Ni-ZrO2纳米复合电铸层的制备及纳米颗粒分布均匀性研究

研究了在复合电铸过程中,当其它工艺参数一定时,复合电铸层的沉积速率及其厚度随时间的变化趋势, 以及复合电铸层表面微观形貌随电沉积时间的变化趋势.测定了复合电铸层的组织成分,并就纳米颗粒在复合电铸层表面和横截面上分布的均匀性进行了评价.结果表明,复合电铸层表面平整,组织均匀致密,其组成主要是镍和所复合的纳米颗粒,纳米颗粒较为均匀地分散在复合电铸层中.     

基于脉冲电铸技术Ni-ZrO2纳米梯度功能材料的制备工艺

研究了在脉冲复合电铸过程中,当其它工艺参数一定时,镀液中纳米ZrO2颗粒含量、脉间、脉宽和阴极电流密度对复合电铸层中ZrO2复合量和沉积速率以及脉冲参数对复合电铸层表面形貌的影响,并对所制备复合电铸层的横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明,通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料.     

电铸自支撑金刚石-镍复合膜的制备

用电铸方法,采用低应力电镀液,制备出了自支撑金刚石-镍复合膜.电镀液PH值3.8-4.2,温度40～60℃,阳极与阴极间距100～150mm.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法检测了复合膜的表面形貌、晶体显微结构和复合膜中金刚石颗粒的分布情况.结果表明:阴极电流密度对自支撑金刚石-镍复合膜的品质影响很大,当阴极电流密度从1.3 A/dm2增加到3.3 A/dm2时,复合膜的显微应变从0.36;减小到0.28;;随着阴极电流密度的增加,复合膜中金刚石颗粒的含量增加.     

不同结构金刚石涂层刀具的制备及性能参数优化

利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)法,选取最佳工艺参数,在硬质合金刀具上制备微米、纳米及微/纳米金刚石复合涂层,采用SEM、Raman光谱、XRD测试分析涂层的表面形貌和化学纯度.结果显示,微米金刚石涂层结晶质量好,晶面取向以(111)(220)为主且金刚石纯度很高,纳米金刚石涂层表面光滑无明显择优取向,微/纳米复合涂层聚具有两种涂层的优点.采用压痕法、划痕法、微粒冲浆喷蚀(MSE)法对涂层的膜/基结合力及耐磨性进行测定.结果显示微米金刚石涂层的膜/基结合力最好,纳米金刚石涂层的最差.微/纳米金刚石复合涂层的耐磨性最好,纳米金刚石涂层的耐磨性最差.     

脉冲占空比对Ni-TiN镀层组织及其耐磨性能的影响

采用磁场-电沉积方法在40Cr钢表面制得Ni-TiN复合镀层.利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)及磨损试验机等对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度、织构和耐磨性能进行研究.结果表明,脉冲占空比为50;时,镀层表面镍晶粒平均粒径65.3 nm,且镀层中TiN粒子复合量较多.随着脉冲占空比的增加,Ni-TiN镀层的显微硬度先增加后降低.脉冲占空比为50;时,Ni-TiN镀层的显微硬度达到最大值934 Hv,其磨损量和平均摩擦系数分别为28.5 mg和0.43.     

气体压力熔渗制备电子封装用金刚石/铝复合材料的研究

金刚石颗粒增强铝基(diamond/Al)复合材料是最受关注的新一代电子封装材料.本文采用气体压力熔渗法制备了金刚石体积分数达到65;的diamond/Al复合材料;通过对相组成及断口形貌的分析,明确了复合材料的界面优化机制及破坏方式,在此基础上,系统研究了复合材料的热物理性能和力学性能随金刚石粒度的变化规律.气体压力熔渗法制备diamond/Al复合材料可以依靠基体铝与金刚石间的扩散反应实现界面优化,显著改善界面形貌,提高结合强度,复合材料断口微观形貌则呈现出典型的塑性断裂特征;依靠两相原位反应优化后的界面可以更加有效的实现热载流子的耦合移动和应力的传递,从而保证复合材料可以获得更为优异的热导率和力学性能;随着金刚石颗粒直径减小,两相界面的影响得以加强,因此复合材料热导率降低,热膨胀系数小幅减小,而力学性能提高,在本文选择的粒度范围内(30～ 150 μm),复合材料的热导率、热膨胀系数以及抗拉、抗压、抗弯强度的相应变化区间分别为400～760 W·m-1·K-1、4.5 ～5.3×10-6 K-1、143～ 94 MPa、603 ～ 363 MPa和429 ～ 277 MPa.     

电铸超薄金刚石刀具的研制及应用

分析了超薄金刚石刀具的研究现状,用电铸工艺制备出金刚石-镍复合膜,探讨了阴极电流密度、搅拌速度和搅拌桨位置、阴极悬挂倾角、镀液温度等电镀工艺参数对金刚石-镍复合膜品质的影响规律;探讨了复合膜的后续加工工艺,指出电火花加工可以有效除去复合膜的毛边和毛刺,是一种行之有效的后续加工方法;研制出了超薄金刚石-镍复合膜切割片,并对其切割性能进行了初步试用研究.     

DAST晶体的表面形貌、缺陷及显微硬度研究

利用自行合成的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)原料,用斜板法生长出了一定尺寸的DAST晶体.用X射线衍射仪(XRD)对所得样品进行了表征,用光学显微镜观察了不同晶体(001)面的形貌特征并对其进行了分析,对不同腐蚀剂作用下的腐蚀坑的特点和成因进行了研究,测定了不同载荷下DAST晶体(001)面的显微硬度值.     

基于电场分布的压电纤维复合材料性能优化

将TiO2引入压电纤维复合材料(MFC)的粘结层以提高其介电常数,调控MFC极化和驱动过程中电场分布,实现了对MFC性能的优化.采用有限元分析的方法探究了粘结层介电常数对MFC电场分布的影响,指导设计了实验方案.采用切割-填充法制备了在粘结层聚合物中引入TiO2的MFC.铁电性能测试结果表明,MFC剩余极化强度随粘结层中TiO2质量分数的增加呈现先增大后减小的趋势,在粘结层中TiO2质量分数为8wt;时达到最大值.MFC驱动性能随TiO2质量分数变化的趋势与剩余极化强度一致,电场驱动下自由应变在TiO2质量分数为8wt;时达到峰值,为2.31 με.研究表明,引入TiO2调节粘结层介电常数可有效改善MFC的性能.     

不同晶形纳米碳酸钙的制备及其表面改性研究进展

本文综述了不同晶形纳米碳酸钙的制备方法、纳米碳酸钙表面改性技术的研究现状以及表面改性方法,分析了目前纳米碳酸钙制备及表面改性技术存在的问题,并对其发展前景作了展望.     

基于Helmholtz共振腔的组合结构带隙特性研究

Helmholtz共振结构的声屏障在控制道路交通噪声方面具有潜在的应用前景。为有效提高特定频段的噪声控制,本文设计了一种主腔连接4个副腔的Helmholtz复合共振腔结构。首先,利用有限元法对共振腔模型进行计算分析,得出共振腔的禁带结构和声传播损耗曲线;其次,利用声-电类比法建立了Helmholtz共振腔的等效电路,并对带隙的产生机理进行分析;最后,讨论了结构参数对Helmholtz共振腔带隙的影响,并分析这些参数对第一带隙下限的影响机理。结果表明:声波在Helmholtz共振腔单元间同时存在相互作用和腔内谐振效应,能在晶格常数为60 mm的情况下获得范围为432.43~663.98 Hz的第一带隙,比单、双开口圆环带隙起始频率更低,且大部分频率范围的隔声量达到10 dB以上,最大隔声量超过90 dB,表现出良好的中频隔声特性;等效电路模型与有限元法的计算值的最大误差不超过10%且平均误差低于5%,建立的等效模型是合理的;结构参数对于带隙有较大影响,主要是通过影响共振腔内部气体的体积从而影响带隙。     

Polymer Composite Based on DAST Submicron Crystals: Technology and Properties

We propose a new nonlinear optical material, a polymeric nanocomposite based on DAST submicron crystals (trans-4’-(dimethylamino)-N-methyl-4-stilbazolium tosylate). The method and the preparation conditions for films based on a mixture of polymer solutions and a DAST powder are studied. Polymer matrices of various types, solvent ratio for the pair DAST/polymer, and electrical poling conditions are investigated. Absorption and luminescence spectra and the second harmonic generation have confirmed the creation of red-form DAST nanocrystals in polymer films. The figure of merit for a resulting polymer film is approximately 400 times higher than that for LiNbO₃ at a wavelength of 1.32 microns.     

Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷材料的力学性能及显微结构

将金属Al、Al3Ti和TiB2以AlTiB中间合金的形式引入Al2O3基体材料中,采用热压原位反应生成法制备了Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷材料.复合材料在烧结过程处于过渡液相烧结,并有新相AlN和TiN生成;对热压烧结后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析;分析了复合材料力学性能随AlTiB体积百分含量的变化规律;探讨了复合材料断面断裂方式的变化对其力学性能的影响;并对AlTiB中间合金的细化特性进行了分析.     

烧结制度对AlON-AlN复相陶瓷的结构及性能影响

分别采用无压及热压反应烧结方式,在氮气条件下制备了AlON-AlN复相陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对AlON-AlN复相陶瓷的显微结构、气孔率、抗弯强度及热导率的影响规律.结果表明:相同烧结条件下,热压烧结比无压烧结更易获得气孔率低、抗弯强度高、热导率大的AlON-AlN复相陶瓷.无压烧结复合陶瓷的断裂为沿晶断裂和穿晶断裂的混合模式,而热压烧结复合陶瓷的断裂方式主要为穿晶断裂.     

四种镁铁铝材料的物相组成与显微结构表征

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁载体,在控制试样化学组成接近的前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样.采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微组织结构进行分析表征.结果表明:铁铝尖晶石试样中,存在(Mg,Fe2+)Al2O4复合相,其中铁以Fe2+的形式存在,并产生少量镁铁尖晶石脱溶物;镁铁砂试样中,形成Mg(Fe3+,Al)2O4复合相,铁以Fe3+的形式存在,并产生了AlFe2O4连续固溶体相;烧结铁载体试样的显微结构中存在较多微气孔,电熔铁载体试样显微组织结构致密.     

不同铝硅比对莫来石材料显微结构及性能的影响

选用铝矾土作为铝源,煤矸石为硅源,氟化铝和五氧化二钒为添加剂,通过固相反应原位制备了主晶相为莫来石相的晶体.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜以及相应的EDS等手段对莫来石进行了表征分析,并考察了在不同铝硅比的条件下对所制试样的显气孔率、吸水率、体积密度、抗折强度以及显微结构的变化特征.结果表明:当铝矾土与煤矸石的铝硅摩尔比为3.05:2时,显气孔率为23.6;、吸水率为10.55;、体积密度为2.3 g/cm3、抗折强度为114 MPa,试样的综合性能最优.     

烧结工艺对碳纳米管/羟基磷灰石复合材料力学性能与微观结构的影响

本文主要研究了不同烧结工艺对碳纳米管/羟基磷灰石复合材料力学性能与微观结构的影响.力学性能测试结果显示,在真空气氛下烧结的复合材料力学性能在总体上要高于Ar或N2气氛保护下烧结所得复合材料,断裂韧性的提高幅度最大,其最高值达到了2.2 MPa·m1/2,远高于纯羟基磷灰石.XRD及IR研究发现,所制备复合材料纯度高,无其它杂质.SEM观察发现,1100℃,真空下所得复合材料的致密性高,晶粒细,但碳纳米管管径增大;而Ar或N2气氛保护下所得复合材料中碳纳米管容易以原始形态保存,但孔隙率高,晶粒粗.     

烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能与显微结构的影响

通过粉末冶金法制备出陶瓷/青铜结合剂,青铜结合剂(mCu∶mSn=85∶15)与陶瓷结合剂质量比3∶1.结合电子万能试验机、洛氏硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪等,研究了烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能及结构的影响.结果表明:随烧结温度的升高,陶瓷/青铜结合剂密度、抗折强度和抗冲击强度呈先上升后下降的趋势;且烧结温度为620 ℃时,陶瓷/青铜结合剂综合性能较优,其密度为5.43 g/cm3、抗折强度为170 MPa、抗冲击强度为9.76 kJ/m2、硬度(HRB)为126;温度升高促进铜锡元素合金化及陶瓷与青铜结合剂界面之间元素的相互渗透;且经620 ℃烧结后,铜锡之间全部以α+δ共析相存在,金属和陶瓷界面结合性好,提高了陶瓷/青铜结合剂的综合性能.     

添加剂对发泡法制备镁质多孔材料性能及微观结构的影响

选用高纯镁砂(d50≤0.074 mm)为主要原料,以TiO2、B2O3为添加剂,以油酸钾为发泡剂制备镁质多孔材料,于1580℃烧成并保温3h,采用XRD、SEM等手段对烧后试样的物相组成和显微结构进行表征.结果表明:添加TiO2和B2O3均使试样的体积密度和筒压强度随着添加剂含量的增加而增加,添加TiO2的试样增加幅度大于添加B2O3的试样.随着TiO2含量的增加,方镁石晶格常数降低,随着B2O3含量的增加,方镁石晶格常数增大;添加TiO2的试样主晶相为方镁石,有硅酸盐相和钛酸钙生成,添加B2O3的试样,只有方镁石相;随着TiO2含量的增加,试样中的气孔分布变得均匀,孔径减小,孔壁越来越厚,当TiO2添加量超过2;时,试样中的气孔数量开始减少,有部分小气孔消失,随着B2O3含量增加,气孔减少,孔径变小,生成的白色硅酸盐液相位于方镁石晶粒间.