用壳聚糖修饰HA表面制备HA-接枝-壳聚糖纳米羟基磷灰石(HA-g-CS), 然后将其与壳聚糖共混制成CS/HA-g-CS复合水凝胶。FTIR、TGA、XRD的测试结果表明, CS已经成功地接枝到HA的表面, 接枝率为15.8%; SEM结果表明, HA-g-CS在CS 基体的分散性相对于HA得到明显的改善, 且CS/HA-g-CS比CS/HA复合水凝胶的抗压强度提高了43%。CS/HA-g-CS生物相容性评价的结果表明, 材料的细胞毒性和植入安全性均达到了国家标准要求。这表明, CS/HA-g-CS复合水凝胶可作为一种优良的支架材料应用于组织工程领域。

采用紫外接枝和与芳纶纤维混杂的方式改善UHMWPE 纤维的缺点, 详细研究了接枝单体种类、浓度和纤维混杂等对UHMWPE 纤维/环氧树脂复合材料性能的影响。结果表明, 以丙酮为溶剂采用一步接枝法在紫外光辐射下将丙烯酸接枝到UHMWPE 纤维表面上, 可显著提高UHMWPE纤维增强的复合材料的弯曲强度、冲击强度和拉伸强度; 随着接枝单体浓度的提高弯曲强度和冲击强度没有明显的变化, 而拉伸强度不断提高。同时, 将UHMWPE纤维与芳纶纤维混杂可提高其与树脂基体生成的复合材料的耐热性。UHMWPE纤维与芳纶纤维按1∶1的质量比混杂, 混杂纤维增强的复合材料在90℃的形变量比UHMWPE纤维增强的复合材料减少66.7%, 显著提高了复合材料的耐热性。

以三聚氰胺、高浓度甲醛、尿素和大豆蛋白(SPI)降解液为原料, 合成了三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)。对比改性后MUF的性能, 并借助核磁共振(¹³C-NMR)、红外光谱(FT-IR)和动态热机械性能(DMA)分析了改性后MUF的结构变化和热机械性能。结果表明, 用高浓度甲醛合成的MUF游离甲醛降低了52%, 制备的刨花板内结合强度和静曲强度分别提高了25%和64%。用高浓度甲醛和SPI降解液合成的MUF游离甲醛降低了56%, 制备的刨花板内结合强度和静曲强度分别提高了48%和97%。FT-IR分析结果表明, 蛋白质降解液与MUF树脂发生了交联反应。¹³C-NMR和DMA测试结果表明, 用高浓度甲醛制备的MUF树脂亚甲基醚键含量较高, 树脂体系缩聚度高, 树脂具有很高的初始强度, 但是热稳定性较差。用高浓度甲醛和SPI降解液制备的MUF树脂, 树脂体系具有较高的缩聚度, 亚甲基桥键含量明显升高, 能部分抵消醚键在高温下断裂重排带来的不稳定性, 使树脂具有较高的热机械性能、热稳定性和较低的游离甲醛。

用化学气相渗透(CVI)工艺, 控制反应气体的流动方向制备出陶瓷相呈梯度分布的多层SiC/TaC陶瓷复合界面改性C/C复合材料。结果表明, 沿着C/C复合材料厚度方向SiC/TaC陶瓷相的含量迅速减少, 界面厚度下降, 界面结构则从多层SiC/TaC层状界面(I区)转变为团簇状SiC/TaC陶瓷复相界面(II区)和单层TaC陶瓷界面(III区)。在I区, 多层SiC/TaC陶瓷复合界面由SiC层(i层)、TaC层(ii层)、镶嵌有SiC颗粒的TaC复相层(iii层)、镶嵌有TaC相的SiC复相层(iv层)以及TaC层(v层)等五个子界面层组成。在II区, 陶瓷相不再以层状形式包覆, 而是呈团簇状生长在炭纤维表面。本文还探讨了多层SiC/TaC陶瓷复合界面的纳米压痕硬度和杨氏模量的分布。

使用工业纯度原材料制备出La_0.6Pr_0.4Fe_11.4Si_1.6B_0.2合金, 用XRD和VSM分析了合金的析出相、居里温度和磁热性能, 研究了吸氢放氢处理对合金磁热性能的影响。结果表明:退火合金经0.13和0.2 MPa吸氢处理后居里温度分别达到320和321 K, 吸氢压力高的样品放氢困难; 经0.13 MPa吸氢样品在473 K放氢后居里温度降低到室温范围。放氢导致氢化物最大磁熵变降低和相对制冷能力RCP的提高。

为了提高染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电转化效率, 以聚苯乙烯微球(290-300 nm)自组装形成的胶体晶体为牺牲模板制备了三维有序氧化钛中空球(3DOHS-TiO₂)薄膜材料, 考察了以P25-TiO₂/3DOHS-TiO₂双层膜为光阳极的电池的光电转化特性。扫描电镜结果表明: 3DOHS-TiO₂样品中的TiO₂中空球呈紧密六方排列, 其球心距为260-270 nm, 壁厚为40-50 nm, 相邻的TiO₂中空球彼此之间通过孔洞相互连接; 透射电镜结果表明: TiO₂中空球体由尺寸约为10 nm的锐钛矿相氧化钛颗粒组成, 其壳壁上有由颗粒间堆积形成的介孔。光电性能测试结果表明: P25-TiO₂/3DOHS-TiO₂/DSSC的光电转化效率可达6.98%, 明显优于常规的P25-TiO₂/DSSC(4.32%), 其原因是双层膜光阳极中的3DOHS-TiO₂薄膜对太阳光散射和捕捉能力的增强。

先采用悬浮聚合合成含活泼叔氢原子的甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸丁酯共聚物, 然后以其为基质、以纳米级碳酸钙为填充组分、以甲基丙烯酸羟乙酯为反应性单体、以过氧化苯甲酰为引发剂, 采用反应挤出法制备了包裹有刚性碳酸钙的新型功能树脂, 并用热重分析仪、FESEM、XRD等方法对树脂的结构和性能进行表征, 研究了酸处理前后树脂吸油性能和碱处理前后树脂的吸染料性能。结果表明, 树脂的吸油能力几乎不受酸处理的影响, 循环吸收时间达到50-60 min时, 树脂可将水中的泵油全部吸收, 完成油水分离; 与未碱处理样品相比, 碱处理30 min所得样品吸附阳离子蓝染料的能力显著提高。

用电磁感应法在碳/碳复合材料表面制备与人骨镁含量相当的羟基磷灰石涂层, 镁占涂层的重量百分含量分别为0、0.28%、0.32%、0.49%。用SEM、EDS、XRD、FT-IR等手段对涂层进行了评价, 结果表明: 镁离子能进入羟基磷灰石晶格内部, 不同镁含量涂层的物相有微小差异。在人骨镁含量的范围内, 涂层的镁含量越高体外大鼠成骨细胞(MC3T3-E1)的粘附、增殖以及分化能力越强。

用XRD, SEM及TEM等手段表征5.5Ni钢在不同回火温度下逆转变奥氏体的含量、形貌和尺寸等的变化, 研究了回火温度对5.5Ni钢力学性能的影响规律。结果表明: 在580-600℃回火后5.5Ni钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显; 在620℃回火后抗拉强度小幅度提高, 屈服强度却大幅度降低, 延伸率持续升高; 在580-620℃回火, 随着回火温度的提高5.5Ni钢中的逆转变奥氏体体积分数虽逐渐增加, 冲击功却不断降低。稳定程度高且细小均匀弥散分布的片层状逆转变奥氏体, 是在580℃回火后冲击功高达148 J的主要原因。钢中有两类逆转变奥氏体, 一类是片层状的, 宽度为20 nm, 长度不一, 有利于提高钢的低温韧性; 另一类是块状的, 呈团簇状分布, 尺寸约为200 nm, 对钢的低温韧性有害。

以SiO₂为载体、以棕榈醇-棕榈酸-月桂酸为相变材料制备了棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO₂复合相变调湿材料, 用等温吸放湿法、步冷曲线法、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析(LPSA)、热重分析(TG)及差示扫描量热分析(DSC)等手段对其进行了表征。结果表明: SiO₂对棕榈醇-棕榈酸-月桂酸有较好的包裹效果, 所形成的棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO₂复合相变调湿材料不但具有较好的控温性能, 还具有良好的调湿性能。

以白云鄂博西尾矿为主要原料, 用熔铸法制备了添加(0-8.73)% (质量分数, 下同)Nd₂O₃的CaO-Al₂O₃-MgO-SiO₂(CAMS)系微晶玻璃。用DTA、XRD、FEGSEM+EDS+EBSD、综合力学性能仪等手段研究了外加Nd₂O₃优化所制备微晶玻璃显微结构及性能的机理。结果表明: 随着Nd₂O₃含量的提高, 主晶相Ca(Mg, Al, Fe)Si₂O₆(辉石)逐渐细化, 是主晶相晶界析出的Ca₂Nd₈(SiO₄)₆O₂相的阻碍作用和这种富Nd第二相在生长过程中对Ca离子的争夺所致。Nd₂O₃添加量为2.21%时样品的综合性能最佳, 其密度、抗折强度和耐酸碱分别为3.20 g/cm³、200 MPa、95.22%和99.23%。