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功能材料 2018年第01期杂志 文档列表

功能材料杂志热点·关注（２01７年度重庆市出版专项资金资助项目）

Al掺杂浓度对氧化锌纳米棒结构和光学性能的影响1001-1004

摘要：采用水热合成法以15min的溅射时间,0.7Pa的溅射压强制备的ZnO种子层玻璃片为衬底,制备出具有较好光致发光性能的Al掺杂ZnO纳米棒。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）谱表征了样品的晶体结构、表面形貌和光致发光性能。结果表明,不同的Al掺杂浓度对于ZnO纳米棒产生了一定的影响,适当的Al掺杂使ZnO纳米棒的c轴择优取向更好,改善了ZnO的近紫外发光和蓝色发光特性。其结晶质量随着Al掺杂量的增加而降低,而且纳米棒的顶端在逐渐变细。随着Al（3＋）浓度的增加,纳米棒的光学性能先变好后变差,在Zn（2＋）与Al（3＋）的浓度比为1∶0.02时,纳米棒的光学性能效果最佳,紫外发光峰强度最大,并且出现了蓝移。

碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料的制备1005-1008

摘要：以3D打印多孔PLA结构为模板,采用聚碳硅烷先驱体浸渍裂解法（PIP）,在1 250℃,氩气氛围下烧结得到碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料。采用XRD、SEM和万能力学试验机等对碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料进行了表征。结果表明,由β-SiC和C两种晶相组成,随着3D打印件的骨架直径增大,所制备的3D-Cf/SiC多孔陶瓷复合材料的孔隙率逐渐减小,而其表观密度、骨架密度、压缩强度、导热系数逐渐增加;当3D打印件的骨架直径从1.0mm增加到2.5mm时,3D-Cf/SiC的孔径从1.0mm增加到2.5mm,孔隙率从63%增加到82%,表观密度和骨架密度分别从0.85g/cm3降低至0.45g/cm3,1.52g/cm3降低至0.92g/cm3,压缩强度从8.00 MPa降低至4.20 MPa,导热系数从2.00 W/（m·K）降低至1.20 W/（m·K）。

CdS复合光催化材料的研究进展1009-1016

摘要：硫化镉是一种具有光催化活性的半导体材料,但容易发生光腐蚀效应,其在光催化领域的应用被大大限制。将硫化镉制成不同类型的复合材料,在减弱光腐蚀效应的同时提升材料光催化能力。针对CdS复合材料的合成、光催化活性与机理进行总结,希望能为硫化镉复合材料的研究工作提供指导帮助。

CeO2/CoSe2界面微观结构与性质的DFT计算1017-1021

摘要：尽管具有良好光催化性能的新型CeO2/CoSe2复合催化剂在实验研究中已经被制备获得,但目前对于CeO2/CoSe2的微观结构、电子性质和增强光催化性能的内在机制了解甚少,通过第一性原理计算对CeO2/CoSe2界面的电荷转移、能带偏移及其界面相互作用进行详细的研究。研究发现,CeO2（200）和CoSe2（210）面结合成结构稳定的CeO2/CoSe2界面。由于CeO2/CoSe2界面存在接触电势差,从而在界面处产生内建电场,这有效的提高了量子转换效率、并且使CeO2/CoSe2体系具有较强的氧化还原能力。同时,CeO2/CoSe2界面的光响应范围得到了拓宽,使CeO2/CoSe2复合体系在可见光照射下具有良好的光催化活性。这些研究结果有助于更好的理解CeO2/CoSe2界面结构增强光催化性能的内在固有机制,为之后深入研究新型的CeO2/CoSe2复合光催化剂材料提供坚实的理论基础。

柔性SnO2/ZnO复合光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用1022-1025

摘要：通过简单易行的方法制备了SnO2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底（ITO/PEN衬底）上的SnO2/ZnO复合薄膜进行后处理,扫描电镜结果表明机械压膜处理使SnO2/ZnO复合薄膜变得更加平滑,SnO2/ZnO复合纳米颗粒之间的连接性能增强,光电测试结果表明机械压膜处理可以显著提高SnO2/ZnO复合光阳极的光电性能,电池的开路光电压和短路光电流均得到明显提高,优化后柔性SnO2/ZnO复合光阳极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率（η）达到了3.95%,短路光电流密度（JSC）、开路光电压（VOC）和填充因子（FF）分别为16.43mA/cm2、0.493V和0.49。

功能材料杂志综述·进展

钼合金强韧化方式及机理研究进展1026-1032

摘要：钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属合金,在电子电力设备制造业、航天航空、国防工业等诸多领域中已得到广泛应用。目前,提高钼合金的性能的主要方式是合金化。介绍了钼合金的致脆原因以及公认的3种强韧化机理：固溶强化、弥散强化、细晶强化。综述了国内外提高钼合金性能的合金化机理的研究现状,展望了高强度高韧性钼合金的开发前景。

离子液体在碳纳米管/橡胶复合材料中的应用进展1033-1039

摘要：离子液体作为一种绿色溶剂,具有毒性低、不挥发、不燃烧、电导率高、热稳定性和化学稳定性好等优点,近几年在碳纳米管复合材料研究中引起广泛的关注。分析了碳纳米管/橡胶复合材料性能优势和存在问题,重点论述离子液体在改性碳纳米管/橡胶复合材料中的应用,并对其应用前景进行了展望。

磷酸镁水泥用作道路的快速修补材料研究1040-1043

摘要：磷酸镁水泥（magnesium phosphate cement,MPC）作为一种特种水泥,具有早强、快硬、粘接性能好等特点,从原材料、修复机理和复合材料等方面分析了将其用作道路快速修补材料的可行性,在此基础上认为磷酸镁水泥的应用具有很大的优势和广阔前景。重点对磷酸镁水泥的路用性能和施工工艺进行了综述。

功能材料杂志研究·开发

Si含量对NbN/CrSiN纳米多层膜微观结构和力学性能的影响1044-1048

摘要：采用磁控溅射工艺在Si底片依次沉积NbN、CrSiN纳米层,通过改变靶材的Si含量,制备出一系列NbN/CrSiN纳米多层膜。分别采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、高透射电子显微镜（HRTEM）和纳米压痕仪研究Si含量对NbN/CrSiN纳米多层膜显微结构和力学性能的影响。实验结果表明,随着Si含量的增加,NbN相的结晶程度先增加后降低,薄膜的硬度和弹性模量也是先增高后降低,在n（Si）∶n（Nb）=3∶22时获得最高硬度和弹性模量,分别为31.92和359.3GPa。显微结构表征表明,当n（Si）∶n（Nb）=3∶22时,NbN/CrSiN纳米多层膜柱状晶生长状况最好,CrSiN层在NbN层的模板作用下转变为面心立方结构,并与NbN层呈共格外延生长。薄膜力学性能的提高主要与CrSiN与NbN形成的共格外延生长结构有关。

基于L-亮氨酸手性两亲性共聚物的制备及手性识别性能研究1049-1054

摘要：以L-亮氨酸（L-leu）为手性源,经酯化、酰胺化步骤制备手性单体N-甲基丙烯酰基-L-亮氨酰甲胺（MALMA）,通过普通自由基聚合与聚乙二醇单甲醚1 000大分子单体（MPEGAA）共聚,制备一系列两亲性共聚物P（MALMA-co-MPEGAA）。利用核磁共振谱（1 H NMR）、红外光谱（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）、透射电镜（TEM）、紫外吸收及旋光仪等对聚合物的结构与形态进行表征。结果表明,制备的无规两亲性共聚物分子量分布较宽,可以在水中形成球形胶束粒子,包覆药物后粒径由包覆前的50~60nm增大到了70~75nm;胶束粒子对BOC-L-和BOC-D-苯丙氨酸具有选择性释放,具有手性识别的性能,并且随着手性基团的增多识别作用会增加,并通过核磁1 H NMR对产生手性识别的作用力进行了确认。

Xe/Pb离子辐照对注碳SiO2发光特性的影响1055-1058

摘要：先用100keV碳离子注入非晶态SiO2薄膜,再用高能Xe或Pb离子辐照对样品室温下辐照,然后用光谱仪对样品进行分析。实验结果显示,高能Xe或Pb离子的辐照能显著影响样品的发光特性,发光峰的改变与碳的注入剂量、高能离子的种类和能量以及辐照剂量密切相关,发光强度会随着高能离子的辐照剂量增加而变化,具有较大电子能损值的入射离子能更高效的导致材料的发光特性改变。发光特性的改变与薄膜内部微结构的变化有关,入射离子对应的电子能损大将会造成更大的材料损伤,从而能更显著的影响样品的发光。对离子辐照导致薄膜发光峰演化与薄膜微结构改变的关联进行了简单讨论。

金刚石粒度对颗粒增强铜基复合材料性能影响的研究1059-1063

摘要：使用高压方法制备了高致密性金刚石颗粒增强铜基复合材料,研究了增强相金刚石颗粒粒度对复合材料性能的影响。对复合材料的致密度、成分、硬度以及热导率等方面的影响进行表征。研究结果表明使用高压方法可以有效提高复合材料致密度和样品纯净度,样品的相对密度在97.07%-99.85%之间;随着金刚石颗粒粒度的减小,复合材料的硬度而升高,热导率略有下降。布氏硬度在53-68.0HB之间;热导率在310-320 W/（m·K）之间。高压方法为制备复合材料提供了新手段和思路。

膨胀石墨微观结构调控及其与石蜡复合相变储能材料研究1064-1070

摘要：采用热分析、导热仪和扫描电镜技术分析了膨胀石墨的颗粒尺度、膨化速率对微观孔洞结构的影响以及对膨胀石墨/石蜡相变储能复合材料的综合性能影响规律。结果表明,小颗粒尺度膨胀石墨有助于降低复合材料的相变滞后,并提高材料密度;慢速升温膨化则有助于使膨胀石墨获得更加均匀、细密的孔洞分布,提高膨胀石墨/石蜡相变储能复合材料的热导率。膨胀石墨在复合材料中的比重是热导率的决定性因素之一,调整膨胀石墨的微孔结构对改善石墨/石蜡相变储能复合材料的综合性能具有重要意义。

环糊精功能化多壁碳纳米管对芒柄花素的装载及其细胞毒性研究1071-1077

摘要：利用羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）修饰羧基化多壁碳纳米管（CD-MWCNTs）,通过红外光谱证明了CDMWCNTs的成功合成,并经溶液共混法将CD-MWCNTs装载芒柄花素（FMN）。选用激光粒径仪,X射线衍射、扫描电镜对载药CD-MWCNTs（CD-MWCNTs-FMN）进行表征,并考察其释药特性。采用水溶性四唑盐试剂（WST-1）测定CD-MWCNTs-FMN的抗肿瘤活性。研究结果表明CD-MWCNTs对FMN的包封率为（50.60±1.92）%,载药率为（7.20±0.98）%。FMN在CD-MWCNTs的释放行为具有pH值依赖。细胞毒性结果表明载药CD-MWCNTs的抗肿瘤活性强于游离药物。这说明环糊精修饰的多壁碳纳米管是一种良好的缓释性载药系统,并且能提高芒柄花素的抗肿瘤活性。

细观结构对HTPB推进剂力学性能影响的数值研究1078-1082

摘要：为研究HTPB推进剂细观结构组成对其力学性能的影响,基于分子动力学算法生成了HTPB推进剂的细观颗粒填充模型,并引入双线性内聚力模型来描述颗粒/基体界面处粘结单元的力学响应。通过数值计算得到了不同配方HTPB推进剂单轴拉伸的应力云图和应力应变曲线。比较发现,在受载过程中RDX颗粒/基体界面几乎不发生脱粘,随着RDX含量的增加,推进剂的初始模量显著降低,但拉伸强度几乎不变。结论对HTPB推进剂配方的优化设计具有一定的参考价值。

两亲性共聚物PVDF-g-GDMA的合成及对PVDF膜抗蛋白质污染的改性研究1083-1089

摘要：采用原子转移自由基聚合法（ATRP）将二甲基丙烯酸甘油酯（GDMA）接枝到聚偏氟乙烯（PVDF）主链上合成两亲性共聚物改性剂PVDF-g-GDMA,采用非溶剂致相转化法（NIPS）将改性剂PVDF-g-GDMA与PVDF粉共混制备PVDF-g-GDMA/PVDF复合膜。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）和核磁共振氢谱（1 H NMR）对聚合过程进行表征,结果发现GDMA被成功地接枝到PVDF主链上。采用X光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测定仪（CA）等对PVDF-g-GDMA/PVDF复合膜的表面化学组成、表面形貌、亲水性进行了表征研究;采用循环错流过滤评价装置,对复合膜的渗透通量和牛血清蛋白（BSA）的抗污染性能进行研究,实验结果表明复合膜的渗透通量比PVDF膜的渗透通量提高约2.5倍,而对蛋白质截留性能的影响变化不大。总之,制备的复合膜在渗透通量、亲水性和抗污染能力方面都表现出优异的性能。

硅橡胶基电流变弹性体的动态粘弹性及非线性本构模型1090-1096

摘要：对电流变弹性体（electrorheological elastomers,EREs）的动态粘弹性及本构模型进行研究。以硅橡胶为基体,TiO2/尿素核壳颗粒为功能分散相,在1kV/mm取向电场条件下固化,制备颗粒体积含量为30%的各同异性ERE。在不同电场强度、剪切频率、应变幅值下测试ERE的应力-应变滞回曲线,并分析各工况下ERE的动态粘弹性,得到电场强度、应变幅值、剪切频率等因素对ERE动态粘弹性的影响规律。在实验基础上,建立了基于修正Bouc-Wen模型的ERE非线性本构模型,并识别出模型参数。结果表明,该本构模型模拟结果与试验数据吻合较好,说明该模型能够准确表征材料的动态粘弹性和非线性特征。

碳化硼/有机硅复合材料的制备及相关性能研究1097-1101

摘要：以有机硅树脂为基体,用硅烷偶联剂KH550表面改性的碳化硼作填料,在铂催化作用下,制备了碳化硼/有机硅复合材料。分别采用DLS、SEM、FT-IR、热膨胀系数仪、TG、硬度计、电子万能试验机等对改性前后碳化硼的粒径、形貌、分子结构变化及碳化硼/有机硅复合材料相关性能进行表征。结果表明,改性后的碳化硼颗粒表面接枝上KH550,改变了粉体的表面性质,增强了无机碳化硼与有机硅树脂界面相容性,降低了二者界面张力。制备的复合材料拉伸强度、邵氏硬度随无机填料质量分数的增加而增大,复合材料的拉伸强度达8.62 MPa,耐温达300℃。