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材料导报 2016年第16期杂志 文档列表

材料导报杂志材料研究

镍钛合金在尿素溶液中水热合成纳米结构二氧化钛薄膜1-4

摘要：采用尿素溶液对生物医用镍钛合金进行水热法表面改性,随后进行热处理。SEM、XRD和XPS分析表明,105℃、120℃水热处理24h和150℃处理8h后形成了钛酸铵的纳米片薄膜,150℃水热处理16h、24h后形成了由纳米颗粒和颗粒状沉积物组成的锐钛矿二氧化钛薄膜;随后的热处理使铵盐分解和二氧化钛结晶。在0.9%NaCl溶液中的动电位极化实验表明,水热处理试样的耐蚀性比抛光试样更好。刚制备的试样亲水性很好,但在空气中放置时,水的接触角升高,而3h紫外光照处理后接触角可降低到10°以下。拉伸实验表明,在150℃水热处理16h、24h和热处理制备的镍钛基体上的二氧化钛薄膜具有较好的附着性。

Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金微弧氧化膜的结构与腐蚀性能5-9

摘要：利用微弧氧化法在Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金表面制备微弧氧化膜,探讨了恒流模式下占空比对微弧氧化膜结构、显微硬度和腐蚀性能的影响。利用XRD分析氧化膜组成,通过SEM观察氧化膜形貌,利用显微硬度计测量膜层硬度,采用电化学法测试氧化膜在模拟体液中的极化曲线。结果表明,镁合金微弧氧化膜主要由MgO和Mg_2SiO_4组成,随着占空比的增大,微弧氧化膜膜厚增加,表面致密程度降低,膜的硬度和耐腐蚀性先升高后降低。占空比为50%的微弧氧化膜硬度最高,耐腐蚀性最佳。

铂型离子聚合物金属复合材料的制备与电化学阻抗分析10-14

摘要：通过在溶液浇筑法制备的离子交换膜的表面进行化学镀铂,制备出具有三明治型结构的离子聚合物金属复合材料。使用扫描电镜和能谱仪对其表面和断面形貌以及铂金属含量分布进行表征,并采用电化学阻抗分析方法测试研究其电化学性能,结合实验结果和电极反应动力学理论建立电路模型。实验结果和电路模型分析表明：损坏后试样较正常试样的溶液电阻和电荷传递电阻增大,而双电层电容和Warburg阻抗的数值减小。可见将电化学性能作为评价离子聚合物金属复合材料驱动性能和传感性能的评价指标是可行的。

膨胀石墨/聚醚砜复合材料的制备及力学性能15-20

摘要：采用微波辐射法制备了膨胀石墨（EG）,将其作为增强相加入到聚醚砜（PES）基体中,利用溶液共混法和真空辅助模压成型工艺得到EG/PES复合材料,使用SEM、FTIR和XRD等分析手段表征了EG及其复合材料的微观结构和性能,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明：PES分子插入到了EG片层内部,并且EG与PES分子之间产生了氢键作用;当EG含量为5.0%（质量分数）时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最大值,分别为94.6 MPa和146.7 MPa,较树脂基体提升了10.5%和7.3%;EG在PES基体内的分散性直接影响了复合材料的力学性能,嵌入到复合材料内部的EG不仅能够改变微观裂纹的走向,还能阻止其进一步蔓延和扩展,改善复合材料内部的应力分布情况。

Al-B_4C复合材料中子吸收性能研究21-25

摘要：利用蒙特卡罗方法和^252Cf中子源研究了在准直热中子入射束下,15%-30%（质量分数）碳化硼含量的Al-B4C复合材料的中子吸收系数和宏观截面。结果表明,Al-B4C复合材料的中子吸收系数随碳化硼含量增加而增大,相同碳化硼含量的材料其中子吸收系数随厚度的增加按指数规律变化;^252Cf中子源测试得到的中子吸收系数比0.0253eV单能热中子计算得到的吸收系数低0.5%~4.3%;Al-B4C复合材料的宏观截面随着碳化硼含量的增加呈线性递增的关系,而且理想热中子0.0253eV下的递增率（0.97925cm^-1/%）大于^252Cf中子源构建0~1eV中子下的递增率（0.58537cm^-1/%）。

石墨烯负载钯纳米颗粒催化5-羟甲基糠醛选择氧化制2,5-呋喃二甲酸26-30

摘要：采用甲醛液相还原法制备石墨烯负载Pd纳米颗粒催化剂,利用HRTEM、STEM、HAADF、XPS、TG、XRD、N2物理吸附、CO脉冲化学吸附等手段对样品进行表征。结果显示,高比表面积石墨烯作为催化剂载体,有助于获得高分散和金属态为主的Pd纳米颗粒。HMF催化氧化实验表明,Pd/rGO催化剂能够高效催化HMF转化为FDCA。50℃常压反应6h,HMF转化率和FDCA的收率分别为96.9%和66.6%。反应动力学结果显示,HMF转化和生成FDCA的活化能分别为（45.6±4.6）kJ/mol、（71.3±2.5）kJ/mol。

图形化衬底对高In组分InGaN材料分子束外延（MBE）生长的影响31-34

摘要：研究了不同衬底上MBE技术生长的InGaN的光学和结构特征。结果表明,在相同生长条件下,用图形化衬底生长的InGaN材料比用普通衬底生长的材料有较低的表面粗糙度和背景载流子浓度及较强的发光强度。通过透射电子显微镜（TEM）观察,发现普通衬底生长的InGaN内部原子错排现象严重,而采用图形化衬底生长的InGaN原子排列清晰规则。这主要是因为图形化衬底材料外延初期为横向生长模式,这种生长模式可有效地抑制穿透位错在GaN材料体系中的纵向延伸,降低GaN缓冲层中的位错密度,进而抑制外延InGaN材料中穿透位错和V型缺陷的产生。

溅射气压对磁控溅射Mo背电极层形貌与结构的影响35-38

摘要：采用直流磁控溅射法在溅射气压为0.1-1.0Pa下制备了金属Mo膜。用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对单层Mo膜的表面、断面形貌和粗糙度进行了分析与表征;用X射线衍射（XRD）研究了气压对Mo膜晶粒尺寸和薄膜应力应变的影响;用SEM观察了双层和三层Mo背电极层的表面形貌。结果表明,溅射气压升高,表面颗粒由细长变得圆润,均方根粗糙度升高,其值介于1.32-4.81nm之间;Mo膜的晶粒尺寸随气压的升高而降低,其值介于27.2-11.7nm之间;溅射气压为0.2Pa和0.3Pa时制备的Mo膜显现为张应力;将双层Mo背电极表面制备0.7Pa的Mo层后,表面更加圆润,孔隙增多。

MnCO_3微球的可控制备、表征及高温热分解行为39-44

摘要：以高锰酸钾（KMnO4）为锰源,柠檬酸（C6H8O7）为还原剂,采用水热合成技术在160℃条件下一步制备了碳酸锰（MnCO3）微球。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、同步热分析（TG-DSC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、N2吸附脱附技术及激光粒度仪对制备产物的结构、形貌、热稳定性、孔结构和粒度分布进行了表征。系统研究了柠檬酸用量、反应温度、反应时间对合成产物晶型和形貌的影响,探讨了MnCO3在空气氛围中不同温度下的热分解行为。研究结果表明,产物MnCO3为介孔材料,其孔径、比表面积和孔容分别为20.9nm、27.9 m~2·g^-1和0.19cm~3·g^-1。柠檬酸用量对制备产物的晶体结构具有控制作用,其浓度达1.49mol/L时产物为高纯MnCO3微球。反应温度和时间对产物MnCO3的晶型和形貌几乎没有影响。MnCO3在空气氛围中发生热分解,300~400℃时产物以MnO2为主,560℃时煅烧产物为Mn2O3,1000℃时分解生成Mn3O4。

棉花纤维素模板制备微/纳米ZnO及光催化应用研究45-49

摘要：以棉花纤维素为模板,Zn（CH3COO）2·9H2O为原料,经高温煅烧制得具有纤维素管状结构的ZnO微/纳米材料。通过调整煅烧温度,优化了催化剂的制备工艺。运用XRD、SEM、FT-IR和UV-Vis DRS对催化剂样品进行结构表征,以亚甲基蓝（MB）为目标降解物,研究了该ZnO光催化剂在紫外光照下,不同制备温度对材料光催化性能的影响。研究表明,煅烧温度850℃的样品光催化活性最佳,反应60min对MB的降解率达97%。经过4段循环,光降解率仍维持在86%以上,表明此微/纳米ZnO是一种有效稳定的光催化剂。

ZnS/ZnO纳米片组装的多孔微球的制备及光催化性能研究50-54

摘要：将水热法制备的ZnS纳米球500℃下保温2h制备出由ZnS、ZnO纳米片组装的多孔微球。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见近红外分光光度计和紫外-可见分光光度计等对样品的形貌、结构和光学性能进行了表征。以甲基橙（MO）的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。ZnS/ZnO异质结材料的带隙明显窄于ZnO,光催化活性得到提高;经60 min紫外光照射后,ZnS/ZnO异质结催化剂对MO的降解率为76%。最后分析和探讨了异质结催化剂的光催化机理。

不同烧结工艺Ba1-xSrxTiO3陶瓷结构与电学性能研究55-59

摘要：通过传统固相法制备了不同锶含量的钛酸锶钡陶瓷,研究不同烧结温度和保温时间条件下钛酸锶钡陶瓷的物相、微观形貌、介电和铁电特性。结果表明,随烧结温度的升高和保温时间的延长,陶瓷的结晶度先增加后减少,其中1280℃烧结4h的陶瓷结晶度最好,而且随着Sr含量的增加其晶粒粒度减小,Pr下降,P-E回线变窄且倾斜,同时介电常数下降,且表现出一定的频率、温度弥散特征。

化学沉淀法合成氧化锰纳米粉体60-65

摘要：以乙酸锰（Mn（Ac）2·4H2O）、双氧水（H2O2）及氨水（NH3·H2O）为原料,通过水浴化学沉淀直接合成Mn3O4纳米粉体。采用XRD和SEM对样品成分和形貌进行表征,发现水浴温度80℃、原料物质的量比为1∶2∶2时合成的样品结晶完善,形状规则,尺寸均匀。双氧水用量较少时有异形结构生成;氨水不足会造成产物大小不均匀;水浴温度过高或过低都会造成产物形状不规则,粒径分布变宽。TG/DTA结果显示,样品在空气中升温时存在3次转变,分别在202℃、338℃附近生成了相似结构的Mn3O4,仅晶格尺寸发生变化;超过455℃生成了立方方铁锰矿的α-Mn2O3。对比产物在不同温度下煅烧后的XRD图谱和TEM照片,发现600℃煅烧生成的α-Mn2O3结晶完善,团聚较少,晶格尺寸（a=b=c=9.412？）接近标准值。

水解时间对LiH组织结构的影响66-68

摘要：采用XRD、SEM等手段研究了水解时间对LiH组织结构的影响。研究表明：水解时间为2~16h时,LiH的水解速率较快,水解增重随时间延长几乎呈直线增长;水解时间为16~24h时,LiH水解平均增重大幅降低;水解前后,LiH主要由LiH、LiOH及少量的Li、H2及LiNO3组成,随着时间延长,LiH含量由80.9%（0h）降低至71.3%（24h）,LiOH的含量由11.0%（0h）增加至21.5%（24h）;未水解时,LiH表面由LiOH及少量白色颗粒状LiOH·H2O组成,随水解时间延长,LiOH·H2O含量逐渐增加,水解24h后,LiH表面出现裂纹,LiOH与LiH的密度差异是其开裂的主要原因。

机械合金化方法制备AlxCoCrCu0.5FeNi高熵合金组织结构和性能研究69-73

摘要：采用机械合金化和真空热压烧结方法制备了AlxCoCrCu（0.5）FeNi高熵合金,研究Al含量对合金系的晶体结构、显微组织、硬度、压缩性能以及摩擦磨损行为的影响。球磨60h和真空热压烧结后的晶体结构均为FCC和BCC双相结构,但相对含量发生变化。Al含量的增加使合金塑性降低,硬度和强度增大,低Al含量的Al0、Al（0.5）合金塑性好,强度低,压缩量高达30%和25.6%;高Al含量的Al（1.0）、Al（1.5）合金塑性较差,强度高,压缩强度达到1855MPa和2083 MPa,原子半径大的Al含量增加造成严重的晶格畸变,使固溶强化效应增加是合金硬度和强度升高的主要原因。随着Al含量的增加,合金的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变。合金的耐磨性与硬度呈正相关关系,Al0、Al（0.5）、Al（1.0）的磨损机制为黏着磨损与磨粒磨损,Al（1.5）合金则为磨粒磨损。

挤压比对Mg-Zn-Y合金微观组织和力学性能的影响74-77

摘要：研究了在350℃不同挤压比（16、32）下的Mg-6xZn-xY（x=0.5,0.75,1）合金微观组织和室温力学性能。结果表明,当挤压比为32时,合金中第二相体积百分含量较多,平均晶粒尺寸较小。其中,Mg-6Zn-1Y合金在挤压比为16时,α-Mg基体平均晶粒尺寸为14.6μm,抗拉强度及屈服强度分别为264MPa和169MPa;当挤压比为32时,α-Mg基体平均晶粒尺寸为5.9μm,抗拉强度和屈服强度达到337 MPa和237 MPa,分别提高了27.7%和40.3%。另外,所有合金经热挤压后都有良好的塑性,室温拉伸断口均呈韧性断裂特征。

回火温度对X90管线钢焊接接头组织性能的影响78-81

摘要：对X90管线钢埋弧焊焊接接头在500~600℃高温回火处理,之后进行拉伸、硬度和冲击测试,并利用扫描电镜对焊接接头显微组织及断口进行分析。结果表明,回火处理后的试样组织多边形类晶粒增多,且M/A组织逐渐分解;其中抗拉强度在回火温度为600℃时下降幅度最大;冲击韧性在550℃时达到峰值208.70J,提高了41.9%;回火温度在500~600℃时,试样呈软化-硬化的规律。试验结果表明,经过550℃热处理后的焊接接头塑韧性得到明显改善,其具有良好的综合性能,这一好的性能归因于组织内M/A淬硬相的分解、位错的重组合并及较少的析出相。

固溶时效对热轧态QAl10.9-5-5合金组织及性能的影响82-85

摘要：采用OM、XRD等分别研究了850~980℃固溶、350~650℃时效工艺对热轧态QAl10.9-5-5合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,热轧态QAl10.9-5-5合金中未溶的α、κ相逐步固溶到高温组织中,并在室温组织中以β′相出现,当固溶温度升至925℃时,合金基本为单一均匀的β′相组织,此时硬度达到最大值;在随后的时效过程中,随着时效温度的升高,原子扩散速率加快,细小的κ相不断从β′相中析出,并产生明显的沉淀强化作用;当时效温度为450℃,保温2h时,合金硬度值可达326HB;继续升高时效温度,合金中开始出现大量的α相,从而导致其硬度随之下降。综合比较,热轧态QAl10.9-5-5合金的较佳热处理工艺为925℃×1h固溶、450℃×2h时效。