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摘要:受自然界中植物形变原理的启示,将仿生不对称结构和形状记忆聚合物结合,探索制备具有复杂形变功能的新型仿生材料。研究利用光热转换特性,在透明的形状记忆Nafion膜表面采用黑色染料构筑图案化表面,在均匀近红外光照射下诱导出具有空间分布特点的温度场,引发局部形状回复,调控材料的复杂形变过程。该方法可通过简单的实验设计获得具有稳定结构的光诱导的复杂形变材料。与此同时,该图案化形状记忆材料的形变和表面图案均可以通过有机溶剂及后续退火过程擦除,因此,该方法可成功实现形变信息的写入,存储,显示,擦除的循环,并有望进一步发展成为一种非电子操控式的信息处理平台。
摘要:以溶液凝胶法制备TiO2溶胶,用氧化铝球为载体,采用浸渍法制备涂覆型TiO2光催化材料用XRD、SEM、UV-Vis等方式进行性能表征;将制备的涂覆型TiO2光催化材料装入自制的管式光催化反应器中,以甲苯为目标污染物,研究了其光催化性能。结果表明,氧化铝球载体涂覆前后形貌发生改变,涂覆后氧化铝球载体表面包裹一层较为均匀光滑的锐钛矿相TiO2,该晶相对紫外光源吸收率更高。并考察涂覆方式、光源、甲苯进气浓度、停留时间、相对湿度等因素对涂覆型TiO2光催化性能的影响。试验发现,在相同条件下,涂覆型TiO2比喷涂型TiO2去除甲苯效率高20%左右。且在光源为254nm,甲苯进气浓度43mg/m3,停留时间117s,相对湿度70%条件下,涂覆型TiO2对甲苯去除率可高达80%左右。
摘要:采用原子层沉积法成功制备出了大小均匀、形貌规则、晶体质量较好的ZnO纳米管,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对样品表面形貌和物相进行分析,得到的ZnO纳米颗粒为六角纤锌矿结构,纳米管外径2μm,壁厚150nm。还可选用其它孔径的聚碳酸酯薄膜以及不同的原子层沉积循环数,控制管壁的厚度,以得到不同直径的ZnO纳米管。该方法工艺简单,操作简便,无任何中间产物,可实现工业化生产。
摘要:针对尖晶石型铁氧体与不同阳离子匹配,就有不同电荷的特点。利用化学共沉淀法,在NaOH溶液中添加MnCl2·4H2O、FeCl3·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O溶液,制备镍锰铁氧体前驱体,在温度600℃煅烧3h得到镍锰铁氧体。利用SEM、XRD、FT-IR等方法对镍锰铁氧体的形貌和尺寸、结构进行表征分析。结果表明,生成的镍锰铁氧体为尖晶石型的软磁材料,禁带宽度约为1.14eV,饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)为10A·m2/kg、9950A/m。制备的镍锰铁氧体可作有效的光催化剂。
摘要:采用直流磁控溅射法,在溅射气压为7.0×10-1Pa和不同溅射功率(72~144W)下,制备出PEN/Ti纳米复合薄膜。研究了不同溅射功率对Ti膜微观组织、表面粗糙度、硬度及生长方式的影响规律。结果表明,直流磁控溅射法在PEN柔性衬底上沉积的钛膜是一种纳米多晶薄膜;随着溅射功率的增加,钛膜沉积速率及钛膜弹性模量皆升高,而钛膜表面粗糙度与钛膜晶粒尺寸均减小;溅射功率的增加将抑制钛膜柱状生长方式。在溅射气压为7.0×10-1Pa,溅射功率为144W时的工艺参数下,获得性能最佳的复合薄膜。
摘要:有机受供体聚合物薄膜太阳能电池的活性层是由共轭材料构成。其中含氟聚合物材料因氟原子的存在,有着优异的物理化学性质而被应用到有机太阳能电池的功能材料中,其不仅能提高有机太阳能电池的光电转化效率,还能增强电池的稳定性。目前已报道的基于含F聚合物的光伏器件(organicphotovoltaicdevice,OPV)光电转化效率(powerconversionefficiency,PCE)最高已达到12%,应用前景巨大。综述了3类受体单元上含F有机聚合物供体材料近几年的研究进展,并简要分析了F原子的个数以及所在区域位置的不同对器件性能的影响。最后对含氟共轭聚合物在有机太阳能电池未来的发展做出了展望。
摘要:对碳纳米管抗菌性能、机制及应用领域进行较为全面的综述,分别对单壁碳纳米管和多壁碳纳米管抗菌活性及影响因素进行了阐述,结果表明单壁碳纳米管抑菌性能较好。多壁碳纳米管需要进行相应的改性能够达到良好的抑菌效果。碳纳米管对细菌的作用机理主要是细胞膜损伤、氧化应激反应和细胞粘附等作用方式。最后也简单的介绍了碳纳米管在水体净化、医用材料及食品抗菌材料的应用。由于碳纳米管的毒性和成本问题,使其应用面临着巨大的挑战。
摘要:对镁及其合金的基本特点作了详细的介绍,总结概括了镁合金塑性变形过程中的滑移与孪生两种变形机制,阐述了镁合金的塑性变形是滑移与孪生两种变形机制相互竞争的结果,并对镁合金在塑性变形中孪生与退孪生现象做出了解释。简述了经典的晶体塑性模型及理论,如泰勒(Taylor)模型、萨克斯(Sachs)模型、粘塑性自洽模型(VPSC)以及晶体塑性有限元模型(CPFE)。分析国内外关于镁合金晶体塑性理论研究,主要包括塑性变形力学性能的研究、晶体塑性变形过程中各种滑移与孪生机制的开动及织构演化的研究,并利用VPSC和CPFE进行模拟,在宏观、微观、介观尺度上分析镁合金塑性变形过程中各变形机制的影响。
摘要:采用阳极氧化法在Ti-16Zr合金表面上制备TiO2纳米管,然后通过恒电位电沉积法在TiO2纳米管上沉积Cu,获得Cu/TiO2,并分析基体Ti-16Zr合金、TiO2纳米管以及Cu/TiO2在人工模拟体液中的耐腐蚀性能。结果表明在基体Ti-16Zr合金上形成了整齐有序的TiO2纳米管阵列,平均直径大约为110nm,管壁厚度大约为20nm。在TiO2纳米管上沉积Cu后,其表面被相对均匀且致密的微米大小的球状颗粒覆盖,出现了明显的团聚现象。TiO2纳米管和Cu/TiO2发生了点蚀,而Ti-16Zr发生了均匀腐蚀。试样在人工体液中的耐腐蚀性排序为Ti-16Zr>TiO2纳米管>Cu/TiO2,即基体Ti-16Zr在人工体液中的耐腐蚀性最好。
摘要:PPS滤料因其极高的性价比在烟气过滤领域中得到广泛应用,然而,PPS滤料在工作过程当中极容易遭到氧化破坏,缩短使用寿命。对PPS滤料分别进行PTFE浸渍涂层和PTFE自组装涂层处理,并通过SEM、拉伸强力仪、VDI滤料动态过滤性能测试仪等对所制备滤料的表面性能和过滤性能进行比较。结果表明,相较于PTFE浸渍涂层滤料,PTFE自组装涂层滤料纤维表面覆盖率大大提高,纤维表面颗粒覆盖率>95%,并且纤维空隙没有多余团聚的PTFE颗粒。由于PTFE在滤料纤维表面上形成的包覆保护作用,PTFE自组装涂层滤料相较于纯PPS滤料和PTFE浸渍涂层滤料表现出优异的耐酸碱腐蚀、耐氧化性以及过滤清灰性能。因此,PTFE自组装涂层滤料技术为制备高寿命、易清灰滤料提供了一种有益的思路。
摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了应力对TiS3单层材料电子性质的影响。研究发现,TiS3单层材料是直接带隙半导体,带隙1.06eV,符合实验值。TiS3在a方向上更容易产生形变,在不同方向应力作用下,带隙、价带顶和导带底都会随应力变化而不断变化。其中,当b方向压应力增加到6%时,TiS3由直接带隙转变为间接带隙。分析载流子有效质量得到,在任何方向拉应力作用下,载流子有效质量对应力相应不敏感。在b单轴方向和双轴方向压应力作用下,载流子有效质量表现出强烈的各向异性。这一研究对深入理解应力调控TiS3的电子结构意义深远。
摘要:研究了两种纯聚脲涂层(QF-163涂层和QF-165涂层)在120d海水浸泡环境下力学性能和表面性能的变化规律,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)观察涂层腐蚀前后内部化学键的变化。力学性能研究结果表明,海水浸泡120d后,QF-163涂层拉伸强度下降13.59%,断裂伸长率下降23.15%,硬度变化幅度较小,增加1.10%;QF-165涂层拉伸强度下降13.29%,断裂伸长率下降8.66%,硬度增加1.10%。表面性能研究结果表明,两种涂层的接触角均随浸泡时间的增长而减小,表面能则均增大,浸泡120d后,QF-163涂层接触角下降7.77%,QF-165涂层下降4.46%。FT-IR微观结果表明QF-163和QF-165纯聚脲涂层内部化学键均没有出现明显的断键现象,涂层均具有较好的耐海水浸泡腐蚀能力。
摘要:针对碳纤维和碳纳米管作为吸波剂单独使用时存在的吸波机制单一、分散困难、无法实现宽频强吸收等问题,采用化学接枝法在酸氧化的碳纤维表面成功制备了碳纳米管,并研究了氧化处理对碳纤维表面碳纳米管接枝效果及其电磁性能的影响。结果表明,氧化处理可提高CNT的接枝量和接枝效率,进而提高其介电常数和对电磁波的损耗性能。当硝酸浓度65%,反应时间8h时,CF表面CNT接枝率达到15.3%且无团聚发生,对电磁波具有较好的吸收效果。
摘要:由铁电相和铁磁相组成的磁电复合材料被证明有非常显著的磁电耦合效应,近年来受到越来越多的关注。利用有限元PDE的方法对磁电复合材料PMN-PT/Terfenol-D/PMN-PT的磁电耦合性能进行了分析,主要研究了边界条件、结构尺寸对磁电耦合性能的影响。研究发现,当上下表面y方向固定,其它表面自由时,磁电复合材料长度方向伸缩更加明显,具有更大的磁电耦合系数;铁电相和铁磁相厚度比与磁电耦合系数程非线性关系,当铁电相厚度为1.1mm,铁磁相厚度为1.9mm时,磁电耦合系数具有最大值3.354((V/m)/A/m));当铁电层尺寸保持不变,铁磁层长度超过10mm后,铁磁层长度对磁电耦合系数影响不明显。该理论结果可以用于提高磁电耦合性能同时达到节省材料的目的。
摘要:在NaCl-KCl-NaF-WO3熔盐体系中,采用纯W板为阳极,Cu-Ni板为阴极,电沉积制备致密Cu-Ni-W功能梯度材料(FGM);研究熔盐组成、电流波形、电流密度、熔盐温度、电沉积时间等电沉积条件对梯度层特征的影响规律,确定出最佳工艺条件;并对Cu-Ni-WFGM表面成分及断面形貌进行了分析。结果表明,电沉积Cu-Ni-W梯度材料的最佳工艺条件是:熔盐组成摩尔比为n(NaCl)∶n(KCl)∶n(NaF)∶n(WO3)=0.3385∶0.3385∶0.25∶0.073,电流波形为脉冲电流;电沉积温度为700℃;电流密度为50mA/cm2;电沉积时间为20min。
摘要:利用磁控溅射方法在Gd3Fe5O12衬底上制备外延Y3Fe5O12薄膜。在室温300K时,改变腔内氩气压得到不同气压下制备的Y3Fe5O12薄膜。样品都在空气中进行后退火处理,退火温度800℃/2h,退火升温速率是180℃/h,降温速率是120℃/h。通过测试发现薄膜的特性及膜厚等都依赖沉积氩气压PAr,沉积气压为2.394Pa时,样品的磁特性较好。为了能充分利用Y3Fe5O12纳米结构特性,利用电子束光刻蚀方法成功制备Y3Fe5O12纳米量级结构阵列,分析磁阻尼因子变化。
摘要:采用了基于密度泛函(DFT)的第一性原理方法进行了计算,研究了双空位缺陷(DV)的存在对碱金属原子吸附在石墨烯表面的性质的影响以及碱金属原子在缺陷石墨烯表面的吸附迁移行为。与本征石墨烯相比,DV缺陷石墨烯表面更容易吸附碱金属原子,且碱金属原子位于DV缺陷正上方时吸附更加稳定;电荷密度分布和Bader电荷计算表明,碱金属元素与缺陷石墨烯的结合方式表现出离子性,电荷由碱金属原子向石墨烯转移;迁移计算的结果表明DV缺陷的存在不利于碱金属原子在石墨烯表面的迁移。
摘要:理论研究了Au-Ag合金纳米球的消光特性、近场场强特征,并分析了颗粒的半径及合金比对其光学特性调控。通过分析Au-Ag纳米颗粒的消光特性,研究发现通过优化组合颗粒半径和合金的比例,可以实现Au-Ag合金颗粒在可见光波段实现高通滤波;特定入射波长下,通过改变合金比例,可对纳米颗粒周围的场分布增强因子调控。