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功能材料 2016年第12期杂志 文档列表

硅氮薄膜的摩擦性能与其表面能的相关性12001-12006

摘要：采用非平衡磁控溅射沉积技术,在钴合金表面制备了一系列硅氮薄膜。借助接触角、原子力显微镜考察了离子轰击能量对硅氮薄膜表面形貌和能态的影响;并在不同的测试环境中对薄膜摩擦学性能进行了研究。结果表明,通过调整离子轰击能量,能影响薄膜的表面润湿性,改善薄膜的摩擦学性能。随基体负偏压的提高,色散分量对薄膜表面能的贡献提高,薄膜的亲水性提高;大气环境下,薄膜与SiC球的摩擦系数维持在0.4-0.6之间,湿环境下,薄膜的摩擦系数大幅下降,稳定在0.18左右。硅氮薄膜是一类具有两性分子特性的功能材料,表现出良好的湿环境摩擦学性能,是一类极具潜力的人工关节生物机械保护薄膜。

透明混凝土的透光性能研究12007-12013

摘要：透明混凝土作为一种新型功能材料,是由大量的光纤或透明树脂等透光材料与普通混凝土制成,具有高透明度,可透过太阳光的特点,为了便于透明混凝土材料进一步的推广应用,达到节省光纤和混凝土材料、提高分析效率、为其透光性能的分析提供可靠数据的目的,本文结合透明混凝土的透光性能实验,利用ZEMAX对透明混凝土透光实验进行仿真模拟,建立了用于预测光纤透光效能的评估预测模型,通过分析总结出透明混凝土的透光性能评价指标和计算方法以及透光率与光纤类型和空间分布的关系,并得出结论,透明混凝土的透光性能与光纤排布密度、光纤的特性以及试块端面的抛光程度有关,透光率与光纤间距是单调递减的指数函数关系,与光纤半径是单调递增的指数函数关系。

稀土Y对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响12014-12018

摘要：利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能力学试验机等手段,系统研究了不同含量Y（1%-6%（质量分数））对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Y的不断增加,Mg-6Zn-1Mn系铸态合金主要物相演变规律为α-Mg＋Mg7Zn3→α-Mg＋I→α-Mg＋W→α-Mg＋X,这主要归因于不同的Zn/Y原子比。研究发现,当Y含量低于2%时,挤压可使晶界和晶粒内部析出细小弥散的第二相,同时提高了合金强度和室温延展性。而随着Y的进一步增加,第二相颗粒变大,且主要存在于晶界,热挤压过程中晶粒不易被挤碎,弱化了析出相与基体的界面能,最终使得挤压态合金综合力学性能降低。

复合盐类侵蚀对硅酸盐水泥固化氯离子影响研究12019-12024

摘要：研究了硫酸盐、碳酸盐和硝酸盐与氯盐复合侵蚀下硅酸盐水泥固化氯离子性能,采用水溶法测定了水泥净浆中自由氯离子含量并计算得出其氯离子固化率,对试样进行了XRD物相分析以及其水溶液的pH值测定。结果表明,水泥浆体的氯离子固化率随水化龄期的增长而增加;随氯离子浓度增大,水泥浆体中F盐的生成量增加,其氯离子固化率先增大后减小。随硫酸盐和碳酸盐浓度增大,水泥浆体的氯离子固化率均降低,硫酸盐的降低程度稍微比碳酸盐大。硫酸盐和碳酸盐通过结合AFm分别生成钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O）和单碳硫铝酸钙（3CaO·Al2O3·CaCO3·12H2O）提高了水泥浆体的pH值,减少了F盐的生成量。硝酸盐对水泥浆体的氯离子固化率和F盐的生成没有影响。

水泥-沥青-环氧树脂复合胶结材料微结构模型及形成机理研究12025-12028

摘要：水泥-沥青-环氧树脂（CAE）复合胶结材料具有很好的粘结性能、高温稳定性以及柔韧性,适于钢箱梁桥面铺装材料的使用。通过路用性能研究及SEM微观形貌进行分析,结果表明,CAE混凝土中沥青与环氧树脂形成相互交织的连续网络结构,通过水泥联接。提出CAE的形成包括机械分散、互相作用、网络形成、强度发展4个过程。并通过实验验证了所提出的CAE微观结构和形成过程。

聚合物包覆金属纳米粒子的制备研究进展12029-12037

摘要：近年来,金属纳米粒子,尤其是金、银和铜,由于独特的热学、光学和电学性质及在纳米电子、纳米光学、信息存储、催化、生物和生物医学方面的潜在应用吸引了重大的研究兴趣。目前,聚合物包覆金属纳米复合粒子的研究得到广泛关注。一方面可以保持金属纳米粒子的特殊性质和功能,另一方面聚合物作为壳层材料可以增强纳米粒子的长期稳定性,调控纳米粒子的溶解性,提高纳米粒子与聚合物基体的相容性和可加工性等。本文综述了聚合物包覆金属纳米粒子的制备研究进展,主要包括乳液聚合法、沉淀聚合法、原位聚合法、配体交换法、壳交联法等,提出和分析了每种方法的优缺点,并对该材料的发展做了展望。聚合物包覆金属纳米粒子的工业化应用仍然是一个重要的挑战,有待进一步发展更适合工业化生产的方法。

锂离子电池负极材料钛酸锂研究进展12038-12049

摘要：锂离子电池被广泛应用于移动电子设备,在电动汽车和各类储能系统有良好的应用前景,是未来最具发展前途的储能电池之一。作为一种锂离子电池负极材料,钛酸锂因具有高的脱嵌锂平台电位,优异的循环性能,突出的热稳定性和安全特性而备受重视。总结了钛酸锂负极材料在结构形貌和电化学性能方面的研究进展,对其微纳米化、表面改性和离子掺杂等方面新的研究成果进行了概述。微纳米化可以赋予材料更大的表面积,有助于锂离子迁移,电极材料与电解液可以更好的接触,产生更大的锂离子迁移电流,有利于提升钛酸锂材料倍率性能;表面改性手段主要以碳包覆、金属-钛酸锂复合材料和形成新表面相为主,通过这些手段可以改善材料导电性和提高电池的循环性能;离子掺杂可使部分Ti^4＋转变为Ti^3＋,提高钛酸锂材料的电子导电性。对钛酸锂作为锂离子电池负极材料未来的发展方向进行了展望。

表面修饰金刚石薄膜导电性研究进展12050-12057

摘要：表面经过不同化学修饰,金刚石薄膜会表现出不同的表面导电性能。这使得其在平面微电子、微电化学器件开发方面有着广阔的应用前景。总结国内外的研究,结合近年来的研究成果,详述了不同表面修饰金刚石薄膜的实现方法,讨论了表面修饰金刚石薄膜的几何结构和电子结构,并对当前有关表面修饰金刚石薄膜导电机理的主要观点进行了分析。在此基础上,提出了今后不同表面修饰金刚石薄膜导电性的研究重点。

钙钛矿材料太阳电池发展的关键问题12058-12063

摘要：钙钛矿太阳能电池凭借制造成本低、效率高等显著优点迅速成为近些年全球太阳能电池领域的研究热点。然而,钙钛矿太阳电池在高效电池器件的稳定性、重现性以及性能评估等多方面存在较多的问题,另一个严重限制其今后研究发展的因素是如何制备出连续、致密高质量的铅卤钙钛矿薄膜层。本文简单介绍了有机-无机杂化钙钛矿的结构和性能,综述了基于此类材料的太阳能电池的研究进展,介绍了其工作机理并总结了影响钙钛矿太阳电池性能的关键问题,指出了进一步提高钙钛矿太阳电池性能的努力方向,并展望了钙钛矿太阳电池的发展前景。

静电纺丝技术在锂离子电池正极材料中的应用与展望12064-12070

摘要：静电纺丝技术是一项新兴的制备纳米纤维、纳米带及纳米纤维膜等结构的技术,近些年来,越来越广泛地应用到生物医药、材料工程中。主要介绍了静电纺丝技术的原理、发展过程及其在锂离子电池正极材料中的应用与展望。

氮化硼纳米片制备方法研究进展12071-12075

摘要：近年来,由于氮化硼纳米片独特的结构和性能,在物理、化学、电子及材料学界引起了广泛的研究兴趣。综述了氮化硼纳米片的制备方法,包括：化学气相沉积、化学剥离、超声剥离和球磨等方法,分析比较了各种方法的优缺点,并指出了氮化硼纳米片制备方法的发展趋势。

掺杂型Bi2WO6可见光光催化材料的最新研究进展12076-12082

摘要：Bi2WO6的禁带宽度窄（2.7eV）,能吸收紫外光和可见光,同时具有形貌可控,氧化性强,耐光腐蚀,无毒无污染等优点,是一类非常有前途的可见光光催化材料。近年来的相关研究,主要是通过改性来解决单质Bi2WO6的光量子效率一般和光生电子-空穴易复合问题。最为常用的是掺杂改性,其对Bi2WO6的电子结构、外观形貌、粒子尺寸、比表面积、表面特性的调控均有重要作用,能够提高该类催化剂的量子效率、缩小禁带宽度、降低电子-空穴复合率以提高其光催化性能。从金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂等方面集中介绍了各种掺杂手段对Bi2WO6光催化性能的研究进展,阐明了光催化反应机理,并对其下一步的研究重点进行了展望。

纳米ZnO材料在染料/量子点敏化太阳能电池中的研究进展12083-12089

摘要：ZnO是一种性能优异的环保半导体材料,其具有合成原材料来源丰富、制备条件简单、形貌结构易调控等优点,被广泛应用于能源、信息、环境等领域。在染料/量子点敏化太阳能电池中,ZnO通常被用作光阳极材料,负载光吸收剂,同时接收和传输电子。通过发挥其结构易控制的优点,一系列不同的ZnO纳米结构,如纳米球,纳米线,纳米片或纳米花等被用于敏化太阳能电池的光阳极,从而极大地提高了敏化太阳能电池的性能。综述将主要从单一纳米结构和复合结构两方面对纳米ZnO材料进行介绍,讨论了不同ZnO结构在染料/量子点敏化太阳能电池中的最新研究进展,并对电池光电性能的进一步提升提出新的展望。

微重力双向温差作用下Czochralski法硅熔体中的热毛细对流12090-12096

摘要：采用数值模拟的方法研究了微重力条件下Czochralski法生长硅晶体过程中熔体热毛细对流的基本特征,探讨了水平和垂直温度梯度的耦合对熔体流动的影响。熔体自由表面与外界辐射换热,水平温度梯度Marangoni（Ma）数选取（0-3 000）,底部热流Q选取（1.39×10^-2-1.76×10^-2）。结果表明,当Q和Ma数均较小时,流动为稳态,液池内产生3个流胞,熔体流动由Q主导,减小Q或增大Ma数可使流动更稳定。当Ma数增大到一定值时,流动从稳态转变为非稳态,流动的临界Mac数随Q的增大而显著减小。流动失稳后,出现了新的流动转变方式,Ma数为影响表面波动形式的关键因素,Q会改变热流体波数,是晶体附近的热流体波产生的决定因素。随着Ma数和Q的不断增强,自由表面最终形成弯曲条幅状热流体波。

载VEGF的肝素-PLL纳米颗粒改性表面对抗凝血性及内皮细胞行为的影响12097-12103

摘要：利用生物分子间的相互作用制备载VEGF的肝素-多聚赖氨酸（PLL）纳米颗粒,将该纳米颗粒固定于多巴胺涂覆的316L不锈钢表面,研究其对表面抗凝血性能以及内皮细胞行为的影响。通过阿辛蓝染色和甲苯胺蓝定量肝素的方法对改性表面的理化性质进行表征;用荧光染色法和扫描电镜观察表面血小板的粘附数量及形态;通过APTT检测不同样品表面的凝血时间;通过荧光染色法和CCK-8细胞增殖活性检测对改性表面的内皮细胞生长行为进行评价。结果显示,构建的纳米颗粒成功固定于316L不锈钢表面,改性后的表面具有良好抗凝效果（1h）,且样品体外浸泡0,5和15d后,依然保持良好的持续抗凝血性;同时,改性后的样品表面内皮细胞数量、形态、活性等生物学行为保持良好,具有明显促内皮再生的潜能。纳米颗粒引入心血管材料表面为其生物功能化提供了一种可行方法。

热循环对铜包铝母排显微组织与力学性能的影响12104-12109

摘要：在自主开发的热循环试验机上对铸轧法生产的铜包铝母排进行了热循环试验。为了研究不同热循环温度与热循环次数对结合界面显微组织与力学性能的影响,在200,250和300℃的热循环温度下分别完成了2 000,600和100次的热循环试验。采用ZWICK-Z050电子万能材料试验机测试界面结合强度,用扫描电子显微镜（SEM）和偏光显微镜（PM）观察界面形貌,用电子探针（EPMA）和X射线衍射仪（XRD）进行物相分析。结果表明,热循环温度为200℃时,随着循环次数的增加,界面结合强度先增大后减小,界面结合层宽度先减小后增大;热循环温度为250或300℃时,随着循环次数的增加,界面结合强度显著减小,界面结合层宽度明显增大;界面结合层宽度越大,结合强度越低;界面中间化合物主要为Al2Cu、Cu9Al4和CuAl,其中铜侧主要是Cu9Al4和CuAl相,铝侧主要是Al2Cu相;200-300℃范围内的热循环并未引起中间化合物质或量的改变。

ZrW2O8薄膜的合成及结构表征12110-12113

摘要：以溶胶凝胶法制备负热膨胀性ZrW2O8薄膜。以X射线粉末衍射,扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对产物结构及形貌进行表征,结果表明所得薄膜为单一立方结构ZrW2O8相。所得ZrW2O8薄膜无明显裂纹,但存在孔洞。从整体上看,薄膜由棒状颗粒组成,其间分布由小颗粒构成的、连接成片的薄膜。薄膜厚度约为500nm。ZrW2O8薄膜在可见光区域是完全透光的,在紫外光区域有两个吸收峰,分别位为348.3和277.2nm。

Sr0.5Ba0.5TiO3/La0.5Sr0.5CoO3双层薄膜的微观结构12114-12117

摘要：采用脉冲激光沉积法在（001）LaAlO3衬底上制备了Sr0.5Ba0.5TiO3/La0.5Sr0.5CoO3薄膜,利用透射电子显微镜对薄膜的微观结构进行了研究。结果表明,底电极La0.5Sr0.5CoO3在LaAlO3衬底上外延生长并形成立方-立方取向关系。不同于块体结构,LSCO薄膜发生了结构转变,形成一种氧缺位有序调制结构。整个薄膜由大量取向畴组成,其中包含一些层错与反相畴界等缺陷。生长温度为500℃时,Sr0.5Ba0.5TiO3薄膜为柱状多晶结构;当温度升高至820℃时,薄膜为缺陷较少的单晶结构。