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材料导报 2016年第10期杂志 文档列表

材料导报杂志材料研究

He对仅含位错的纯Fe力学性能的影响研究1-4

摘要：在反应堆运行过程中,核材料中的He通过核反应产生,并对材料性能的影响较大。通常认为,He会造成材料强度的上升,韧塑性的下降。制备了不同变形量的仅含位错的纯铁样品,开展了He原子对于样品力学性能影响研究,并对影响机理进行了初步分析。结果表明,不同的变形量下,He的注入使得样品的拉伸强度或有所提升,或变化不大,但所有样品的延伸率均得到了不同程度的提高。该结果与通常认为的＂氦脆＂现象不相一致,由此可见,He并不总是降低金属材料的力学性能。

聚（对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇）酯的合成与表征5-9

摘要：采用酯化物共缩聚法合成了一系列不同共聚比例的聚（对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇）新型低熔点共聚酯,并利用红外光谱和1 H核磁共振确定了其化学结构。通过热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析和力学性能测试对不同共聚比例的聚（对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇）酯的热稳定性、熔点、玻璃化转变温度、结晶性能和力学性能进行了研究。结果表明,共聚酯的熔点、玻璃化转变温度和结晶能力都随着共聚比例的增大而降低,当共聚比例超过30%时,共聚酯失去结晶能力。为了深入理解此共聚酯熔点衰减的机理以及共聚链段的结晶行为,利用Hoffman-Weeks理论对不同共聚比例样品的平衡熔点进行了测定,并将实验值与Flory模型和Baur模型的预测值进行了对比,发现此共聚酯的熔点衰减规律符合Baur模型,说明共聚链段与PET链段形成了伪结晶体系。综合熔点、玻璃化转变温度和力学强度考虑,共聚比例为30%时获得的低熔点共聚酯综合性能较好,其熔点为159.3℃,玻璃化转变温度为21.5℃,拉伸强度为24.77 MPa。

聚乙烯-超支化聚缩水甘油醚两嵌段共聚物的合成及性能表征10-14

摘要：介绍一种由线性聚乙烯（PE）嵌段和超支化聚缩水甘油醚（hbPG）嵌段组成的＂线性-超支化＂两嵌段共聚物的合成和性能表征。通过烯烃配位聚合方法制备出仅在主链末端带有一个羟基的线性聚乙烯（PE-OH）,以此作为大分子引发剂引发缩水甘油开环多支化聚合,得到羟基末端嵌段共聚物（PE-b-hbPG-OH）。为便于表征,将共聚物超支化部分末端羟基酰化改性（PE-b-hbPG-Bz）,改善嵌段共聚物的溶解性。凝胶渗透色谱GPC测试结果显示单峰且无拖尾,表明所得聚合物的结构均一;傅里叶转换红外光谱FTIR和核磁共振NMR测试结果共同证实嵌段共聚物的结构;热重分析TGA结果可确定2个嵌段的质量比;差示扫描量热法DSC测试结果则表明超支化部分对线性聚乙烯部分的熔融、结晶性质影响很小。

磷酸铁锂/石墨动力电池的高温衰减机制研究15-18

摘要：制备了1.1Ah的18650型LiFePO_4/graphite动力电池并研究了温度对电池循环的作用机制。运用解体与非解体的研究手段系统地分析了电池在循环前后的容量以及正负极材料的形貌、结构与电极容量的变化。结果表明,在经过800周循环后55℃下电池的容量衰减显著,循环后电池的Rb与Rct有较为明显的增加。高温下电池的容量衰减主要来自于活性锂离子的损失。对于LiFePO4正极,长周期的循环并未对LiFePO_4的结构造成影响,同时电极的容量未见衰减。而对于石墨负极,容量在55℃下有12.60%的衰减。在高温循环后负极表面发现了铁元素的沉积。铁元素的沉积加速了石墨电极表面膜的增厚并对电池容量的衰退产生影响。

基于海藻酸镁水性黏结剂的高性能硅基锂离子电池19-22

摘要：黏结剂对于硅基锂离子电池性能起着至关重要的作用。提出采用水性、二价多糖化合物海藻酸镁作为黏结剂,提高硅负极锂电性能的思想。研究工作显示,相比常用的羧甲基纤维素钠黏结剂,采用海藻酸镁黏结剂的硅基锂离子电池具有更好的循环性能,在较高电流密度下具有更高的可逆充放电比容量。200mA/g电流密度下,100次循环后容量仍保持在1500mAh/g左右。在1000mA/g电流密度下,可逆比容量仍然有大约1300mA/g。海藻酸镁黏结剂对于硅负极锂离子电池性能的改善作用可能与二价镁离子对海藻酸盐能够诱导起到交联作用,从而增强其对于硅纳米粒子的黏结有关。研究成果显示海藻酸镁有希望成为一种新型高性能水性硅基锂离子电池黏结剂。

硅酸盐掺杂对AgO正极材料影响的研究23-26

摘要：利用液相沉淀法制备高纯度片状结构的AgO正极材料,通过物理掺杂的方法制备不同硅酸盐含量的AgO材料,并对其进行物性表征及电化学性能测试。利用碘量法分析样品的纯度,XRD研究表明随着含量的增加,硅酸盐的图谱更加明显。热重分析掺杂后的样品热分解温度无变化,第一个分解温度仍在210℃左右。在常温下测试其电化学性能,在4C恒流放电下,掺杂硅酸盐都有一个压降过程,其中质量分数约为12%的AgO样品的电压降低到0.2V。同时,老化试验测试表明,掺杂一定量的硅酸盐可以降低AgO材料的分解速率。

羧基酸包覆TiO_2纳米材料的制备及其光电性质27-32

摘要：采用TiCl4水解法制备了表面分别包覆硬脂酸（Stearic acid,SA）、甲基丙烯酸（Methacrylic acid,MAA）的TiO_2纳米颗粒。分别利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电化学等技术对制备得到的TiO_2进行了系列表征。结果表明,羧基结合在TiO_2界面,可以促进界面极化,增强电子-声子耦合,从而产生自束缚激子态。这些束缚态作为更有效的界面态能级,造成了吸收光谱的红移和室温下的发光行为。表面活性剂的存在明显降低了TiO_2的禁带宽度,实现了光谱响应范围向可见光的拓展,表面活性剂的链长也可以用于控制光生激子的寿命和弛豫过程,从而产生不同的物理性质,有利于优化TiO_2在光电器件中的应用。

微波法合成CaWO_4∶Eu^（3＋）红色荧光粉及其发光性能的研究33-37

摘要：采用微波法合成了四方晶系的CaWO4∶Eu^（3＋）红色荧光粉。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、光致发光光谱（PL）等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了结构控制剂种类、PEG添加量、Eu^（3＋）掺杂浓度、设置温度、反应物浓度等对合成CaWO4∶Eu^（3＋）发光材料的发光性能以及形貌的影响。实验结果表明,所合成四方晶系的CaWO4∶Eu^（3＋）红色荧光粉在393nm紫外激发下的发射主峰位置在614nm处。当反应条件分别为PEG添加量为1.00g、Eu^（3＋）掺杂浓度20%、设置温度为120℃、反应物浓度为0.06mol/L时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的红色。

共混比对导电炭黑/天然橡胶/环氧化天然橡胶复合材料电磁性能的影响38-41

摘要：采用机械共混法制备了导电炭黑（CCB）填充天然橡胶（NR）/环氧化天然橡胶（ENR）复合材料,研究了NR/ENR共混比对复合材料微观形貌和电磁性能的影响。扫描电镜结果表明,相比于纯的NR和ENR,CCB在NR/ENR中能形成更优的填料网络结构。随着共混胶中NR含量的增大,复合材料的电磁性能先增强后减弱;当NR/ENR比例为70∶30时,复合材料导电率、介电损耗因子、C波段吸波性能达到最值,分别为0.34S/m,0.31和-23.15dB;共混比对复合材料力学性能影响不大,能够满足复合材料在相关领域的应用需求。

Ag@SiO_2@EuTP纳米复合颗粒的制备及改性PVP的研究42-46

摘要：通过化学还原法制备粒径在45nm左右的纳米银颗粒;然后采用改进的Stober法制备壳层厚度为20nm左右的Ag@SiO_2复合颗粒;再采用三步反应在Ag@SiO_2颗粒表面包覆铕的配合物Eu（tta）3phen（EuTP）;最后将Ag@SiO_2@EuTP纳米复合体与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）粉末在有机溶剂中共混,通过静电纺丝得到荧光复合纤维试样。TEM和紫外光谱表明,SiO_2在纳米Ag颗粒表面成功实现包覆。红外光谱表明,EuTP与Ag@SiO_2表面形成化学键合。荧光光谱表明,Ag@SiO_2的核壳结构对EuTP有荧光增强效应;相同EuTP配体浓度的PVP/Ag@SiO_2@EuTP共混材料比PVP/EuTP的荧光强度增加了近8倍,并且Ag@SiO_2@EuTP和EuTP分别与PVP共混均没有改变EuTP的内在荧光发射机制。

Fe_2O_3掺杂MgTiO_3-CaTiO_3微波陶瓷的介电性能研究47-50

摘要：采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3（摩尔分数x=0.01～0.025）微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明：该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x（Fe_2O_3）为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能：εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。

TiN层微观结构对CVD TiC-TiCN-TiN多层涂层耐磨性能的影响51-56

摘要：通过改变N2/H2体积比,采用化学气相沉积法在TiC-TiCN层表面制备了不同微结构的TiN层。研究了TiN层微结构对TiC-TiCN-TiN多层涂层耐磨性能的影响机制,同时对比研究了国产多层涂层与国外公司同类涂层产品在结构、硬度及耐磨性能方面的不同。结果表明,当N2/H2体积比为1.5∶1时,获得的TiC-TiCN-TiN多层涂层硬度最高,摩擦系数最小,且耐磨性能优于国外公司同类涂层产品。多层涂层的硬度以及摩擦过程中生成氧化层的减摩作用对其耐磨性能有重要影响。

烧结NdFeB永磁体表面TiO_2/聚氨酯基复合涂层的制备及耐蚀性研究57-60

摘要：采用阴极电泳沉积在烧结NdFeB永磁体表面制备了TiO_2纳米颗粒增强的聚氨酯涂层,研究了电泳沉积过程中电流密度的变化趋势和电泳液中二氧化钛颗粒浓度对复合涂层的表面形貌、粗糙度、接触角、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,电泳沉积过程中电流密度随着时间的延长而降低,大致可分为3个阶段;二氧化钛颗粒可均匀弥散地分布在聚氨酯基体中,随着电泳液中二氧化钛浓度的增加,复合涂层中镶嵌的颗粒越多,导致表面粗糙度和硬度增大,而接触角降低;复合涂层可大幅度降低NdFeB试样在H_2SO_4溶液中浸泡的质量损失,且二氧化钛浓度越大,质量损失越小,即纳米二氧化钛颗粒的掺入进一步提高了NdFeB永磁体的耐蚀性。

SBP/P（AA-co-AM）复合高吸水树脂的溶胀及尿素缓释性能研究61-66

摘要：以废弃沙棘枝糠粉为原料,丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为单体,通过溶液聚合法合成了一种SBP/P（AA-co-AM）复合高吸水树脂。采用FT-IR和SEM对样品的结构和表面形貌进行表征。溶胀性能测试研究表明SBP/P（AA-co-AM）复合高吸水树脂在去离子水和0.9%NaCl溶液中的吸水倍率分别可达130.0g/g和25.0g/g,在60℃下仍具有较好的保水性能。以SBP/P（AA-co-AM）复合高吸水树脂在0.5mol/L的尿素溶液中平衡溶胀后所得水凝胶（SRU）作为尿素在水溶液中的释放材料,实验考察了释放环境对尿素释放过程的影响,结果表明溶液介质温度越高,尿素的释放越快;酸性或碱性介质中,尿素的释放速率加快。

纳米蒙脱土对遇水膨胀丁腈橡胶性能的影响67-70

摘要：以纳米蒙脱土为增强剂与丁腈橡胶、吸水树脂（交联聚丙烯酸钠）等共混,制备了遇水膨胀橡胶。用扫描电镜观察了遇水膨胀橡胶的形貌,测试了力学和吸水膨胀性能。结果表明,添加纳米蒙脱土能显著提高遇水膨胀橡胶吸水前后的力学强度,改善橡胶中吸水树脂的分散性,降低其质量损失率。另外,研究了纳米蒙脱土含量对遇水膨胀橡胶吸水率的影响,对遇水膨胀橡胶在酸、碱、盐水和高温去离子水等不同介质溶液中的膨胀行为进行了探讨。

原位交联聚乙烯醇/白炭黑复合水凝胶的制备、结构与性能71-76

摘要：采用白炭黑（WCB）与聚乙烯醇（PVA）原位交联制备PVA/WCB复合水凝胶。结果发现WCB表面的邻二羟基与硼酸的交联反应增加了PVA交联反应时硼酸的消耗量;WCB表面对硼酸的吸附作用加速硼酸扩散渗入凝胶内部,促进PVA的交联反应,当WCB含量为1.0%（质量分数）时,交联反应速率常数达到最大值5.05h-1。应变扫描中复合水凝胶的储能模量明显大于其损耗模量,证明网络结构的存在,随WCB含量增加,凝胶线性粘弹增强比上升,WCB的增强效率为30.19。适量WCB能提高PVA凝胶小球的耐水力冲击性能及拉伸力学性能。WCB的加入使复合水凝胶的网孔尺寸增大、孔壁变薄、开孔增多、平衡溶胀率增加,将其固定化微生物用于污水处理,有效提高了污水处理效率,当WCB含量为2.5%（质量分数）时PVA固定化微生物水凝胶的COD去除率为75.73%。

碳纳米管在环氧树脂乙醇溶液中的分散性研究77-79

摘要：采取硝酸-盐酸回流法对碳纳米管进行纯化,以超声振荡为手段,探究了在乙醇溶液中表面活性剂种类、浓度、复配方法及超声振荡时间等因素对碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性能的影响。通过碳纳米管环氧树脂悬浮液的稳定保存时间来观察其分散性能。结果表明,阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）分散效果最好。

化学溶液沉积法制备Y_2O_3过渡层80-82

摘要：为了满足YBa2Cu3O7（YBCO）超导带材生产实际的需要,在金属基带和YBCO超导薄膜之间制备一层合适的氧化物过渡层显得尤为重要。以乙酸钇为原料配制前驱体溶液,采用金属盐化学溶液沉积法在织构的Ni-5%W（质量分数）（Ni-5W）带上成功制备了Y_2O_3过渡层。结果显示,氮气氛下1050℃热处理1h后,所获得的Y_2O_3过渡层具有良好的晶体织构,晶体生长取向为（100）,完全复制了Ni-5W带模板的结构,为YBCO生长提供了良好的模板。在Y_2O_3过渡层上制备的YBCO薄膜表现出良好的超导性能。