反膜。
  • 光催化降解甲醛功能泡沫炭的制备与表征
    黄宝萱, 张弘庆, 孟振东, 冯稀, 刘守新
    功能材料. 2016, 47(1): 1213-1217. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.045
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    以聚氨酯为骨架,在泡沫成型过程中加入颗粒活性炭,经炭化得到孔结构发达的聚氨酯泡沫炭,以其为基底采用浸渍法制备出TiO2负载的具有光催化性能的复合材料。采用SEM观测不同活性炭量泡沫炭的表面形貌;采用BET吸附-脱附等温曲线考察制备不同的泡沫炭及复合材料的孔径结构;XRD分析不同产物的晶型结构;TG分析碳骨架热分解过程。以气相甲醛为模型物,评价泡沫炭/TiO2复合材料在紫外灯光下对甲醛气体的光催化降解性能。结果表明,聚氨酯泡沫炭/TiO2复合材料具有良好的催化降解甲醛功能,是吸附与降解协同作用的结果;当活性炭含量为35%,TiO2的负载量为2%时,对甲醛吸附降解能力最好,达到85.3%。
  • 多元稀土硼化物Ce1-xNdxB6的制备及性能研究
    格日勒满达呼, 包黎红, 特古斯
    功能材料. 2016, 47(1): 1218-1221. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.046
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    采用固相反应法在真空环境中烧结温度为1 180 ℃下,成功制备出了单相的多元Ce1-xNdxB6(0≤x≤0.3)硼化物粉末。研究了掺杂元素Nd对Ce1-xNdxB6(0≤x≤0.3)物相、微观结构及光吸收性能的影响规律。XRD结果表明,Nd元素的掺杂没有改变CeB6的晶体结构,而是替代了Ce原子晶位。光吸收结果表明,随着Nd掺杂量的增加,Ce1-xNdxB6分散液透射光波长从618 nm增加至624 nm,出现了“红移”现象。磁性测量结果表明,CeB6反铁磁至顺磁态转变温度为2.36 K。
  • Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9Al0.1纳米晶合金制备及其软磁性能
    谢文硕, 朱正吼
    功能材料. 2016, 47(1): 1222-1225. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.047
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    首先制备了Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9Al0.1非晶合金带材并研究了微量Al在Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9-Al0.1纳米晶合金中的影响情况。研究表明,微量的Al降低了Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9Al0.1母合金的流动性;微量的Al促使Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9Al0.1非晶合金在晶化热处理时的晶粒显著长大,降低了非晶合金中的内应力各向异性,由此提高了其晶化后的纳米晶合金100 kHz以上频率的μe值,同时也显著降低其获得最佳软磁性能的晶化处理温度;晶化处理后,Al原子在Fe73.4Cu1Nb3Si13.5B9Al0.1纳米晶合金中富集于α-Fe晶粒和富铜团簇内并且有可能形成了Fe3Al;Fe73.4Cu1-Nb3Si13.5B9Al0.1磁芯的最佳晶化处理工艺是545 ℃×1 h,其磁芯在1,10,100和200 kHz时的μe值分别为33 785,21 551,9 884和5 444。
  • 基于BP神经网络的Ni-Al2O3镀层粒子复合量预测研究
    王金东, 赵岩, 高媛媛, 曹阳, 夏法锋
    功能材料. 2016, 47(1): 1226-1228. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.048
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    采用超声波辅助电沉积法在A3钢表面制备了Ni-Al2O3镀层,通过BP神经网络对不同工艺参数下制备镀层的Al2O3粒子复合量进行预测,最后利用透射电镜(TEM)观察镀层结构组织。结果表明,该BP神经网络结构为3×8×1时,其预测值与真实值的拟合度R=0.9991,相对误差的最大值与最小值分别为1.71%与0.74%。TEM分析表明,当Al2O3粒子浓度9 g/L,电流密度3 A/dm2,温度40 ℃时,Ni-Al2O3镀层组织较为紧密,其平均粒径约为20 nm。
  • 胎基材料对沥青燃烧性能测试的影响
    廖雪娇, 严蕾, 董瑞琨
    功能材料. 2016, 47(1): 1229-1233. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.049
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    选用玻璃棉、棉布、聚酯毡3种胎基材料分别制备沥青、阻燃沥青试样,利用极限氧指数测定仪测试其点火时间、燃烧时间以及极限氧指数,分析胎基材料对沥青、阻燃沥青燃烧性能测试结果的影响。实验结果表明,沥青、阻燃沥青试样的LOI值会因胎基材料的不同存在差异。本次研究选用的3种胎基材料中,相较于棉布与聚酯毡,玻璃棉更适合用于制备沥青、阻燃沥青试样。
  • 无溶剂型有机氟改性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液及胶膜的制备与性能
    付建萍, 赖小娟, 李小瑞, 张丹年, 穆瑞花
    功能材料. 2016, 47(1): 1234-1238. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.050
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    采用种子乳液聚合和后扩链法,以聚氨酯(PU)乳液为种子,乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为后扩链剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)作为自由基聚合单体,合成了乳胶粒微观形态为核壳结构的无溶剂型含氟聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)复合乳液。考察了FA和AAS用量对乳液和乳胶膜性能的影响。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、接触角(CA)和胶膜吸水率等表征了FPUA的结构、微观形态、乳胶膜的表面性能。结果表明,乳胶粒子呈现核壳结构,以聚丙烯酸酯(PA)为核,PU相为壳,由于FA的作用,涂膜的疏水性得到了较大的提高。适量后扩链剂AAS的引入可提高聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)的自乳化能力,增加含氟乳液的稳定性。
  • 具有抗菌和水蒸气阻隔性能的棕榈蜡乳液制备及应用
    张丹, 余光华, 肖惠宁, 董翠华, 龙柱
    功能材料. 2016, 47(1): 1239-1245. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.051
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    胍盐类抗菌聚合物通过接枝的方法固定在了棕榈蜡乳液微粒的表面。耦合试剂N-(3-二甲氨基丙基)-N’-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)将抗菌剂和棕榈蜡乳液微粒通过共价键的方式结合起来,从而有效地提高了其结合作用力。该种新型的棕榈蜡乳液微粒具有水蒸气阻隔和抗菌的双重功效,是一种可用于蔬果包装等用途的天然绿色纸用助剂。
  • 机械研磨锌的有机改性及其对甲基橙的降解
    侯臣, 王树林, 郑桾, 李生娟, 李来强, 卢彧文, 黄亚运
    功能材料. 2016, 47(1): 1246-1249. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.052
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    用滚压振动磨预处理原料锌粉,将其细化得到机械研磨锌,采用TEOS对其进行表面改性。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),对材料的微观结构及成分表征,并比较了改性前后机械研磨锌对甲基橙的降解性能。结果表明,机械研磨锌表面性质活泼,表面易产生羟基;改性产物的表面连接有Si—O、—OC2H5等有机基团,实现了对机械研磨锌的有机改性; 改性产物并没有影响甲基橙的紫外-可见吸收光谱,特征吸收峰依然在464 nm处;有机改性会在一定程度上降低机械研磨锌降解甲基橙的性能,酸性TEOS水解液对改性产物的性能影响较小,碱性TEOS水解液的改性却严重制约了对甲基橙的降解。
  • 功能性改性剂PF-CaCO3预聚体的制备及其性能表征
    贾贞, 李国梁, 张阿樱, 于洪泽, 惠彬
    功能材料. 2016, 47(1): 1250-1254. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.053
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    为了提高酚醛树脂胶黏剂的耐热性、稳定性及力学强度,并同时考虑成本,引入三聚氰胺和尿素在酚醛树脂体系中,并加入氯化钙和碳酸铵制备功能性改性剂PF-CaCO3预聚体。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等微观表征可观察到20~70 nm的立方形碳酸钙,通过差示扫描量热法(DSC)和热失重分析(TGA)发现,PF-CaCO3预聚体具有良好的相容性,热稳定性增强。
  • SiCp/Al超声振动辅助磨削砂轮选择方法研究
    梁桂强, 周晓勤, 赵菲菲, 邵芳
    功能材料. 2016, 47(1): 1255-1258. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.054
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    使用电镀金刚石砂轮、钎焊金刚石砂轮、陶瓷结合剂烧结金刚石砂轮和树脂结合剂烧结金刚石砂轮超声振动辅助磨削铝基碳化硅(SiCp/Al),将砂轮磨损、材料去除、磨削表面形貌进行了对比分析,给出SiCp/Al超声振动辅助磨削砂轮的选择方法。结果表明,陶瓷结合剂烧结金刚石砂轮在超声振动辅助磨削SiCp/Al的过程中具有磨削过程平稳、材料去除均匀、工件表面质量好、砂轮磨损小的特点,是磨削SiCp/Al的理想砂轮。本文的研究工作作为SiCp/Al磨削工艺研究领域的一个方面,对SiCp/Al磨削过程中砂轮的选择研究具有一定的指导意义。
  • 高强度透明纳米纤维素纸的制备与性能表征
    余森海, 刘志明, 吴鹏
    功能材料. 2016, 47(1): 1259-1262. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2016.01.055
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以毛竹为原料,采用高压均质法、微滤沉积法、聚乙烯醇基体抛光法制备透明的纳米纤维素纸(透明纸)。通过SEM、拉伸试验和UV-Vis测量系统分析了纳米纤维素纸的微观形貌与其力学性能和透光率的相应关系。研究结果表明,多孔网状的纳米纤维素纸(纳米纸)以及抛光处理后的透明纸与传统的A4复印纸相比有着高的拉伸强度,并且网络伸展使其断裂伸长率也有所提高。透明纸的弹性模量和拉伸强度分别为(1.31±0.35) GPa和(120.3±2.1) MPa。同时,采用聚乙烯醇高透明性基体抛光处理对纳米纸的透光性有着明显的改善,透明纸在600 nm处的透光率为65%。这种高强度透明纳米纸在柔性光电材料领域有着一定的应用潜力。
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