其他其他有色金属理论与应用

重力对镍基单晶高温合金枝晶生长和微观偏析的影响 537     

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使用长50 m的落管研究Ni-Cr-Al-W-Ta镍基单晶高温合金在重力(1g)和微重力(μg)条件下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察合金的凝固组织并用图像分析软件测量和统计一次和二次枝晶间距，使用扫描电镜能谱(SEM-EDS)测定不同位置枝晶干与枝晶间的化学成分并计算微观偏析系数。结果表明，在重力和微重力条件下这种合金的枝晶特征和合金元素的微观偏析明显不同。重力样品一次和二次枝晶间距比微重力样品的大，随着凝固距离的增大一次枝晶间距的差异变大，而二次枝晶间距的差距变化不大。随着凝固的进行，微重力样品枝晶间Ta、Cr和Al元素的含量呈现先明显升高后略微降低的趋势，W元素含量呈现逐渐下降的趋势，枝晶间液相的密度呈现略微降低的趋势。重力样品枝晶间Ta、Cr和Al元素含量的分布趋势与微重力样品基本相似，W元素含量的分布则与微重力样品明显不同，大部分凝固阶段呈上升趋势，使枝晶间液相的密度沿逆重力方向提高。上述结果表明，在重力条件下凝固前沿溶质密度差导致的对流作用微弱，不是造成枝晶间距增加的主要原因，主要原因应该与凝固前沿热对流造成的温度梯度的降低有关。

Zr-2合金表面ZrO2/Cr复合膜的高温蒸汽氧化行为 523     

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用微弧氧化(MAO)和磁过滤阴极真空弧离子镀(FCVAD)在Zr-2合金表面制备ZrO2/Cr复合膜，用热重分析仪(TGA)评估了Zr-2合金基体和ZrO2/Cr复合膜在900~1100℃蒸汽环境中的抗氧化性能，并分析其氧化后氧化层的截面结构、相组成和成分深度分布。结果表明，在900、1000和1100℃蒸汽环境中分别氧化3600 s后，ZrO2/Cr复合膜试样单位面积增重约为Zr-2合金基体的3/8、1/4和2/5。在高温蒸汽环境中，ZrO2/Cr复合膜表面氧化生成的致密Cr2O3膜能抑制氧向内扩散，提高锆合金的抗蒸汽氧化性能，阻止锆试样在1000℃蒸汽环境中出现分离氧化。ZrO2/Cr复合膜的表面Cr层完全消耗前，Cr涂层的氧化主要取决于铬向外扩散，而不是氧向内扩散。在蒸汽氧化过程中，MAO膜的中间层能抑制氢渗透进入锆合金基体。

Cu掺杂非晶碳薄膜的电学性能及其载流子输运行为 986     

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以Cu-C拼接靶为靶材，用高功率脉冲磁控溅射制备出4种Cu含量(原子分数)低于10%的Cu掺杂非晶碳(a-C: Cu)薄膜，研究了Cu含量对a-C:Cu薄膜组分结构、电学性能以及载流子输运行为的影响。结果表明：随着非晶碳中Cu含量的提高，a-C:Cu薄膜中sp2-C的含量提高、团簇尺寸增大、薄膜电阻率、透过率和光学带隙均减小，费米能级向价带偏移。Cu含量为2.77%和3.88%的样品在150~250 K的载流子输运机制为Mott型三维变程跳跃传导，在250~350 K则为热激活传导；而Cu含量(原子分数)为5.4%和7.28%的样品在150~350 K均为Mott型三维变程跳跃传导。掺入Cu，可控制非晶碳薄膜的光学和电学性能。

一种6Re/3Ru镍基单晶高温合金微观组织的稳定性和高温持久性能 434     

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用场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)观察一种第四代镍基单晶高温合金长期时效和持久断裂后的微观组织和位错组态，研究了这种合金在1000℃和1130℃长期时效过程中的组织演化和在1100℃/140 MPa条件下的持久性能。结果表明：这种合金具有较好的组织稳定性，在1000℃长期时效过程中γ'相逐渐长大，但是在1000 h后仍有较好的立方度且没有TCP相析出。在1130℃长期时效500 h后γ'相发生连接和筏化；时效200 h后开始析出TCP相，时效1000 h后合金中TCP相的面积分数只有0.04%。在1130℃长期时效500 h后，γ/γ'界面形成位错网并随着时效时间的延长变得更加规则致密。这种合金在1100℃/140 MPa条件下的持久寿命为676.5 h，达到第四代镍基单晶高温合金水平。持久断裂后γ'相发生N型筏化，合金中析出针状TCP相(μ相)并在TCP相附近出现位错塞积。在持久试验过程中，合金中生成的γ/γ'界面位错网和a<010>超位错有利于提高其持久性能。

钛增强Cu40Zn黄铜合金的粉末冶金制备及其力学性能 983     

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采用粉末冶金法将合金元素Ti加到Cu40Zn基体中制备钛黄铜，研究了Ti的添加量对黄铜微观组织、界面结构、相组成以及力学性能的影响。结果表明：Ti在基体中固溶析出并与Cu40Zn反应生成了亚微米级的Cu2Ti4O颗粒和Ti纳米团簇，随着Ti含量的提高钛黄铜的屈服强度、抗拉强度和硬度呈提高的趋势。增大位错运动阻力产生的第二相强化、钉扎产生的细晶强化以及加工硬化，使Cu40Zn的力学性能提高。综合性能良好的Cu40Zn-1.9Ti，其屈服强度、抗拉强度、延伸率和硬度分别达到375 MPa、602 MPa、17.7%和163HV。

不同针刺工艺的针刺复合材料面内拉伸强度分析 782     

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6种针刺工艺不同的碳纤维增强树脂基复合材料，其面内拉伸强度随着针刺密度和针刺深度的增大而降低，针刺处纤维的断裂使材料内的缺陷失稳扩展和面内纤维断裂，进而使材料整体拉伸失效。根据面内拉伸实验结果和纤维累计损伤理论并引入纤维体积折减系数，建立了分析针刺复合材料面内拉伸强度的理论模型。这个模型的预测结果与实验结果相符，并发现断裂纤维簇的个数与体积折减系数相关。用该模型可预报不同针刺工艺复合材料的面内拉伸强度，并指导设计针刺复合材料的预制体。

ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能 797     

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先用水热反应合成六方晶相CdS多层级花状微球并在其表面生长ZnO纳米棒形成均匀的ZnO/CdS复合结构，然后用光还原法将Ag纳米颗粒负载于ZnO纳米棒制备出ZnO/CdS/Ag三元半导体光催化剂，对其进行扫描电镜和透射电镜观察、光电性能测试、活性基团捕获实验以及光催化降解和抗菌性能测试，研究其对亚甲基蓝(MB)的降解和抗菌性能。结果表明：ZnO纳米棒均匀生长在CdS微球表面，CdS晶体没有明显裸露，Ag纳米粒子负载在ZnO纳米棒的表面；ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂有良好的可见光响应、较低的阻抗和较高的光电流密度；ZnO/CdS/Ag复合光催化剂能同时产

铺层方式对CFRP-Al单搭接接头胶接性能的影响 673     

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使用热压罐制备[45/-45]4s、[0/90]4s和[0/45/-45/90]2s三种铺层方式的CFRP层合板,然后在室温下与Al胶接制备出单搭接试样。使用电子万能试验机、数字图像相关法(DIC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段测量胶接接头的拉伸载荷-位移曲线和应变分布并观察断口形貌。基于试验数据分析不同铺层方式下CFRP-Al单搭接接头的拉伸性能,研究了铺层方式对CFRP-Al单搭接接头胶接性能的影响和铺层方式胶接接头的破坏机制。结果表明,在拉伸过程中[45/-45]4s试样出现塑性变形阶段其拉伸位移最大,而[0/45/-45/90]2s和[0/90]4s试样的拉伸位移较小且发生了脆性断裂。铺层方式从[45/-45]4s到[0/45/-45/90]2s再到[0/90]4s,试样的极限载荷和纤维束断裂数量增加、层间剪切力减小、应变集中程度和分层破坏程度降低。

脉冲电流对冷坩埚定向凝固TiAl基合金微观组织和性能的影响 927     

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施加脉冲电流进行Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb(原子分数,%)合金的定向凝固并结合仿真实验,研究了脉冲电流对其凝固组织和性能的影响。结果表明：随着频率为200 Hz的脉冲电流密度的增大电流集肤效应增强、熔体内电流集肤效应加重。在集肤层电流焦耳热效应的作用下糊状区侧向散热的热流密度降低,使枝晶的平均偏离角减小,从而使合金的断后延伸率增大。脉冲电流密度较小时,在焦耳热效应和电磁搅拌的作用下熔体中枝晶的重熔和破碎使柱状晶晶粒的径向尺寸减小。但是,过量的焦耳热使熔区的长度增大、温度梯度减小,反而使晶粒的径向尺寸增大。因此随着电流密度的增大TiAl合金的抗拉强度先提高后降低,施加频率为200 Hz、电流密度为35.3 mA/mm的脉冲电流TiAl合金的抗拉强度最大,比母合金铸锭的抗拉强度提高了70.7%。电流密度为52.9 mA/mm时延伸率达到最大值,比母合金锭的延伸率提高了129.5%。

锆合金表面Cr基涂层的耐高温氧化性能 595     

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用磁控溅射法在锆合金基体表面制备Cr和CrAl层,并使其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征氧化前后涂层和Zr合金基体的微观结构,研究了两种涂层在(反应堆失水(LOCA)事故情况下的)高温蒸汽环境中的抗氧化性能。结果表明：在1200℃/1 h水蒸汽中氧化后没有涂层的锆合金基体表面生成厚度约为100 μm的氧化膜；而在Cr涂层表面生成的致密Cr2O3层其厚度约为4 μm,表明氧化速率显著降低。CrAl涂层氧化后表面生成致密的Cr2O3和Al2O3混合氧化层,其厚度只有0.8 μm,表明氧化速率进一步降低。这些

热等静压对第三代单晶高温合金DD33显微组织和持久性能的影响 1053     

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对第三代DD33单晶高温合金进行标准热处理、热等静压以及不同制度的后续固溶和时效处理,并在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下进行高温持久性能实验,使用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线三维成像技术(XCT)等手段观察和表征不同状态的样品,研究了热等静压和热处理对这种合金显微组织和持久性能的影响。结果表明：铸态DD33单晶高温合金经过适当的热等静压和后续热处理工艺后,样品的组织形貌(γ′相尺寸、体积分数与立方化程度)与标准热处理态基本相同。与标准热处理态合金相比,热等静压处理后合金显微孔洞的体积分数和尺寸均显著降低,其体积分数从0.0190%降低到0.0005%,最大孔等效直径从36.9 μm减小到14.2 μm。在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下热等静压后的样品持久寿命均显著延长。这表明,适当的热等静压和热处理能消除合金内部的显微孔洞缺陷,使其持久性能显著提高。

等温处理时间对触变挤压锡青铜轴套的组织和性能的影响 928     

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采用冷轧-等温处理SIMA法(CRITSIMA 法)制备半固态锡青铜坯料并将其挤压成锡青铜轴套,研究了等温处理时间对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着等温处理时间的延长锡青铜轴套的平均晶粒尺寸随之增大,晶粒的粗化速率为296 μm3/s,形状因子先增大后减小,布氏硬度和延伸率先提高后降低,抗拉强度逐渐降低。在910℃等温15 min的锡青铜轴套其综合性能最高,形状因子为0.74,平均晶粒尺寸为63.56 μm,抗拉强度为368 MPa,延伸率为4.5%,布氏硬度为126 HBW。

SnO2@Ti3C2Tx 负极材料的制备及其应用 394     

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通过超声辅助和低温热处理在二维Ti3C2Tx 纳米片层间原位生长SnO2纳米颗粒,制备出纳米结构的SnO2@Ti3C2Tx 复合材料。使用X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等手段对其表征,研究了这种材料的结构和性能。结果表明,SnO2纳米粒子密集分布在Ti3C2Tx 片层表面与片层之间,Ti3C2Tx 纳米薄片突出的限制效应和良好的类石墨层状结构抑制了SnO2纳米粒子的体积膨胀和团聚,加速了锂离子和电子的跃迁。同时,嵌入在片层之间的SnO2纳米粒子防止纳米片层在锂插入/脱出过程中重新堆积,使Ti3C2Tx 基体的纵向结构稳定性提高。SnO2@Ti3C2Tx 复合材料两组分之间的协同效应,使其具有良好的倍率性能与长循环性能。

氧化石墨烯的变温发光 880     

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根据光致发光光谱和吸收光谱研究了氧化石墨烯(GO)的发光性能。结果表明,GO的发光源于片层内的sp2C团簇。sp2C团簇被高势垒的氧化官能团(sp3C)包围,形成了多量子阱结构。GO内有不同尺寸的sp2C团簇,其带隙与尺寸相关,尺寸越小带隙越宽,使发光覆盖范围较宽并依赖激发波长。还改变激发波长和温度,根据发光光谱研究了GO中不同局域态的发光行为。结果表明,514 nm激发的sp2C团簇的热激活能比830 nm激发的高56 MeV。温度对较小尺寸sp2C团簇的影响较小,因为尺寸越小限域效应越强,使电子空穴对的辐射跃迁几率提高。

中间相沥青基碳纤维石墨化度对Cf/Al界面损伤的影响 757     

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以不同石墨化度的中间相沥青基碳纤维为基底磁控溅射构筑Cf/Al界面,研究了不同石墨化度Cf/Al界面微观结构的演变,并与聚丙烯腈碳纤维比较揭示了Cf/Al界面的损伤机制。结果表明：随着石墨化处理温度的提高中间相沥青基碳纤维的石墨微晶尺寸增大、取向度和石墨化度提高,Cf/Al界面的反应程度降低和碳纤维损伤减少。不同石墨化度Cf/Al界面的损伤决定于初始缺陷的数量和后续裂纹在碳纤维内部的增殖和扩展。在2400℃和2700℃石墨化处理使裂纹更容易在中间相沥青基碳纤维石墨微晶片层间扩展,去除镀层后纤维损伤比聚丙烯腈碳纤维分别高5.19%和3.70%；在3000℃石墨化处理后,化学惰性较大的中间相沥青碳纤维使界面反应产生的缺陷数量大幅度减小,去除镀层后纤维的损伤比聚丙烯腈碳纤维低1.85%。

形状因子对微观定向结构Cu-W复合材料触头的力学和电学性能的影响 644     

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设计了三种微观定向结构的Cu-W复合电触头材料,用差异显著的形状因子对其表征,研究了形状因子对其导电性能和力学性能的影响。基于有效介质方程(GEM)和导电通道理论并结合仿真计算,得到不同骨架结构复合材料的电流密度分布及其与形状因子的关系。结果表明,形状因子F越接近1导电通道越容易形成团簇,导电性能越好；基于Mises屈服准则计算力学性能,仿真分析了不同结构复合材料的形变特性,提出其力学性能与形状因子的关系,即随着形状因子圆形度的增大力传导微元的稳定性随之提高；形状因子的圆形度越大,力传导微元越不易发生变形,机械性能越好。根据Cu-W复合电触头材料的导电性能和力学特性,可进一步优化其综合性能。

rGO/PANI/MnO2 三元复合材料的制备和电化学性能 751     

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用水热合成法和冻干操作制备石墨烯/聚苯胺/二氧化锰三元复合材料(rGO/PANI/MnO2),使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征。结果表明,用这种简单高效的方法制备的复合材料,具有相互交联的网络状结构和自支撑特性。在反应过程中MnO2与聚苯胺形成不规则的块状结构,共沉积在石墨烯自组装形成的网络片层上。这种复合材料具有良好的电容性能,比电容为388 F·g-1(0.5 A·g-1),优于单纯的石墨烯(rGO,234 F·g-1)和聚苯胺电极(PANI,176 F·g-1)。使用这种复合材料作为正极、rGO作为负极组装的一种不对称超级电容器,能在0~1.6 V范围内可逆循环,功率密度为17.48 W·kg-1时最大能量密度为13.5 Wh·kg-1。

电场对定向凝固类包晶合金凝固组织的影响 199     

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为研究直流电流对亚包晶合金凝固过程的影响,选用与亚包晶合金都存在相似凝固过程的AMPD-4.1%SCN透明亚包晶模拟物为研究对象。使用显微镜感光器件(CCD)和智能通讯测温仪表对实验过程进行实时拍照和温度记录,研究了亚包晶透明模拟物在电场作用下的结晶过程和晶体生长规律。结果表明：在电场的作用下,由电迁移效应使定向结晶的亚包晶模拟物的初生β相颗粒逐渐向正极方向迁移,使凝固界面前沿的液相成分与包晶点的成分(0.05%SCN,原子分数)接近,从而促进包晶反应的进行；电场的作用使电流偏聚产生的焦耳热效应和溶质富集引起的成分过冷,使定向凝固的枝晶尖端产生特殊分裂的生长形貌,使枝晶尖端分裂,枝晶间距减小。

BaTiO3 纳米线的长径比对聚间苯二甲酰间苯二胺复合材料介电性能的影响 820     

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用水热法合成了不同长径比的钛酸钡纳米线(BaTiO3 nanowires (BTN)),用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调节其表面化学能和静电力(标记为P-BTN)。将P-BTN加入聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出P-BTN含量(质量分数)为10%的介电复合材料P-BTN/PMIA。研究了合成温度对BTN长径比的影响、P-BTN对P-BTN/PMIA复合材料介电性能和电学性能的影响以及P-BTN/PMIA复合材料在不同温度下的介电性能和电学性能。结果表明：随着BTN合成温度的提高其长径比明显增大,从130℃时的7.2增大到250℃时的46；随着PMIA复合材料中P-BTN长径比的增大其介电常数从6.6增大到9.8,其介电损耗在整个频率范围内小于0.025并保持了良好的绝缘性能；在-20℃-200℃复合材料P-BTN-250-10介电常数和介电损耗保持稳定。高长径比的BTN更利于提高耐高温聚合物基复合材料的介电常数,进而提高其储能密度。

小型金纳米棒的制备 854     

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用种子生长法合成小型金纳米棒,改变合成参数可调控其形貌和性能。使用紫外-可见-近红外分光光度计和透射电子显微镜(TEM)测试和观察了金纳米棒的消光特性和形貌,研究了AgNO3、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和籽晶的用量对金纳米棒的形貌和性能的影响。结果表明：在不同条件下制备的金纳米棒具有良好的重现性。在(0.01 mol/L) AgNO3用量为0.035 mL、(0.1 mol/L) CTAB用量为11 mL、籽晶用量为1.1 mL的最佳条件下合成的金纳米棒,其长径比约为3.8,平均长度约为34 nm,形貌均匀性和分散性良好。这种小型金纳米棒可用于检测残留物福美双(Thiram)。

不同热解碳界面层厚度C/ZrC-SiC复合材料烧蚀性能及其机理 701     

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通过控制沉积时间制备S5-C/ZrC-SiC、S15-C/ZrC-SiC、S30-C/ZrC-SiC和S50-C/ZrC-SiC等不同热解碳界面层厚度的复合材料,研究了不同热解碳界面层厚度C/ZrC-SiC复合材料的密度与微观组织、烧蚀性能的变化规律及其机理。结果表明：随着热解碳界面层厚度的增大,C/ZrC-SiC复合材料SiC基体含量、密度和气孔率不断降低,但是裂解ZrC基体的含量表现出先降低而后增大的变化规律。S30-C/ZrC-SiC复合材料20 s短时间氧乙炔烧蚀性能最优,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别-0.84 mg/s和3.00 μm/s；但是S15-C/ZrC-SiC复合材料长时间循环60 s烧蚀性能最优,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.22 mg/s和3.80 μm/s。其原因是,C/ZrC-SiC复合材料20 s氧乙炔烧蚀作用机理主要为机械冲刷,而C/ZrC-SiC复合材料的第二次60 s氧乙炔烧蚀发生了由机械冲刷向热物理和热化学烧蚀机理的转变。

高Nb-TiAl合金的高温变形行为及其板材的性能 597     

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对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s-1、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5 μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。

界面强度对柔性环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能的影响 722     

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先合成反应型BBDMP30-clay有机化粘土和非反应型CPDMP30-clay有机化粘土,然后以其为纳米增强体分别制备了两种界面强度不同的环氧树脂/粘土纳米复合材料。用透射电子显微镜(TEM)、拉伸实验表征这两种环氧树脂/粘土纳米复合材料并进行动态力学分析(DMA),研究了界面强度对其力学性能的影响。结果表明：这两种纳米复合材料具有几乎相同的无规剥离结构,反应型BBDMP30-clay比非反应型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的热/机械性能。粘土质量分数为3.5%时BBDMP30-clay可使纳米复合材料的拉伸强度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸强度提高190%。BBDMP30-clay使纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的Tg提高2.5℃。这些不同都可归因于这两种纳米复合材料界面强度的差异。

TC4钛合金表面氧化亚铜掺杂微弧氧化层的结构和性能 1121     

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在电解液中添加不同浓度的氧化亚铜微粒,然后在TC4钛合金表面制备掺杂铜氧化物的微弧氧化层。在模拟海水中进行微弧氧化层的摩擦磨损和抗菌实验,并使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)和显微硬度仪等手段对比研究了掺杂氧化亚铜的微弧氧化层的微观结构和性能。结果表明：掺杂氧化亚铜的微弧氧化层表面呈多孔形貌特征,但是微孔的数量较少和孔径尺寸较小,氧化亚铜微粒在膜层中以氧化铜和氧化亚铜两种形式存在；与未掺杂氧化亚铜的微弧氧化层相比,添加不同浓度氧化亚铜的微弧氧化层在模拟海水中的抗磨损性能和抗菌性能显著提高,但是微弧氧化层中的铜元素使其耐蚀性有所降低。

碳纳米管膜表面金属化用于高电流输出柔性锂离子电池 1010     

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采用磁控溅射技术对碳纳米管膜进行表面金属化处理,制备了导电性能优异的碳纳米管/金属复合薄膜,其电导率为纯碳纳米管膜的10倍(碳纳米管膜电导率为300 S·cm-1)。以这种复合薄膜为集流体组装的柔性锂离子电池,具有比以纯碳纳米管膜作为集流体更优异的倍率性能(5 C倍率下比容量仍可保持132.6 mAh·g-1)、大倍率循环性能(5 C倍率200圈循环后仍具有74.4%的容量保持率)和更大的输出电流(0.4 A)。

磁性多孔rGO@Co/CoO复合材料的制备和吸波性能 391     

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使用氧化石墨烯和乙酰丙酮钴为原料,用溶剂热和高温煅烧法合成了一系列三维多孔rGO@Co/CoO纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶体结构及元素组成,用拉曼光谱分析了材料内部的石墨化程度及结构缺陷,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察和分析了材料的形貌及微观结构。结果表明,煅烧温度为350、500及650℃制备的产物分别为rGO@CoO复合材料、面心立方(fcc型)rGO@Co纳米复合材料以及双晶型(fcc和hcp型)rGO@Co纳米复合材料。填充量(质量分数)为10%时,S500的吸波性能最优异,RLmin值为-74.5 dB,对应的频率为13.9

自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究 794     

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采用光沉积法在SnSe纳米管表面沉积Ag纳米粒子,在室温下制备了Ag修饰的SnSe纳米管(Ag/SnSe),通过SEM、EDS、TEM和XRD等手段表征其表面形貌、元素组成和晶体结构。随后,将Ag/SnSe纳米管旋涂在FTO导电面作为工作电极并以Pt电极为对电极组装了Ag/SnSe纳米管红外探测器,使用830 nm的光作为红外模拟光源研究了红外探测性能。结果表明,Ag/SnSe纳米管的平均直径约为100~200 nm,Ag纳米颗粒负载在SnSe纳米管表面。与SnSe纳米管红外探测器相比,Ag修饰的SnSe纳米管红外探测器的最大光电流密度提高到120 nA/cm2,上升时间和下降时间分别缩短到0.109和0.086 s。同时,Ag修饰的SnSe纳米管红外探测器的稳定性较高,可循环使用。

磨粒刮擦诱导单晶镍微结构演化与塑性去除行为的纳观分析 762     

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基于分子动力学模拟,从原子水平研究了单晶镍刮擦诱导的微结构演变和塑性去除,重点分析了不同晶面的微结构演变特征和塑性去除差异,阐明了在滑动刮擦和滚动刮擦工况下塑性的去除规律,揭示了微结构演化和塑性去除的机制。结果表明,在紧密接触区产生的应力集中不仅是单晶镍位错滑移的源动力,而且是FCC结构向HCP结构转变和材料塑性去除产生磨屑的主因。发生磨粒刮擦时Ni(110)晶面出现最大的水平切向力,磨粒刮擦时在Ni(110)晶面内形成了具有水平滑移特征的HCP结构,其中位错滑移是其磨屑比Ni(100)和Ni(111)晶面多的主因。在同等刮擦条件下,Ni(110)晶面的塑性环脱落行为滞后。同时,密排堆垛层错行为和磨损表面的剪切应变都表现出显著的晶面选择性。与滑动刮擦相比,滚动刮擦时镍原子显著地粘附于磨粒的外表面,是切向力在刮擦过程中大幅度振荡的主要原因。

ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能 480     

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使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜,研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明,纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形,其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明,这种纳米结构具有优异的光电化学性能,其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍；光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能,可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程,提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金,合金液滴过饱和后ZnO开始成核,随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时,还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长,分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒,制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。

碳纳米管掺杂影响液晶物理参数与显示性能的实验及第一性原理计算 577     

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将4"-正戊基-4-氰基联苯(5CB)液晶与液晶4-[反式-4-[(E)-1-丙烯基]环己基]苯腈以5∶1的比例混合,并将预处理的碳纳米管分别与5CB单晶和混晶复合,测试两种掺杂碳纳米管的液晶的光电和介电性能。结果表明:碳纳米管的掺入影响了液晶体系的阈值电压和介电各向异性,其中介电各向异性的增幅最高达到4.671%,并且展曲弹性常数也有所增大；碳纳米管的掺入也影响液晶体系的响应时间和粘滞系数,其中粘滞系数的降幅最高达到25.131%。实验还表明,混晶的介电各向异性高于单晶,且其响应时间和粘滞系数的降幅均比5CB单晶明显。混晶的更大优势是,与碳纳米管复合、改善复合体系的物理参数和显示性能。同时,理论研究结果表明,碳纳米管与液晶分子的结合能介于液晶分子与液晶分子、碳纳米管与碳纳米管之间,并且在液晶分子的诱导下碳纳米管产生诱导偶极矩,印证了碳纳米管掺杂可提高液晶的介电各向异性、降低其响应时间的实验结果。