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材料导报 2017年第08期杂志 文档列表

Er3+/Yb3+掺杂NaGd(WO4)2粉体的制备与发光性能1-5

摘要：采用水热法成功制备了Er3+/Yb3+双掺杂的NaGd(WO4)2纳米粉体,研究了不同络合剂、水热温度对样品形貌和结构的影响。测量了不同Er3+掺杂浓度样品的可见上转换和近红外发射光谱。结果表明:在980nm LD激发下,可观测到样品强烈的绿色上转换发光,对应Er3+的2 H11/2→4I15/2(530nm)和4S3/2→4I15/2(552nm)跃迁,以及较弱的红色上转换和近红外发光,分别对应Er3+的4F9/2→4I15/2(656nm)和4I13/2→4I15/2(1 532nm)跃迁。且随着Er3+掺杂浓度的增加,样品的上转换红绿光和1.54μm附近的近红外光均呈现出先增大后减小的趋势。样品的激发和发射光谱显示,在378nm处的激发峰最强,对应Er3+的4I15/2→4 G11/2能级跃迁,最强发射峰位于552nm。根据泵浦功率与发光强度的关系可以得出,红光和绿光的发射主要为双光子吸收过程,但红光还包含了一定的单光子吸收成分。

烷基链长对四苯基乙烯衍生物聚集行为和光学性质的影响6-10

摘要：制备了带有不同烷基链长的四苯基乙烯衍生物1,1,2,2-四(4-正己氧基苯基)乙烯(THPE)和1,1,2,2-四(4-正癸氧基苯基)乙烯(TDPE),并采用紫外吸收光谱、荧光光谱研究THPE和TDPE在四氢呋喃(THF)/H2O混合溶剂中的光物理性质,通过扫描电镜观察THPE和TDPE在THF/H2O中形成的聚集体的形态结构。结果表明,THPE和TDPE在THF/H2O中的紫外吸收光谱都出现拖尾现象,然而开始出现拖尾时溶剂中的水含量不同,THPE和TDPE分别在水含量为50%和40%的THF/H2O中开始出现拖尾现象;THPE和TDPE都具有聚集诱导发光(AIE)性能,它们的荧光量子产率随着水含量的增加而增大,但是荧光量子产率快速增长的起始点不同,THPE和TDPE的荧光量子产率分别在水含量达到40%和30%后开始快速增长;THPE和TDPE在THF/H2O中都能形成形状规则的聚集体,不同的是THPE在水含量为70%时才形成有序的纳米棒,而TDPE则在水含量为50%时即能形成纳米棒和微米片。这表明,带有长烷基链的TDPE更容易聚集,通过调节烷基链长度,有望制备出发光效率高、聚集体结构可控的AIE材料。

两种冠醚环化二硫纶配体的Ni配合物的合成、结构及光电性质研究11-16

摘要：以配体Ia、Ib和Ni(dbbpy)Cl2(dbbpy=4,4′-二-叔丁基-2,2′-联吡啶)反应,合成了两种新型冠醚环化二硫纶配体的Ni(Ⅱ)配合物1和2。经1 H NMR、IR、MS和元素分析表征了二者的结构,并解析了其晶体结构,初步测定了其光电响应性质。结果表明,配合物2对Li+有较明显的响应,ΔE1/21=35mV(30倍Li+),对碱金属离子Na+和K+均无明显响应。同时配合物1和2在室温下均有明显的溶剂变色现象。

多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线组织与性能17-20

摘要：借助S4800扫描电子显微镜、Philips DM420透射电子显微镜、SANS CMT5105电子万能材料试验机和QJ48双臂直流电桥,研究了多道次ECAE动态成型Al-Mg-Si合金导线的组织与性能。结果表明:4道次ECAE动态成型可制备平均尺寸在10μm左右甚至更小的Al-Mg-Si合金导线晶粒。随着Mg、Si含量的增加,合金导线的抗拉强度增大,伸长率与等效导电率降低。经160~170℃/7h时效处理后,Al-0.59%Mg-0.59%Si合金导线的抗拉强度、伸长率和等效导电率分别为305.71~309.63 MPa,4.7%~5.4%和55.18%IACS~56.33%IACS,与目前国产Al-Mg-Si合金导线(295 MPa,52.5%IACS)相比,导电性能显著提高。

甲壳素纳米纤维增强明胶/壳聚糖复合膜的制备及性能研究21-24

摘要：通过流延成膜法制备了不同甲壳素纳米纤维(CF)质量分数的CF/明胶(GA)/壳聚糖(CS)复合膜。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等对材料的结构与性质进行了研究。结果表明:低加入量CF在复合膜中分散较好,高加入量CF在复合膜中会形成团聚,CF与GA/CS之间有相对较好的相容性;随着CF含量增加,复合膜拉伸强度呈现先增加而后减小的趋势,而断裂伸长率则随着CF含量增加而持续降低;同时复合膜的水蒸气吸附率和水溶失率都随着CF含量的上升而降低。CF/GA/CS纳米复合膜表现出良好的透明性,较少CF的加入对材料透明度影响不大。

基于SnO2/Fe3O4粒子电极的三维电极体系的电催化性能25-30

摘要：通过水热法合成复合金属氧化物SnO2/Fe3O4粒子电极,然后采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、磁滞回线等技术分别对粒子电极的晶体组分、形貌、元素组成和分子结构以及粒子电极的磁性特征进行表征。采用循环伏安法分析了三维电极系统的电化学性能,并进行了电催化氧化降解罗丹明B(RhB)的实验。结果表明,SnO2/Fe3O4粒子电极负载稳定、导电性强、便于回收再利用,有利于电催化氧化降解反应。三维电极降解罗丹明B的析氧电流高于其他电极体系,电催化活性效果明显,90min内罗丹明B的降解率为100%、TOC去除率为83%,反应中产生的·OH是降解有机物的主要活性基。粒子电极在重复利用5次的情况下,对罗丹明B的降解率仍保持93%以上、TOC去除率保持在77%以上,具有稳定的电催化性能。

整体型环氧树脂大孔聚合物的制备与表征31-34

摘要：用三亚乙基四胺(TETA)作为固化剂,通过双酚A环氧树脂在聚乙二醇(PEG)介质中的聚合反应诱导相分离制备具有三维骨架结构的整体型环氧树脂大孔聚合物。固定PEG1000与PEG2000的质量比为6∶1,分别研究了环氧树脂与PEG的比例关系和TETA的用量对整体型大孔聚合物孔结构的影响,用FT-IR、SEM、BET和MIP对整体型大孔聚合物进行表征并将其用于重金属离子的吸附。结果表明,改变环氧树脂与PEG的比例关系或者TETA的用量都可以调控大孔聚合物的孔结构,其孔径为0.1~1μm。孔径最小的整体型大孔聚合物比表面积最大,约84.4m2/g,但孔径较大的整体型大孔聚合物对重金属离子(Cu2+)的吸附性能更好,吸附量高达113.1mg/g。

PbO2-MnO2共沉积电化学行为研究35-40

摘要：采用旋转圆盘电极(Rotating disk electrode,RDE),通过循环伏安法(Cyclic voltammetry,CV)分析了硝酸锰浓度、硝酸浓度、硝酸铅浓度和溶液温度对PbO2和MnO2共沉积的影响规律,获得了PbO2和MnO2共沉积的最优条件。探究了旋转圆盘电极转速对PbO2和MnO2共沉积的影响,发现最优条件下其共沉积行为主要受电化学控制。使用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)观察PbO2-MnO2沉积层表面形貌,发现PbO2-MnO2沉积层表面以圆球状结构为主。通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)检测到PbO2-MnO2沉积层表面出现了一种α-MnO2、α-PbO2、β-PbO2三相同时存在的混合结晶状态。

酸解氧化对双醛淀粉性能的影响41-45

摘要：以玉米淀粉为原料,盐酸为酸解剂,高碘酸钠为氧化剂,采用一步酸解氧化法合成双醛淀粉,经傅里叶变换红外光谱仪表征证明成功制得了双醛淀粉。研究了反应温度、反应时间、盐酸浓度和淀粉乳浓度对双醛淀粉醛基含量的影响,并利用X射线衍射仪和热重分析仪进行了表征。结果表明,双醛淀粉的醛基含量随着反应温度的升高和反应时间的延长而增大,55℃和4h后,酸解氧化趋于稳定。盐酸浓度和淀粉乳浓度过高会导致双醛淀粉的醛基含量下降,分别以0.6mol/L和8%为宜。X射线衍射仪分析表明,随着盐酸浓度的增加,双醛淀粉的结晶度升高;热重分析仪分析表明,结晶度高的双醛淀粉热分解残余量也更多,而热分解初始温度随着盐酸浓度增加而降低。

稀土氧化物填充丁基发泡橡胶阻尼性能的研究46-50

摘要：制备了一种具有较好阻尼性能的丁基发泡橡胶,研究了发泡、补强剂种类、稀土氧化物种类对丁基橡胶阻尼性能的影响,并对其泡孔形貌进行了表征。结果表明,发泡后丁基橡胶的阻尼性能优于未发泡的丁基橡胶;加入白炭黑后丁基发泡橡胶的损耗峰明显高于加入炭黑后丁基发泡橡胶的损耗峰,但加入炭黑的丁基发泡橡胶具有较宽的有效阻尼温域;稀土氧化钆(Gd2O3)由于具有磁性,其作为填料时,丁基发泡橡胶的阻尼性能较好,泡孔形貌均一、分布均匀,且多为闭孔。

海洋硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响51-55

摘要：采用失重法、开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等方法,通过在海洋环境中浸泡不同时间对比分析有无硫酸盐还原菌(SRB)条件下Q235钢的腐蚀电化学特征,研究SRB对Q235钢的腐蚀行为的影响。结果表明,在含SRB的海水中,随着浸泡时间延长,Q235钢的腐蚀电流密度先从7.49mA·cm-2增加至9.77mA·cm-2,然后逐渐减小至5.01mA·cm-2,最终增加至12.6mA·cm-2,且始终小于相同时间下无SRB海水中的腐蚀电流密度,表明SRB的存在抑制了Q235的腐蚀。在含SRB的海水中,Q235钢的腐蚀行为主要由Cl-和生物膜共同影响。在SRB稳定生长阶段,腐蚀以生物膜抑制为主;在SRB指数生长阶段和衰亡阶段,生物膜抑制作用较弱,以Cl-促进金属腐蚀为主。

富Co-layers硬质合金表面渗氮处理微观结构和性能研究56-61

摘要：采用两步法烧结工艺制备了表面富Co-layers硬质合金和表面富Ti基硬质相层硬质合金,对比研究了氮化处理前后硬质合金表面微观形貌、生成相和力学性能的差异。研究表明:真空条件下烧结可在试样表层生成约20μm厚的Co-layers,该层中不含立方碳化物相,微观结构分析发现试样表面呈现山丘形貌且具有金属亮银色光泽,可用于修复试样表面缺陷,如微观裂纹、孔洞等,并且改善硬质合金表面韧性和提高涂层与基体之间的界面结合强度。氮化处理可在合金表面原位生成富含细晶粒的TiN相层,层厚约1μm,微观结构分析发现该层呈金色或棕色,表面较为平整。通过性能对比分析发现渗氮虽然导致试样密度小幅降低,但是可显著改善晶粒尺寸分布不均和增加表层硬质相中的微应变,能够在提高表面硬度的同时依然保持较高韧性,同时可有效改善硬质合金的刀具耐磨性和使用寿命。

焊后时效处理对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响62-65

摘要：对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行自然时效和人工时效处理,通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉伸实验机和显微硬度计对组织演变和力学性能进行研究。结果表明:人工时效处理后显微硬度比焊态和自然时效高10~25HV,提高焊核区和热机影响区硬度效果明显好于自然时效。经过焊后自然时效、人工时效的焊接接头力学性能得到一定程度的提升,人工时效析出相比自然时效析出相抗拉强度提高12%,延伸率降低9%,人工时效提高拉伸强度效果更明显。人工时效处理后,焊核区组织发生显著变化,NZ主要为GP区,经过人工时效后NZ强化效应随团簇和GP区尺寸增大及数量增多而加强。HAZ主要为粗大的β′,经过人工时效后变化不大,硬度基本保持不变。通过对微观组织进行研究发现析出物的形状由界面能和应变能决定。

镀锡银钎料扩散过渡区的物相和形成机制66-69

摘要：采用温度梯度法对镀锡银钎料进行热扩散处理,形成了扩散过渡区。为了揭示镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制和主要物相的形成过程,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)对扩散过渡区的显微组织、Sn元素的面扫描分布、物相组成及形貌进行分析。研究表明,Sn元素在镀锡银钎料中分布均匀、无偏析,在扩散过渡区主要以棒状Ag3Sn相和块状Cu3Sn相存在。随着热扩散温度升高,Ag3Sn相和Cu3Sn相的相对衍射强度逐渐增大。Ag3Sn相的形成过程分为三个阶段:Ag3Sn颗粒相弥散分布、Ag3Sn颗粒相互相接触合并、生成大块棒状化合物相。Cu3Sn相主要是锡晶须生长冲破镀层的氧化膜,在张应力和压应力协同作用下形成。镀锡银钎料扩散过渡区的形成机制为“钎接、互扩散、亚稳态、合金化”。

具有合理硬度梯度和组织分布的渗碳钢23CrNi3Mo的热处理冷却行为70-75

摘要：利用Gleeble-1500热模拟机、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对渗碳钢23CrNi3Mo的连续冷却相变规律以及等温转变规律进行了研究,并基于此,设计了一种新的热处理冷却工艺。研究结果表明,渗碳后试样以0.05℃/s和0.1℃/s的冷速连续冷却时,表面渗碳层为高碳马氏体组织,过渡区为高碳马氏体+下贝氏体的混合组织,基体为下贝氏体组织;渗碳试样外表面在高温段以较低的冷速(0.05~3℃/s)连续冷却时,碳化物沿晶界析出形成网状碳化物;无渗碳的实验钢的贝氏体等温转变温度范围为375~450℃。新的热处理冷却工艺为:试样在880℃保温完成后,采用快速冷却工艺,以冷速大于等于5℃/s进入贝氏体转变温度区,直接入450℃的盐浴炉,入炉后均温5~10min,在低温转变区即贝氏体转变温度区间,采用慢速冷却工艺,冷速小于等于0.1℃/s。获得的试样渗碳层深度为1.4mm,国外的阿特拉斯钎头渗碳层深度为1.2mm,两者基本相同,但前者硬度分布更加平缓;两者表面显微组织均为高碳马氏体组织,过渡区均为马氏体加下贝氏体组织,基体均为贝氏体组织。通过设计新的热处理冷却工艺,获得了与国外钎头相同水平的试样。

钒、铬微合金化对高碳钢微观组织与力学性能的影响76-81

摘要：为了开发性能更优的高碳盘条钢,在原有70钢的基础上,以铬、钒微合金化设计开发新钢种,并分析了铬、钒对试验钢的微观组织和力学性能的影响。铬、钒单独微合金化,使索氏体化率增大、片层间距减小、原始奥氏体晶粒细化;与70钢相比,随铬、钒含量的增加,钢的抗拉强度逐渐升高,断口伸长量下降。铬钒复合微合金化对钢中微观组织的改善明显好于单独微合金化;与70钢相比,铬钒复合微合金化钢的强度显著升高,塑性略有降低;与80钢相比,铬钒复合微合金化钢的强度和塑性均较高。

钛对非调质塑料模具钢奥氏体晶粒长大规律的影响82-87

摘要：汽车和家电行业对高品质大截面塑料模具钢的需求量逐渐增大,但随着塑料模具钢截面厚度的增大,其出现粗晶的可能性也增大,这使得合理的热处理工艺设计显得尤为重要。通过添加钛来抑制高温处理过程中奥氏体晶粒的长大行为,并着重研究微合金钛元素对非调质塑料模具钢奥氏体晶粒长大的影响规律。研究发现,含0.03%钛的非调质塑料模具钢在均质化温度高于1 050℃时具有较好的抗晶粒粗化能力,原因是组织中晶界附近存在一定量的以Ti(C,N)为主的析出相。通过以上研究建立了奥氏体晶粒长大模型,该模型可有效预测非调质塑料模具钢高温均质化过程中的奥氏体晶粒长大规律。

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向高温变形机理研究88-93

摘要：针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)成形的技术难题,利用沿垂直纤维方向基体具有大变形的能力,可以采用超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)成形出复合材料空心构件。在不同工艺参数条件下,测试了SiCf/Ti复合材料的横向高温变形规律,并分析了变形温度、应变速率、纤维含量等工艺参数的影响规律,对不同参数条件下拉伸试件的微观组织和断口形貌进行了对比,分析了复合材料的高温变形机制。