利用两性表面活性剂十六烷基磺基甜菜碱(SB)的辅助作用实现了农药功夫菊酯(LCT)在锂皂石(LAP)中的插层。先用离子交换法将SB、十二烷基羧基甜菜碱(DCB)、十二烷基氧化胺(OA)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别插层LAP,然后用SB胶束将LCT引入层间,得到LCT/SB-LAP、LCT/DCB-SB-LAP、LCT/OA-SB-LAP和LCT/CTAB-SB-LAP复合材料。采用X射线衍射(XRD)、液体核磁共振(1HNMR)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重/差热分析(TGA/DTA)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征。结果表明,LCT/SB-LAP、LCT/DCB-SB-LAP、LCT/OA-SB-LAP和LCT/CTAB-SB-LAP的层间高度分别为3.61、3.13、3.13和3.41 nm;LCT伴随SB分子成功进入LAP层间。提出了LCT在LAP中的插层机理。对复合材料中LCT释放行为的研究结果表明,释放速率和累积释放量主要依赖表面活性剂类型及其在层间的排列方式。
使用OM、TEM、SEM、显微硬度和室温拉伸等手段研究了Sc和Zr的复合添加对Al-5.5Si合金铸态的组织和性能的影响,以及在不同温度退火后其性能的变化规律。结果表明,Sc、Zr的添加使Al-5.5Si合金的硬度提高了33%、抗拉强度提高了38%、屈服强度提高了52%、延伸率基本上不变。在Al-5.5Si合金中复合添加Sc、Zr使α-Al的平均晶粒尺寸从203 μm减小到130 μm,在α-Al基体中析出大量的Al3(Sc1-xZrx)纳米粒子(10~15 nm),并使共晶Si内的层错或微孪晶的密度显著提高。退火温度对铸态合金的性能有较大的影响:在较低温度(低于160℃)退火时合金的硬度呈上升趋势,而在较高温度(高于280℃)退火时合金的硬度呈显著下降趋势。这些结果与二次析出的纳米Si相密切相关。
研究了盐雾预腐蚀对HRB400E钢的超低周疲劳性能影响。用NaCl溶液在盐雾腐蚀箱中对试验钢加速腐蚀30~90 d,然后采用轴向位移控制模拟强震载荷进行超低周疲劳试验,获得载荷随循环周次的变化关系和应变寿命曲线等;最后采用扫描电镜对断口形貌进行观察,分析微观断裂机理。试验结果表明:预腐蚀30、60和90 d的试验钢寿命分别下降了4.4%~10.2%、14.3%~31.8%和7.8%~30%;宏观裂纹萌生寿命占总寿命的90%,应变幅3%为超低周与低周疲劳的分界点;盐雾腐蚀对试验钢的循环响应特征与Masing特性无明显影响;断裂区呈月牙状沿着试验钢边缘断裂,较长盐雾腐蚀时间和较高应变幅会导致最后断裂区产生韧窝特征。
研究了B2O3(B)和Al2O3(Al)共掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能和微观结构的影响。结果表明,共掺杂B和Al的ZnO压敏陶瓷,具有低泄漏电流、高非线性和低剩余电压等优良电性能。B和Al的掺杂率为3.0%(摩尔分数)和0.015%(摩尔分数)的ZnO压敏陶瓷,其最佳样品的电参数为:击穿电压E1 mA=475 V/mm;泄漏电流JL=0.16 μA/cm2;非线性系数α=106;剩余电压比K = 1.57。
在泡沫镍基体上进行阳极电沉积制备了NF/PDMA/MnO2-Co电极,使用FESEM-EDS、XPS和Raman谱、循环伏安和电容吸脱附测试等手段表征了复合电极的结构和评价其电容特性和对Pb2+的吸附行为。结果表明,在电流密度为1 mA/cm2、30℃和3 min条件下制备的NF/PDMA/MnO2-Co复合电极,在Pb2+浓度为20 mg/L的模拟废水中有比较高的比电容值(208.8 F/g),对Pb2+有较高的吸附容量(59.9 mg/g);PDMA底层与Co掺杂MnO2表层的协同作用提高了MnO2电极电容和吸附性能;吸附动力学拟合表明,复合电极的吸附过程受物理、化学吸附混合控制,并受离子传质和孔隙内扩散的限制;电极的稳定性好,4次循环吸附后的吸附量仍达到51.7 mg/g。
基于断裂力学的损伤容限方法分析了国产全炭人工机械心瓣的保守寿命-在生理负荷作用下,热解炭瓣片失效前预存初始裂纹扩展到临界尺寸经历的加载循环次数。结果表明:人工机械心瓣瓣膜的最小初始裂纹尺寸只有几十微米,为了给瓣膜植入患者提供最大的安全保障,其基本要求是使用损伤容限设计方法进行热解炭人工心瓣的设计和质量控制。
用模板法制备铁/镱共掺杂二氧化钛空心球(Fe/Yb-TiO2HS),使用扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)等测试方法对对其进行了表征。使用浓度为20 mg/L的甲基橙溶液模拟废水,研究了铁/镱共掺杂二氧化钛空心球的催化性能。结果表明:铁/镱共掺杂的二氧化钛空心球对甲基橙的降解效果较好,铁掺杂量为0.1%和镱掺杂量为1%的催化剂其光催化性能达到92.57%。
在不同温度对Fe47Mn30Co10Cr10B3间隙高熵合金进行不同的形变和退火处理,使用电子背散射衍射和电子通道衬度像等手段对样品进行表征,研究了形变和退火对其微观组织结构演变的影响。结果表明,在小应变量条件下,随着形变温度的降低,主导的形变机制从位错滑移转变为相变诱导塑性;在室温形变条件下,随着应变量的增大,主导的形变机制由位错滑移转变为相变诱导塑性。对大应变量的样品退火,随着退火温度的提高,微观组织从形变态(600℃-5 min)、部分再结晶态(800℃-5 min)到完全再结晶态(1000℃-5 min)的演变。在1000℃退火条件下,随着退火时间的延长,微观组织由部分再结晶态(1 min)演变到完全再结晶态(5 min和15 min),且相组成由γ单相演变为γ+ε双相。退火不能改变形变态中第二相颗粒沿着轧向的分布。拉伸实验结果表明合金的屈服强度为326 MPa,抗拉强度为801.9 MPa,延伸率为26.8%,实现了较好的强韧化性能且其断裂机制为韧性断裂。
用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法在硅衬底上沉积类金刚石(DLC)薄膜,通过控制甲烷(CH4)与氩气(Ar)流量的比值(VCH4/VAr)分别在上极板和下极板上沉积制备出一系列DLC薄膜,用Raman光谱等检测技术表征了DLC薄膜的结构、表面粗糙度、表面形貌和硬度。结果表明:随着VCH4/VAr比例的改变在下极板可制备出含有不同sp3和sp2杂化态比例(Ssp3/Ssp2)的DLC薄膜。随着VCH4/VAr的提高,在下极板沉积的DLC薄膜的Ssp3/Ssp2杂化态比值先上升后下降,VCH4/VAr=1时的Ssp3/Ssp2杂化态比值达到最高1.34;而在上极板沉积的DLC样品其Ssp3/Ssp2比例没有明显的变化。在上极板进气口沉积样品比在下极板出气口沉积样品重复性好,样品更光滑致密、硬度更高。