ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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纳米三聚氰胺氰尿酸盐的合成、表征及其在酚醛泡沫中的应用*
以三聚氰胺和氰尿酸为原料, 采用溶剂热方法制备出纳米三聚氰胺氰尿酸盐(NMC)。分别利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其组成和结构进行表征, 研究了不同溶剂(蒸馏水、无水乙醇和苯)、不同类型的表面活性剂(十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP))、反应温度和反应时间对产物粒径的影响。结果表明, 只有用水为溶剂才能合成出NMC; 采用苯和无水乙醇. . .
材料研究学报, 2014 Vol. 28 (6): 401-406    DOI: 10.11901/1005.3093.2013.857
 
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循环流速对磁化铜电解过程的影响 PDF (15313KB)
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  2020年, 第34卷, 第3期 刊出日期:2020-03-25 上一期   
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研究论文
反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响
陈斌,裴鑫鹏,徐扬,张英
材料研究学报. 2020, 34 (3): 161-168.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.403
摘要   HTML   PDF (2499KB)

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤浆复合法”制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明:带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中;而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)也略有提高。

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静电纺TiO2改性联苯型聚酰亚胺锂离子电池隔膜
巩桂芬,李泽,王磊,崔巍巍
材料研究学报. 2020, 34 (3): 169-175.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.429
摘要   HTML   PDF (2638KB)

先采用高压静电纺丝技术制备二氧化钛/聚酰胺酸(TiO2/PAA)复合纤维膜,然后对其进行热亚胺化处理制备出二氧化钛/聚酰亚胺(TiO2/PI)复合纤维隔膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪和电化学工作站测试了TiO2/PI复合纤维隔膜的基本性能和电化学性能,结果表明:隔膜具有明显的三维网状结构,与未改性的纯PI隔膜相比,改性后TiO2/PI复合纤维隔膜的拉伸强度、孔隙率和吸液率分别提高到16.74 MPa、77.5%和550%;其热收缩性能较好,整体电化学性能优异。制备的LiFePO4(磷酸铁锂正极)/TiO2/PI/C(石墨负极)电池具有优异的循环稳定性和高放电容量,在1 C条件下进行100个循环后,其库伦效率在25℃和120℃高达96.7%和90.7%。

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钴掺杂TiO2纳米管阵列薄膜的制备及其光催化还原性能
王世琦,霍文燚,徐正超,张旭海,周雪峰,方峰
材料研究学报. 2020, 34 (3): 176-182.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.373
摘要   HTML   PDF (3233KB)

用磁控溅射法在ITO玻璃基底上制备Ti-Co合金薄膜,对其阳极氧化处理制备出钴掺杂TiO2纳米管阵列薄膜,研究了钴掺杂对纳米管阵列薄膜的形貌、结构、吸收光谱以及光催化还原性能的影响。结果表明:钴掺杂TiO2纳米管阵列薄膜为锐钛矿相,管状阵列的管径均一、排列规整。钴掺杂使薄膜形成(001)择优取向。随着钴掺杂量的提高,薄膜吸收可见光的能力提高。钴含量(原子分数)为0.19%的薄膜光催化性能最优,可见光照150 min后对Cr(VI)的还原率可达98.4%。

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水热处理对AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响
王志虎,张菊梅,白力静,张国君
材料研究学报. 2020, 34 (3): 183-190.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.430
摘要   HTML   PDF (3515KB)

采用两种不同成分的溶液对AZ31镁合金微弧氧化(MAO)陶瓷层进行125℃+18 h的水热处理,研究了水热溶液成分对微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响,探讨了水热成膜及膜层腐蚀机理。研究结果表明:水热处理过程中微弧氧化陶瓷层表面的MgO部分溶解,释放出的Mg2+与碱性水热溶液中的OH-结合形成Mg(OH)2纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内;而在含有Al3+和Co2+的溶液处理过程中,溶液中的Al3+和Co2+取代沉淀在MgO表面及孔洞内的Mg(OH)2中部分Mg2+的位置形成双金属氢氧化物(LDH)纳米片,将微弧氧化陶瓷层表面的孔洞及裂纹缺陷闭合。润湿性与电化学测试结果表明,亲水性的Mg(OH)2/MAO复合膜层因Mg(OH)2对MAO陶瓷层的封孔效应能在一定程度上提高MAO陶瓷层的耐蚀性,而疏水性的LDH/MAO复合膜层因封孔效应和LDH离子交换能力能显著提高MAO陶瓷层的耐蚀性。

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作为钠硫电池正极的碳约束NiS2纳米结构中钠离子的储运特性
周抒予,靳晓哲,刘佳,田瑞雪,吴爱民,黄昊
材料研究学报. 2020, 34 (3): 191-197.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.431
摘要   HTML   PDF (3434KB)

用电弧蒸发法和固相硫化法制备核壳结构的碳约束NiS2纳米材料(NiS2@C)。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和Raman等手段对其表征的结果表明,外部碳层有较多的缺陷,厚度为4 nm,NiS2的粒径为28 nm。作为Na-S电池正极材料的电化学性能:在电流密度为100 mA·g-1条件下NiS2@C正极材料4次循环后库伦效率保持在90%以上,循环500次后仍有106.8 mAh·g-1的可逆比容量,具有较高的循环稳定性。电化学阻抗分析结果表明,NiS2@C外部碳层的良好电子导电性和优异的结构稳定性加快了电极反应并维持着界面离子迁移的动力学平衡。

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固溶+时效处理对粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金显微硬度的影响
贾建波,鹿超,杨志刚,董添添,顾勇飞,徐岩
材料研究学报. 2020, 34 (3): 198-208.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.445
摘要   HTML   PDF (13860KB)

采用放电等离子烧结技术(SPS)在950℃/80 MPa/10 min条件下制备粉末冶金Ti-22Al-25Nb(原子分数,%)合金作为初始材料,将其分别在940~1100℃、10~120 min和800℃/8 h条件下进行固溶处理和时效处理,研究了固溶+时效处理对粉末冶金Ti-22Al-25Nb (原子分数,%) 合金的微观组织和显微硬度的影响,并建立了显微硬度的演变模型。结果表明,随着固溶温度的提高和保温时间的延长B2相的晶粒尺寸增大、均匀度提高,在940~1010℃晶粒长大的速率最低,在1100℃晶粒尺寸的均匀度达到最大值0.84。板条O相的尺寸和数量对合金的性能有显著影响。在(B2+O)两相区时效后,其尺寸和数量显著影响合金性能的次生板条O相的体积分数提高、尺寸减小,尤其是相互交叉、缠结的O/O相数量的增多,使合金的显微硬度提高;在1060℃/60 min/Water cooling(WC)+ 800℃/8 h/Furnace cooling(FC)条件下处理的合金,其显微硬度达到最大值434.92 HV。

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热处理时间对透辉石系尾矿微晶玻璃析晶及其性能的影响
李红霞,李保卫,徐鹏飞,刘中兴
材料研究学报. 2020, 34 (3): 209-216.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.426
摘要   HTML   PDF (6377KB)

使用金尾矿和铁尾矿为主要原料,采用熔融法和一步法析晶热处理制备了透辉石系尾矿微晶玻璃。将其分别在低温段720℃和高温段820℃保温,使用DSC、XRD、Raman光谱、SEM和综合力学性能仪等手段研究了保温时间对透辉石系尾矿微晶玻璃析晶过程及性能的影响。结果表明:该系微晶玻璃的主晶相为单斜结构的透辉石晶体(Mg0.6Fe0.2Al0.2)Ca(Si1.5Al0.5)O6(JCPDS 72-1379),晶体的生长过程包括玻璃的分相、成核和晶体生长过程。热处理温度为低温段720℃时透辉石晶体的成核温度为720℃,随着保温时间的延长透辉石晶体逐渐长大且由球状晶向枝状晶演变,透灰石晶体的析出量逐渐增加;热处理温度为高温段820℃时透辉石晶体的形貌均为尺寸较大的枝状晶,但是随着保温时间的延长透辉石晶体的形貌和尺寸变化不大。综合性能最优的热处理制度为在820℃保温45 min,制备出的微晶玻璃密度为2.97 g/cm3,抗折强度为211.0 MPa,硬度为789.0 MPa,耐酸性99.3%,耐碱性99.1%。

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复合形变超细晶纯钛的动态再结晶模型
马炜杰,杨西荣,罗雷,刘晓燕,郝凤凤
材料研究学报. 2020, 34 (3): 217-224.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.442
摘要   HTML   PDF (2738KB)

采用室温等径弯曲通道变形(ECAP)+旋锻复合加工工艺制备超细晶纯钛,用GLEEBLE 3800热模拟试验机对其进行热压缩实验。研究了复合形变超细晶纯钛在温度为200、300、350、400和450℃,应变速率为0.01、0.1和1 s-1条件下的变形行为。结果表明:实验中真应力-应变曲线的动态再结晶特征显著,出现了明显的单峰值应力。根据复合形变超细晶纯钛的峰值应力值建立的Arrhenius本构方程能预测峰值应力,平均相对误差仅为4.44%;大塑性变形试样在热压缩前进行的保温处理,增大了发生动态再结晶的临界应变值,其材料常数为0.8329;材料变形中的动态再结晶行为发生在应变大于0.1而小于0.4的阶段,应变大于0.4时发生二次硬化。

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Mg-13Gd-1Zn合金的组织与力学性能
甄睿,吴震,许恒源,谈淑咏
材料研究学报. 2020, 34 (3): 225-230.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.364
摘要   HTML   PDF (3529KB)

研究了铸态、退火态、挤压态和T5时效态Mg-13Gd-1Zn三元合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态组织由α-Mg、(Mg,Zn)3Gd和14H-LPSO长周期相组成。合金在均匀化退火和热挤压后的直接时效(T5)过程中都发生了晶内14H-LPSO相的沉淀析出,表明合金中14H-LPSO的沉淀相变发生在一个很宽的温度范围(200~510℃)。在挤压后合金的直接时效(T5)过程中发生了β'β1相的沉淀析出。在沉淀强化和LPSO强化的共同作用下,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为197 MPa、397 MPa和2.56%。在200℃/80 MPa和200℃/120 MPa两种实验条件下,Mg-13Gd-1Zn合金的抗蠕变性能均优于WE54合金。

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晶粒尺寸对304奥氏体不锈钢组织演变和性能的影响
孙京丽,周海涛,陈莉,吴宏,刘维丽,姚斐,徐玉棱
材料研究学报. 2020, 34 (3): 231-240.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.446
摘要   HTML   PDF (3390KB)

研究了初始织构相近而晶粒尺寸不同的304奥氏体不锈钢在后续10%压缩变形和热处理过程中微观组织、力学和耐蚀性的变化。结果表明,具有相似织构而晶粒尺寸不同的样品变形热处理后其织构不同,粗晶在变形中织构的变化更大;织构相近时抗拉强度对晶粒尺寸的依赖较大;织构不同时,织构对硬度和抗拉强度的影响大于晶粒尺寸和微应变的影响;变形热处理后普通大角度晶界和晶内微应变的增大降低了试样的耐腐蚀性能;初始晶粒尺寸较小的试样在变形热处理后出现四种密排面平行于外表面的织构,其耐点蚀的性能更优。

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