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材料导报 2017年第10期杂志 文档列表

材料导报杂志材料研究

滴加速率对TiO2/RGO复合材料结构和储钠性能的影响1-5

摘要：以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法和热处理法制备了钠离子电池TiO2/还原氧化石墨烯复合负极材料（TiO2/RGO）,研究了溶胶-凝胶法过程中反应物钛酸丁酯滴加速率对TiO2/RGO复合材料形貌结构及储钠性能的影响。结果表明,TiO2/RGO复合材料由锐钛矿相TiO2和还原氧化石墨烯组成,TiO2富集在RGO片层边缘。电化学测试结果表明,随着滴加速率的增大,首次放电比容量和库伦效率呈现先增大后减小的趋势;当滴加速率为1.0mL/min时,TiO2/RGO复合材料具有良好的储钠性能,在1C(1C=20mA·g-1)倍率下首次放电比容量和库伦效率分别为140.14mAh·g-1和27.92%,具有良好的循环和倍率性能。

NiO层作为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的制备和性能研究6-10

摘要：有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因具有光吸收强、载流子扩散长度长等优点,近年来在光伏领域吸引了广泛的关注,其中,无机NiO薄膜在电池结构中作为空穴传输层已发展成为钙钛矿电池研究的重要方向。采用溶液旋涂法制备了NiO薄膜,系统优化了不同烧结温度和不同浓度条件下NiO薄膜对钙钛矿电池性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计、电流-电压测试、光量子效率等方法分别观察和分析了NiO薄膜以及相应电池的光电性能。结果表明:溶液旋涂法制备的NiO薄膜具有良好的覆盖性、非常低的表面粗糙度,当制备NiO的预制溶液浓度为0.05mol/L,NiO的烧结温度为500℃时,获得了最优的电池性能,最高电池转换效率为14.62%。

预歧化处理的高性能锂离子电池SiO/C负极材料11-15

摘要：以SiO和蔗糖为原料,SiO经高温歧化反应处理后,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备出具有优异电化学性能的锂离子电池SiO/C负极材料。经XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM结构分析表明,歧化反应处理的片状SiO包含非晶态SiO和纳米晶相Si、SiO2,蔗糖热解形成的无定形碳包覆在细片状SiO的表面,组成球形SiO/C颗粒。电化学测试结果表明,预歧化处理的SiO/C复合材料的首次放电容量为1 314.6mAh/g,首次库伦效率达到71%;100周循环后的放电容量为851.2mAh/g,容量保持率达到78.5%,循环稳定性远高于未经歧化处理的SiO/C复合材料。电化学性能的提高归因于SiO预歧化反应及热解碳包覆。

ZnO四足和多足纳米结构的制备和光致发光性能研究16-18

摘要：采用简单的热蒸发法,在没有使用载气和催化剂的情况下成功制备出ZnO四足和多足纳米结构。采用场发射扫描电镜、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和荧光分光光度计研究了ZnO纳米结构的形貌、结构和光致发光性能。结果表明所合成的ZnO是由具有六方纤锌矿结构的四足和多足纳米结构组成,足部呈棒状并沿[0001]方向生长。提出了四足和多足ZnO纳米结构的生长机制。在室温下的光致发光光谱中,494nm处出现一个较强的绿色发射峰,391nm处出现一个较弱的紫外发射峰。

酞菁钴/MCM-41的制备及其可见光催化性能19-24

摘要：以MCM-41分子筛为载体,采用浸渍法将酞菁钴负载到分子筛上以氙灯为光源降解甲基橙溶液。对负载型酞菁钴催化剂进行FT-IR、XRD、SEM表征,结果表明所制催化剂负载效果良好,且分子筛结构未发生改变。以甲基橙溶液为模拟处理对象,研究催化剂的催化性能,考察了光照、酞菁钴负载、催化剂用量等因素对催化效果的影响。结果表明,氧气充足时,在光照条件下、0.04g负载型酞菁钴催化剂处理200mL的0.05g/L甲基橙溶液能够有很好的处理效果,2h降解率能够达到98.3%,且重复利用4次后降解率仍能达到90%。

水热法以磷铁制备电池级磷酸铁的研究25-31

摘要：采用水热法,以磷铁、磷酸、硝酸为原料制备电池级磷酸铁,并利用扫描电镜（SEM）、XRD、红外光谱（FTIR）、TG-DSC以及电化学测试等手段,表征产品的形貌、晶体结构、分子结构和电化学性能,研究了反应过程中硝酸浓度、反应温度、时间及体系浓度对产品性能的影响。实验结果表明:以磷铁为原料,用水热法在一定实验条件下制备的FePO4·2H2O产品为正磷酸铁,且产品中含有多种微量金属元素,这有效利用了磷铁中的微量元素,改善了磷酸铁及后续制备的磷酸铁锂的电化学性能。以此为原料通过高温固相法合成的LiFePO4/C的首次放电容量为148.9mAh/g,具有良好的电化学性能。

不同水醇比条件下原位聚合的聚吡咯/石墨烯复合材料的电容性能32-36

摘要：在不同水醇比的溶剂环境下,利用原位聚合法制得聚吡咯/氧化石墨烯复合物,再经还原得到聚吡咯/还原氧化石墨烯复合材料。通过红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试方法对复合材料的结构和形貌进行表征,利用电化学工作站对复合物的电化学性能进行了测试。结果表明,在不同水醇比的溶剂条件下所制备的还原氧化石墨烯与聚吡咯复合材料都具有优异的电容性能和良好的稳定性。当水醇比为9∶1(体积比,下同)时,所制备的材料具有最稳定的电容性能。

光响应多功能药物载体的制备及其对宫颈癌细胞的抑制作用37-40

摘要：细胞因子的过量分泌有可能造成癌细胞的耐药性,导致癌细胞的增殖和迁移。为了清除相关细胞因子,同时抑制癌细胞生长,本实验合成了一种在紫外光/暗室处理下可同时控制释放抗癌药物多烯紫杉醇和智能吸附宫颈癌细胞分泌的血管内皮细胞生长因子的磁性靶向多功能药物载体。宫颈癌细胞的增殖抑制实验结果表明,多功能药物载体控释药物的化疗作用联合血管内皮细胞生长因子清除作用,对癌细胞的抑制效果明显优于单纯药物化疗结果。因此,该多功能药物载体在癌症的临床化疗中具有极大的应用潜力。

羧基化碳纳米管增强的杂化超分子水凝胶及其物理性能41-46

摘要：通过物理交联方法制备了含羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的杂化超分子水凝胶,采用透射电子显微镜(TEM)观察样品的微观形貌,探究了碳纳米管的引入对凝胶的溶胀性、凝胶-溶胶转变温度和力学性能的影响。结果显示,与初始纯凝胶相比,质量分数2.5%的碳纳米管的引入不但没有改变凝胶的初始形貌和微观结构,反而提高了其凝胶-溶胶转变温度,且凝胶的力学性能也明显得到增强。进一步研究表明,制备的杂化水凝胶依然具有超分子水凝胶的基本特性,特别是剪切变稀、温度响应性和自恢复特性。

欢迎订阅《纳米与新材料专辑》系列特刊46-

湿凝胶晶化法高效合成X型沸石及其离子交换性能研究47-50

摘要：沸石分子筛由于具有丰富的孔道结构、大的比表面积、良好的稳定性和择形性能而被广泛应用于诸多工业领域。开发高效、节能、操作简便的新型分子筛合成路线具有十分重要的意义。在传统水热合成方法的基础上进行改进,采用湿凝胶晶化法制得X型沸石分子筛。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附测试对产物的结构进行了表征,并研究了分子筛的产率、单釜利用率以及Ca2+交换性能。结果表明,湿凝胶晶化法制备的X型分子筛保持了其微孔骨架结构,单釜利用率大幅提高,并且表现出良好的Ca2+交换性能。

海洋浪溅区Zn涂层加速腐蚀实验模拟研究51-55

摘要：采用RM-1型海洋加速腐蚀实验和连续中性盐雾实验模拟海洋飞溅区的腐蚀环境对电弧喷涂Zn涂层的加速腐蚀。同时采用灰色关联分析法和加速转换因子分析法对两种海洋加速腐蚀实验的模拟性和加速性进行了分析。结果发现:两种实验方法均能模拟海洋飞溅区的腐蚀环境,但RM-1型海洋加速腐蚀实验能较好地模拟浪花飞溅区的腐蚀情况,而连续中性盐雾实验对Zn涂层造成的腐蚀较为严重,其具有优良的腐蚀加速性。

热输入对AZ31B镁合金/PRO500超高强钢TIG熔-钎连接特性的影响56-60

摘要：利用TIG电弧作为热源开展了AZ31B镁合金与超高强钢PRO500熔-钎连接试验,研究了不同焊接热输入条件对接头微观结构及力学性能的影响。结果表明:利用TIG电弧能够实现AZ31B镁合金/PRO500钢的有效熔-钎连接,强度可达镁合金母材的85%,接头界面区形成由Fe-Mg-O化合物、金属间化合物AlFe3相和基体Fe元素、熔敷金属中扩散过来的Mg元素等共同组成的过渡区;随着焊接电流的增大,AZ31B镁合金/PRO500钢熔-钎焊接头断裂模式由包含了延性断裂和准解理断裂的混合断裂模式转化为准解理断裂主导的脆性断裂模式,结合强度显著下降。

焊丝成分对铝-铜异种金属熔钎焊接头钎焊界面组织与接头力学性能的影响61-64

摘要：采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法对1060纯铝和T2紫铜进行了对接焊,选用ER1100、ER5356、ER4043和ER4047四种焊丝为填充材料,研究了焊丝成分对焊接接头微观组织、金属间化合物层的厚度以及力学性能的影响规律。结果表明:4种焊丝的焊接接头均由铝侧熔合区、焊缝区和铜侧钎焊区组成,其中铜侧钎焊区又可细分为金属间化合物层区和Al-Cu共晶区两部分。焊丝中Si元素的加入可以起到阻碍铝铜原子互扩散、抑制铝铜金属间化合物生长、提高焊缝显微硬度以及抗拉强度等作用;而加入Mg元素,其效果不明显。

选区激光熔化工艺参数对Ti-6Al-4V成形质量的影响65-69

摘要：选区激光熔化是一种利用高能束选择性熔化金属粉末进而直接制造复杂几何形状产品的增材制造技术。采用选区激光熔化成形Ti-6Al-4V样品,分析影响选区激光熔化成形质量的主要因素,采用体式显微镜、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计系统研究了不同工艺参数对Ti-6Al-4V合金选区激光熔化成形样品的表面形貌、致密度、组织、显微硬度的影响规律。研究得出Ti-6Al-4V合金选区激光熔化成形的优选工艺参数为:扫描功率450W,扫描速度2 500mm/s,扫描间距0.07mm,该工艺参数下打印出的样品具有较为优良的成形质量,致密度高达97.8%,显微硬度平均值为446HV。

GH3625合金管材冷变形行为及热处理工艺研究70-76

摘要：通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜和洛氏硬度计等手段,并建立GH3625合金管材冷变形本构方程,研究了冷变形及热处理对GH3625合金管材组织和性能的影响。研究表明,GH3625合金管材加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中冷变形量是影响加工硬化的主要因素;随着冷变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒的变形均匀性逐渐改善,平均晶粒尺寸减小;合金的平均晶粒尺寸随热处理温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,在1 100~1 250℃范围内晶粒长大激活能为180.46kJ/mol;硬度随热处理温度的升高而降低,且在晶粒长大过程中合金的硬度值与平均晶粒尺寸满足Hall-Patch关系式。

《材料导报》研究快报栏目征稿启事76-

2A14铝合金TTT曲线及其淬火敏感性77-81

摘要：采用分级淬火实验方法,绘制了2A14铝合金时间-温度-转换率(TTT)曲线,利用XRD、TEM、EDS等观察分析了合金等温过程中的组织变化,结合Avrami方程研究了等温过程中相变动力学。结果表明合金TTT曲线鼻尖温度为350℃,淬火敏感区间为300~400℃。2A14铝合金过饱和固溶体在350℃等温处理时快速分解,第二相脱溶析出速率达到最高。鼻尖温度较大的过饱和度和较高的扩散速率是第二相快速析出和长大的主要原因。2A14铝合金淬火过程中,建议在淬火敏感区间(300~400℃)提高冷却速率抑制第二相析出,在其他温度区间适当降低冷却速率,以获得较高的综合性能。