均匀共沉淀法制备钛酸钡-钡铁氧体核-壳结构粒子

用均匀共沉淀法制备了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子, 研究了沉淀反应温度、尿素/金属离子摩尔比值(R)和BaTiO₃浓度对核-壳粒子形貌和结构的影响, 探讨了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子在焙烧时的形成过程及其磁性能. 采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)分析仪对钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子及钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的形貌和结构进行了表征, 采用振动样品磁强计(VSM)研究了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的磁性能. 结果表明: 当沉淀反应温度为100 °C, R为180, BaTiO₃浓度为2.5 g·L^-1时, 金属离子沉淀完全, 得到的钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子包覆层均匀、完整、光滑, 厚度约为10 nm. 过高的温度和R值都会导致大量独立颗粒杂质的生成; 随着BaTiO₃浓度的增大, 包覆层厚度有减小的趋势. 当焙烧温度为900 °C时, 壳层中开始形成BaFe₁₂O₁₉相, 其形成过程为晶态的α-Fe₂O₃和BaCO₃首先生成中间相BaFe₂O₄, 然后由BaFe₂O₄和α-Fe₂O₃反应得到最终的BaFe₁₂O₁₉. 当焙烧温度为1000 °C时, 壳层完全转化为BaFe₁₂O₁₉相. 随着焙烧温度从900 °C升高到1000 °C, 所得BaTiO₃-BaFe₁₂O₁₉核-壳粒子的饱和磁化强度从16.5 A·m²·kg^-1增加到39.5 A·m²·kg^-1, 矫顽力从340 kA·m^-1略微降低到316 kA·m^-1.     

镍锌铁氧体/膨胀石墨/聚苯胺复合物的电磁损耗性能

用化学共沉淀法和原位乳液聚合法分别制备了镍锌铁氧体(Ni_xZn_1-xFe₂O₄)、Ni_0.7Zn_0.3Fe₂O₄/膨胀石墨(NZF/EG)二元复合物及其聚苯胺(PANI)包覆的三元复合物(NZF/EG/PANI)。用现代测试技术表征了样品的组成、结构、形貌和电磁性能。结果表明,NZF粒子较好地嵌入到EG的层间,PANI对NZF/EG的包覆效果良好;三元复合物的磁性能随磁性组分含量的减小而减弱,而电导率与EG和PANI的导电性及其相对含量相关联;复合物的电磁损耗性能优良,其中三元复合物优于二元复合物。含PANI 70wt%的NZF/EG/PANI三元复合物,制样厚度分别为1.5、2.0和2.5 mm时,其反射损耗峰值(有效带宽)分别为-19.99 dB(5.82 GHz),-20.33 dB (4.08 GHz)和-25.28 dB(3.67 GHz),具有优良的电磁波吸收效果。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200 nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7 emu·g^-1,反射损耗在1 658.8 MHz有最小值为-16.9 dB。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7emu·g^-1,反射损耗在1658.8MHz有最小值为-16.9dB。     

nFe3+/nSr2+和nOH-/nNO3-对锶铁氧体纳米片结构及磁性能的影响

采用改进的水热法成功合成了单分散的纯相锶铁氧体纳米片。借助DLS、XRD、FTIR、SEM、EDS和VSM等分析测试手段对SrFe₁₂O₁₉铁氧体粉体的粒度、结构、形貌和磁性能进行表征。研究结果表明,在240℃保温5 h,物质的量之比n_Fe³⁺/n_Sr²⁺(R_F/S)和n_OH^-/n_NO3^-(R_O/N)分别为5和2时,所得产物为单分散的纯相六角SrFe₁₂O₁₉铁氧体纳米片。随着R_F/S和R_O/N的变化,合成样品中有少量SrCO₃和Fe₂O₃杂相存在,这主要与反应条件和离子比例有关。磁性能测试结果显示,所得纯相的六角SrF₁₂O₁₉铁氧体纳米片具有优异的磁性能,其饱和磁化强度和矫顽力分别达到60.91 emu·g^-1和94.83 kA·m^-1,使其在医疗、催化和生物等高技术领域具有潜在的应用。     

纳米Zn-Co铁氧体的固相合成及电磁损耗特性研究

采用NH₄HCO₃与FeCl₃·6H₂O，Zn(NO₃)₂·6H₂O，Co(NO₃)₂·6H₂O进行室温固相反应制得前驱物，经微波加热处理后，进而热分解分别制得复合氧化物ZnFe₂O₄、CoFe₂O₄和Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄。由激光粒度分析仪、XRD和SEM表征：获得了颗粒分布比较均一、平均粒度为65 nm左右、立方晶系尖晶石结构的纳米铁氧体粉体。经测试样品的相对介电常数和相对磁导率后，研究了它们的电磁损耗特性。结果表明：Co_0.5Zn_0.5Fe₂O₄在100～1 800 MHz内比另外两种铁氧体具有更好的电磁损耗特性。     

微球形CdIn2S4/ZnO复合材料的多模式光降解与光解水制氢

本文通过水热辅助水浴法制备了CdIn₂S₄/ZnO复合材料,并采用XRD、XPS、UV-Vis/DRS、SEM、N₂吸附-脱附等测试技术对复合材料的晶形结构和表面物理化学性质进行了表征。结果表明,相比于单体ZnO,微球形复合材料CdIn₂S₄/ZnO晶型结构更加优异,孔径分布更加均匀,比表面积明显增大,其光吸收范围拓展至可见光区。多模式光催化降解染料亚甲基蓝的实验结果显示,微球形复合材料CdIn₂S₄/ZnO的光催化活性优于单体ZnO和CdIn₂S₄,其中CdIn₂S₄与ZnO的比例为1：5时活性最好,其对不同有机污染物均具有光降解能力;另外,光解水制氢实验结果显示,在8 h内产氢量达到310.2 μmol/g,表明该复合材料具有优异的光解水制氢性能。     

Fe-Co-Ni合金纳米粒子镶嵌的碳纳米纤维的简单制备及其吸波性能

通过在氩气中碳化含有乙酰丙酮金属盐的电纺聚丙烯腈纳米纤维合成了镶嵌（Fe_1-xCo_x）_0.8Ni_0.2（x=0.25,0.50,0.75）合金纳米粒子的碳纳米纤维,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）和矢量网络分析仪（VNA）等对其物相、形貌、微观结构、静磁及电磁特性进行表征和分析,并根据传输线理论模拟计算了2~18 GHz频率范围内的微波吸收性能。结果表明：所制备的复合纳米纤维具有典型的铁磁特征,由无定形碳、石墨和面心立方结构Fe-Co-Ni合金三相组成,原位形成的合金纳米粒子沿纤维轴向均匀分布,且被有序石墨层所包覆。磁损耗和介电损耗间的协同作用及特殊的核/壳微观结构使仅含5%（w/w）的（Fe_1-xCo_x）_0.8Ni_0.2/C复合纳米纤维的硅胶基吸波涂层表现出优异的微波吸收性能。当涂层厚度为1.1~5.0 mm时,x=0.25、0.50和0.75的样品最小反射损耗分别达到-78.5、-80.2和-63.4 dB,反射损耗在-20 dB以下的吸收带宽分别为14.9、14.8和14.5 GHz,几乎覆盖整个S波段至Ku波段。通过调节合金的组成可对材料的电磁特性及微波吸收性能进行一定程度的控制。     

NZFO-PZT磁电复合纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝法制备(1-x)Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄-(x)Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(简称为(1-x)NZFO-(x)PZT, x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)磁电复合纳米纤维, 研究了PZT含量对复合纳米纤维结构、电磁特性及微波吸收性能的影响。所有样品均由尖晶石结构NZFO和钙钛矿结构PZT两相所组成。由于NZFO磁损耗与PZT介电损耗的协同效应及界面效应的加强, 适量PZT相的引入可改善复合纳米纤维吸波涂层的电磁阻抗匹配和衰减特性, 提高微波吸收性能。x=0.3和0.4的复合纳米纤维分别在低频和高频范围表现出最强的微波吸收能力。当涂层厚度为2.5~5.0 mm时, x=0.3样品的最小反射损耗在6.1 GHz处达-77.2 dB, 反射损耗小于-10 dB的有效吸收带宽为11.2 GHz(2.8~12.9和16.9~18 GHz);x=0.4样品的最小反射损耗位于18 GHz处为-37.6 dB, 有效吸收带宽达到12.5 GHz(3.3~12.5和14.7~18 GHz)。     

NZFO-PZT磁电复合纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝法制备(1-x)Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄-(x)Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(简称为(1-x)NZFO-(x)PZT, x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)磁电复合纳米纤维, 研究了PZT含量对复合纳米纤维结构、电磁特性及微波吸收性能的影响。所有样品均由尖晶石结构NZFO和钙钛矿结构PZT两相所组成。由于NZFO磁损耗与PZT介电损耗的协同效应及界面效应的加强, 适量PZT相的引入可改善复合纳米纤维吸波涂层的电磁阻抗匹配和衰减特性, 提高微波吸收性能。x=0.3和0.4的复合纳米纤维分别在低频和高频范围表现出最强的微波吸收能力。当涂层厚度为2.5~5.0 mm时, x=0.3样品的最小反射损耗在6.1 GHz处达-77.2 dB, 反射损耗小于-10 dB的有效吸收带宽为11.2 GHz(2.8~12.9和16.9~18 GHz);x=0.4样品的最小反射损耗位于18 GHz处为-37.6 dB, 有效吸收带宽达到12.5 GHz(3.3~12.5和14.7~18 GHz)。     

石墨烯掺杂碳气凝胶粉体的制备及电磁干扰性能

采用溶胶-凝胶、 超临界干燥及高温裂解技术制备了不同石墨烯掺杂量的碳气凝胶(G-CA)粉体材料, 通过控制材料的组成和微观结构, 制备了密度仅为0.0093 g/cm³的低密度高导电性气凝胶粉体. 将G-CA粉体布撒在空气中, 测试其对毫米波、 可见光和红外光的衰减性能. 结果表明, 相对于纯碳气凝胶和纯石墨烯气凝胶, G-CA粉体对3种波段的电磁波的衰减性能大幅度提高. 其中石墨烯/掺杂量为7%的碳气凝胶(7%G-CA)在布撒初期和布撒20 min后, 对红外光和可见光均具有97%和94%以上的遮蔽率; 对于毫米波, 在布撒初期和布撒10 min以后, 分别具有75%和65%以上的遮蔽率. G-CA粉体具有良好的分等级微纳米结构及高导电性和超低密度, 该微观结构与组成的协同作用使其呈现出优异的多波段、 长时有效的电磁干扰性能, 有望扩展和延伸传统烟幕材料的应用范围.     

柔性ZnNi/Al-LDHs/碳纤维复合材料的制备及光-电催化特性

本文采用电化学方法,制备了一种便于回收和分离的柔性锌镍/铝层状双羟基/碳纤维(ZnNi/Al-LDHs/CFs) 复合材料. 采用X 射线衍射、红外光谱、场发射扫描电镜、电感耦合等离子体原子发射光谱和电化学阻抗光谱技术表征了ZnNi/Al-LDHs/CFs 复合材料的结构、形貌和光电催化性能. 与单独使用Zn/Al-LDHs/CFs 作为光催化剂或Ni/Al-LDHs/CFs 作为电催化剂相比较,ZnNi/Al-LDHs/CFs 复合材料显示了良好的光-电双功能催化特性,既可被用作乙醇和甲醇氧化的电催化剂,也可光电协同催化 2,6-二氯苯酚降解.     

聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能

采用原位掺杂聚合法, 将聚苯胺(PANI)对粒径在60~80 nm的M型钡铁氧体颗粒(BaFe12O19)进行了包覆, 得到了具有棒状结构的复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征. 结果表明, PANI链段与BaFe12O19颗粒之间存在作用力. 使用振动磁强计和四探针法测定了复合材料的磁性能与电性能后发现, 饱和磁化强度与矫顽力均随聚苯胺含量的增加呈规律性下降趋势, 而电导率呈上升趋势. 复合材料的吸收特性测试结果表明, 该材料反射率小于-20 dB时, 带宽可以达到15.07 GHz. 同时详细地讨论了纳米复合材料的聚合机理及相互作用.     

化学自组装法制备钡铁氧体亚微空心球

描述了一种基于化学自组装制备钡铁氧体亚微空心球的新颖方法, 即以聚(苯乙烯-共-丙烯酸)乳胶粒子为模板, 利用酸醇相互作用, 将在聚乙二醇水溶液中得到的钡铁氧体前驱物包覆在模板粒子上, 形成聚(苯乙烯-共-丙烯酸)/钡铁氧体前驱物核壳纳米复合粒子. 复合粒子经历750 ℃的热处理, 可获得主晶相为BaFe12O19的钡铁氧体亚微空心球. 该空心球有可能在微波吸收、电磁流变等领域得到重要应用.     

原位诱导生长法制备单分散M型钡铁氧体亚微空心球

提出了一种制备单分散M型钡铁氧体空心球的新方法,即以碳酸胍表面改性的单分散聚(苯乙烯-共-丙烯酸)P(St-co-AA)乳胶粒子为模板,在其表面原位诱导钡铁氧体前驱物的定位并生长,以此获得壳层均匀致密的P(St-co-AA)/钡铁氧体前驱物核壳复合粒子,再经过热处理得到结构完整、成分单一的M型钡铁氧体空心球.     

Synthesis of Barium Ferrite Ultrafine Particles by Coprecipitation in the Presence of Polyacrylic Acid

The barium ferrite ultrafine particles were synthesized by coprecipitation in an aqueous solution with polyacrylic acid (PAA) as a protective agent. Thermal analysis by TGA/DTA showed that the precursor could yield barium ferrite after calcination above 700 degrees C for 2 h. By analyses of the XRD and electron diffraction pattern, the formation of pure barium ferrite was confirmed and the appropriate molar ratio of Ba/Fe in aqueous solution was determined to be 1/11. The TEM measurements indicated that the average diameter of the precursor was 4.5 nm, and the diameters of the particles calcined at 700 and 800 degrees C were 23-34 and 49-82 nm, respectively. The magnetic properties characterized by a SQUID magnetometer showed that the barium ferrite ultrafine particles calcined at 700-800 degrees C had a saturation magnetization of 36.9-60.8 emu/g, a remanent magnetization of 19.0-31.0 emu/g, a coercivity of 117.3-221.8 Oe, and a squareness ratio of 0.51. The magnetization was also observed to increase with a decrease of temperature at 5-400 K. These magnetic properties all reflected the nature of ultrafine particles and also were influenced by the morphology and microstructure of final products. Copyright 2001 Academic Press.     

Enhanced magnetism in electrodeposited-based CoNi composites containing high percentage of micron hard-magnetic particles

CoNi–barium ferrite magnetic composites with a high percentage of micrometric particles have been prepared by electrodeposition over silicon-based substrates. A cationic surfactant synthesized in our laboratory (4-ethylazobenzene-4′-(oxyethyl)trimethylammonium iodide-AZTMAI) has been used in order to favour the inclusion of magnetic particles into the alloy deposit. This surfactant reduces during cobalt–nickel electrodeposition and it is not embedded into the deposit. Moderate surfactant concentrations (1–5 g l⁻¹), room temperature, the application of a magnetic field during the electrodeposition and a double-pulse technique favour the maximum incorporation of barium ferrite up to around 30–35 wt%. Magnetic properties of composites prepared tend to hard-magnetic ones, with different magnetization curves when silicon/seed-layer/composite samples are oriented parallel or perpendicularly to the applied magnetic field. Constricted-type magnetization curves were obtained.     

X型六角晶系钡铁氧体纳米晶的制备和表征

用硬脂酸凝胶法制备了Co₂-X型六角晶系钡铁氧体纳米晶,在750℃热处理得到的纳米晶形貌为球形,粒径范围为15～25nm.随着热处理温度的升高,粒子逐渐长大并呈块状.振荡样品磁强计测试结果表明,Co₂-X型六角晶系钡铁氧体纳米晶具有与常规体材料不同的磁性能,其比饱和磁化强度σ_s低于后者.产物的矫顽力、比饱和磁化强度随粒子的长大呈规律性的变化.     

Strength and toughness of carbon fibers reinforced rigid polyurethane composites by adsorbing tannic acid and refining Ni grains on carbon fibers surface

In this article, short carbon fibers (CFs) reinforced rigid polyurethane (RPU) composites were prepared with the aim of improving both strength and toughness. A tannic acid (TA)‐nickel (Ni) composite coating was spontaneously co‐deposited onto CFs surface by a one‐step electrodeposition method to strengthen the interface bonding of the composites. The satisfactory mechanical properties of the composites were mainly attributed to the superior interfacial adhesion. On the one hand, TA could play a role in refining Ni grain during electrodeposition. On the other hand, the hydroxyl groups attached to composite coating, which were introduced by TA, could react with the RPU matrix to form chemical bonds. When the composites were under stress, the chemical bonds could effectively transfer the stress from matrix to the interface, while the refined Ni crystals could greatly increase the stress transfer path, and thus improve the strength and toughness of the material. Compared with pure RPU, the tensile strength, bending strength,interlaminar shear strength, and impact strength of TA‐Ni‐coated CFs/RPU composites were improved by 14.8%, 83.1%, 28.7%, and 121.4%, respectively.     

Stress wave attenuation in composites during ballistic impact

Experimental studies are presented on stress wave attenuation during ballistic impact for four types of polymer matrix composites. The materials considered are plain weave E-glass/epoxy, 8H satin weave T300 carbon/epoxy and two types of hybrid composite made using plain weave E-glass fabric and 8H satin weave T300 carbon fabric with epoxy resin. Strain profiles were obtained during ballistic impact event at certain distances from the point of impact. There is stress wave attenuation leading to reduction in peak strains obtained as the stress wave propagates away from the point of impact. Further, it is observed that ballistic limit velocity, V₅₀, can be increased compared to carbon only composites by adding E-glass layers to T300 carbon layers.