Please wait a minute...
ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
当期目录 More>>
  2021年, 第35卷, 第9期 刊出日期:2021-09-25 上一期   
选择: 合并摘要 显示图片
研究论文
用常压空气等离子体对PBO纤维表面接枝改性
陈怿咨, 张承双, 陈平
材料研究学报. 2021, 35 (9): 641-650.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.562
摘要   HTML   PDF (6592KB)

用常压空气介质阻挡放电等离子体在PBO纤维表面接枝聚氨酯,研究了上浆剂对接枝反应的影响。对接枝改性后的PBO纤维的XPS分析结果表明,等离子体接枝聚氨酯改性使PBO纤维表面的化学组成发生了很大的变化。与DBD单独处理相比,接枝改性后的PBO纤维出现了更多的羧基,其提高值为64%~189%(不含上浆剂时)、102%~184%(含上浆剂时),为其与其它材料之间的化学键合提供了条件。接枝反应不受上浆剂的影响,等离子体接枝反应破坏了表面PBO分子的噁唑环。通过ATR-FTIR发现,带上浆剂的PBO纤维接枝前后噁唑环的特征峰没有变化,因此在近表面尺度的PBO分子没有破坏的依据;而在不含上浆剂的接枝改性PBO纤维上能检测到噁唑环的破坏,表明上浆剂能阻止等离子体对纤维近表面层的破坏。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
有机硅油改性水性酚醛的制备及其性能
鄢俊, 杨进, 王涛, 徐桂龙, 李朝晖
材料研究学报. 2021, 35 (9): 651-656.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.420
摘要   HTML   PDF (1456KB)

以烯丙基聚氧化乙烯醚(PEO)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)为原料,进行硅氢加成反应对有机硅油进行接枝改性,使其在水中具有分散性并引入了具有反应活性的环氧基团。使用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征其结构,用示差扫描量热分析(DSC)和热重分析(TGA)表征改性硅油与水性酚醛树脂共混的稳定性和耐热性能。将有机硅改性酚醛树脂应用于机油滤纸,用扫描电镜(SEM)分析其微观形貌并探究其力学性能、耐油和耐高温性能。结果表明,PEO与AGE的摩尔比为3:1时共接枝有机硅在水中具有良好的分散性能,以5%的质量比与水性酚醛树脂共混复配后形成三维网络结构,具有良好的共混稳定性。通过浸渍增强的机油滤纸,其力学性能均有较大的提高。经过高温机油浸泡后的滤纸保持较高的力学性能,其挺度保持率、耐破度保持率和抗张强度保持率分别为55%、63%和87%。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
成核-生长型液-液分相对无铅低温熔剂性能的影响
汪鹏, 卢希龙, 曹春娥, 陈云霞, 沈华荣, 张旭
材料研究学报. 2021, 35 (9): 657-666.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.005
摘要   HTML   PDF (4149KB)

采用高温熔制结合低温热处理制备成核-生长型液-液纳米级分相的低温熔剂,研究了分相结构对熔剂的光泽度、光泽损失、显微维氏硬度等性能的影响,用HSM和DSC研究熔剂高温变化过程中的特征点并找出了合适的热处理工艺参数,根据XRD分析了熔剂的晶相组成,用SEM和TEM观察了分相显微形貌,根据FTIR分析了分相的显微结构,根据熔剂的性能研究了分相结构改善其性能的机理。结果表明:与水淬工艺样品相比,适当的热处理可调控分散相的尺寸、体积分数和分布,使熔剂的显微硬度和耐磨性显著提高。随着热处理温度的提高熔剂的光泽损失呈“Z”字形变化,而显微硬度的变化趋势与其相反。热处理温度为630℃时光泽损失最小(26.4%),显微硬度最大(6202 MPa),耐磨等级达到3级(750转)。随着热处理温度的提高分散相的液滴尺寸和体积分数呈开口向下的抛物线变化。分相使碱-硼-铈富集在分散相中,分散相的尺寸和体积分数越大则连续相中的游离氧减少,即O/Si比减小,[SiO4]及桥氧增多,网络聚合度提高。同时,熔剂具有致密的表面层,分相结构存在于熔剂内部,富碱-硼-铈相以滴状分散嵌入在富硅氧连续相中,富硅氧对碱硼相的保护使熔剂的耐磨性和显微硬度提高。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
吲哚基掺氮分级多孔炭的制备及其对酸性橙74的吸附性能
余谟鑫, 蒯乐, 王亮, 张晨, 王晓婷, 陈启厚
材料研究学报. 2021, 35 (9): 667-674.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.427
摘要   HTML   PDF (2868KB)

以吲哚为碳源、氧化钙为模板耦合KOH活化并调节活化终温,制备出表面掺氮的层状分级多孔炭(HPCT),研究了其对酸性橙74的吸附性能。结果表明:随着活化温度的提高这种多孔炭的比表面积增大,活化终温为900℃时制得的HPC900比表面积高达1629 m2/g。这种炭材料具有相互连接的层状结构,且随着活化温度的提高炭壁层变薄。这种炭材料的表面有丰富的含氮官能团C-NH2,随着活化温度的提高C-NH2的含量随之提高。C-NH2官能团与酸性橙74发生π-π堆积效应或静电相互作用,有利于提高其吸附性能。Freundlich模型能很好地描述HPCT对染料的吸附过程,在50 mg/L的平衡浓度下HPC900对废水中酸性橙74的吸附量超过270 mg/g;拟一级动力学方程能更好的描述HPCT对酸性橙74的吸附过程,物理吸附为控速步骤。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
无机复合涂层对CB2铁素体耐热钢在650℃水蒸气中的防护
陈艺文, 王成, 娄霞, 李定骏, 周科, 陈明辉, 王群昌, 朱圣龙, 王福会
材料研究学报. 2021, 35 (9): 675-681.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.309
摘要   HTML   PDF (9694KB)

采用物理共混工艺制备无机硅酸盐复合涂层,研究其对ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB(CB2)铁素体耐热钢在650℃水蒸气中氧化的防护。结果表明,CB2钢在650°C水蒸气中的氧化严重,氧化过程分段遵循抛物线规律,生成了双层非保护性Fe2O3氧化膜。涂装无机硅酸盐复合涂层使CB2钢的氧化速率显著降低,涂层还具有良好的抗热震性能。在涂层与基体钢的界面处生长一层厚度约2 μm的富铬氧化层,使合金的抗氧化性能提高。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响
宋建宇, 李想, 王启安, 沈龙海, 齐东丽, 冯瑜, 陈建金
材料研究学报. 2021, 35 (9): 682-688.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.532
摘要   HTML   PDF (3798KB)

在零磁场和2T、4T磁场中用NaOH溶液腐蚀制备多晶硅绒面结构,样品板平面分别平行和垂直于磁场放置。用电子天平称重表征硅片的腐蚀程度、用奥林巴斯LEXT OLS4100共聚焦显微镜观察多晶硅片形貌、用Ocean Optics USB4000光谱仪测量多晶硅片的反射率、用WT-1200硅片测试仪测量样品的少子寿命,研究了磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响。结果表明:随着磁感应强度的提高多晶硅片的腐蚀程度严重,绒面结构变得均匀和细腻,反射率降低;在磁感应强度相同的条件下碱液中沿着磁场方向运动的OH-离子不受磁场力作用,而运动方向与磁场方向不完全一致的OH-离子受磁场产生的Lorenz力作用。Lorenz力使板平面垂直于磁场方向的硅片样品腐蚀程度更加严重、绒面和断层状结构细腻程度更加显著、少子的寿命更长、反射率更低。磁感应强度为4T时反射率降低到14.5%,在用碱液腐蚀制备多晶硅绒面结构过程中施加强磁场,板平面垂直磁场方向放置硅片减反射效果更加显著。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
石墨烯纸拉花及其水泥基复合材料的制备和性能
张宝超, 佟钰, 李宛鸿
材料研究学报. 2021, 35 (9): 689-693.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.537
摘要   HTML   PDF (2450KB)

使用石墨烯为原料,羧甲基纤维素钠(CMC)为增韧剂和优化成膜压力等工艺参数制备具有较高力学性能和导电性能的石墨烯纸薄膜,经表面切口和择向牵拉得到三维伸展的拉花式石墨烯纸网络结构,再通过高流动性水泥浆体的浇注、密实和凝结硬化制备出石墨烯拉花改性水泥基复合材料。用动态热机械分析仪(DMA Q800)测试石墨烯纸薄膜的力学性能,用四探针测试仪(RTS-8型)测试其电学性能,用Keithley 2400数字源表测试复合材料在一定压力下的电阻,研究了这种复合材料的压敏性能。结果表明,CMC掺量为50%、成膜压力为12.5 MPa的石墨烯纸薄膜其力学强度和导电能力较好,制备出的石墨烯拉花改性水泥基复合材料具有一定的压敏性能,即使在电阻循环变化率为10.29%的条件下其压敏性能仍具有良好的重复性。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
Ru对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响
梁爽, 刘智鑫, 刘丽荣, 梁金广, 纪良博, 邵华阳
材料研究学报. 2021, 35 (9): 694-702.   DOI: 10.11901/1005.3093.2021.169
摘要   HTML   PDF (9858KB)

设计并制备了4%W/无Ru、6%W/无Ru以及6%W/2%Ru三种镍基单晶高温合金,通过蠕变性能测试、组织形貌观察、元素分布测定以及XRD谱线测定,研究Ru对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响。结果表明,提高W含量会促进拓扑密堆相(TCP)析出,从而影响蠕变寿命,6%W/无Ru合金在1070℃/137 MPa条件下的蠕变寿命仅为58 h。元素Ru可改善元素W在γ/γ两相的浓度分布,高温蠕变期间元素Ru可抑制元素W由γ相向γ相扩散。6%W/2%Ru合金经高温蠕变无TCP相析出,其在1070℃/137 MPa条件下的蠕变寿命高达383 h。三种合金在高温蠕变期间,γ相均可形成垂直于应力轴方向的筏状结构,TCP相可破坏筏状结构的连续性,导致γ/γ两相扭折程度加剧,是6%W/无Ru合金蠕变寿命较低的主要原因。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
石墨/TiO2复合光催化剂的制备和性能
侯静, 杨培志, 郑勤红, 杨雯, 周启航, 李学铭
材料研究学报. 2021, 35 (9): 703-711.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.388
摘要   HTML   PDF (19428KB)

以石墨和纯的TiO2为原料,采用球磨工艺制备了石墨/TiO2复合光催化剂。使用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等手段对其性能进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,研究了石墨掺入量、球磨时间对复合光催化剂光催化活性的影响。结果表明,石墨/TiO2复合光催化剂具有锐钛矿结构,球磨后TiO2(101)面的衍射峰宽化并右移,TiO2成为200 nm左右的不规则球状颗粒,在其表面均匀分布着石墨。TiO2晶粒的Ti-O键的结合能变高,且表面有缺陷产生,使其在可见光区具有显著的吸收。石墨掺入量为5%、球磨时间为12 h的石墨/TiO2样品对甲基橙具有优异的光催化降解效果,在70 min的降解时间内甲基橙的降解去除率可达95.08%。石墨/TiO2复合光催化剂的光催化反应速率常数k为0.043035 min-1,是纯TiO2的2.64倍。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
Al含量对CrFeNiAlxSi系高熵合金性能的影响
李刚, 温影, 于中民, 刘囝, 熊梓连
材料研究学报. 2021, 35 (9): 712-720.   DOI: 10.11901/1005.3093.2020.402
摘要   HTML   PDF (3757KB)

选取与天然铬铁矿粉有效成分相近的Al、Cr、Fe、Ni、Si元素为高熵合金成分,采用激光烧结技术制备CrFeNiAlxSi系高熵合金,研究了Al含量对CrFeNiAlxSi系高熵合金的物相结构、显微组织、密度和孔隙率、显微硬度、耐磨和抗高温氧化性能的影响。结果表明:CrFeNiAlxSi(x=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)系高熵合金由BCC+FCC相构成,随着Al含量的提高FCC相减少;x=0.6的合金硬度最高,为813.3HV;合金的密度降低孔隙率提高,x=0.2的合金密度最大,为4.21 g·cm-³,孔隙率最低,为26.46%;x=0.6的合金耐磨性能最佳,磨损率为69.50 mg·cm-²;随着Al含量的提高,合金的抗高温氧化性能明显提高。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics