退火重结晶制备AlN/C复合泡沫材料及其力学性能研究

为了得到一种轻质、高强度、耐烧灼的新型碳泡沫材料,以无定形AlN为添加剂,在空心微球/网络复合型碳泡沫的基础上,采用退火热处理工艺成功地制备出了AlN/C复合泡沫材料.通过扫描电镜、透射电镜对样品进行表征,测试结果表明无定形AlN在碳微球的表面重结晶为AlN晶须,其直径大约为50nm左右,长度10μm以上,具有较大的长径比.X-射线衍射峰证明样品石墨化程度高,且AlN晶须为六方结构.X-射线光电子能谱测试发现在287.5eV处有较明显的C-N峰出现,这表明AlN和碳泡沫在界面处通过C-N键结合.同时,对其力学性能进行测试,通过分析应力-应变测试结果,AlN/C复合泡沫材料的压缩强度为40.27MPa,相对碳泡沫材料而言提高了近一个数量级.测试结果表明,AlN晶须显著增强了碳泡沫的压缩强度,这种新型复合泡沫材料有望应用于各种抗压减震航空材料.     

高温处理后活性粉末混凝土动力学行为及本构模型研究

 利用分离式霍普金森压杆系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下及400、600、800 ℃高温处理后的活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）试样进行单轴冲击压缩实验,研究高温后RPC材料的动态力学性能,建立高温处理后材料的率型本构模型。结果表明：经不同高温处理后的RPC材料的动态抗压强度和韧性指标均有较明显的应变率敏感性,而峰值应变、初始弹性模量受应变率影响不大;不同应变率下,400 ℃以上高温处理后RPC材料的单轴动态压缩力学性能有所降低。扫描电镜分析表明,高温处理后RPC材料微观结构的劣化是宏观力学性能降低的根本原因。对ZWT粘弹性本构模型进行了修正,修正后的模型适用于混凝土材料经高温处理后的率型本构关系的分析。     

脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析

利用脉冲高能量密度等离子体法在光学玻璃衬底上、在室温下成功的制备了光滑、致密、均匀的纳米类金刚石膜.工艺研究表明：放电电压和放电距离以及工作气体种类对纳米类金刚石膜的沉积起着关键作用.利用拉曼光谱、扫描电镜以及电子能量损失谱分析薄膜的形态结构表明：薄膜具有典型的类金刚石特征；纳米类金刚石膜的晶粒尺寸小于20nm甚至为非晶态；类金刚石膜中含有一定量的氮原子，随着沉积能量的升高，氮的含量增大.纳米类金刚石膜的薄膜电阻超过109Ω/cm2.对放电溅射过程进行了理论分析，结果与工艺研究的结论吻合.     

O_2/CO_2气氛燃煤半焦孔隙特性分析

在沉降炉上制备了不同燃烧气氛、不同燃尽程度的半焦,采用低温氮吸附仪和扫描电子显微镜测定了其孔隙结构和表面形态.结果表明,所取的半焦试样均具有完整且连续的孔结构体系;但在相同的操作条件下,O_2/CO_2气氛下半焦试样的孔结构参数及其分形维数均小于相同O_2浓度的O_2/N_2气氛下的情况;两种气氛下煤焦的燃尽过程中,孔隙结构参数(S_(BET)、V_(BJH)和d_(pore))随燃尽率的增加均呈减小趋势;SEM图像的定性分析结果与N_2吸附的定量测量吻合较好.研究结果为深入认识O_2/CO_2气氛下煤粉的孔隙结构与其燃烧特性的关系提供了基础.     

Controlled Evolution of Silicon Nanocone Arrays Induced by Ar+ Sputtering at Room Temperature

Controlled evolution of silicon nanocone arrays induced by Ar^＋ sputtering at room temperature, using the coating carbon as a mask, is demonstrated. The investigation of scanning electron microscopy indicates that the morphology of silicon nanostructures can be controlled by adjusting the thickness of the coating carbon film. Increasing the thickness of the coating carbon film from 50-60 nm, 250-300 nm and 750-800 nm to 1500 nm, the morphologies of silicon nanostructures are transformed from smooth surface ripple, coarse surface ripple and surface ripple with densely distributed nanocones to nanocone arrays with a high density of about 1 × 10^9- 2 × 10^9 cm^-2.     

红外窗口复合材料的制备与表征

利用无机、有机复合的方法获得了性能优良的红外窗口复合材料。扫描电镜观察发现无机粒子在有机基质中分布均匀。透过率测试结果表明,复合材料透过率的截止波长是由无机粒子和有机基质材料的光透过性能共同决定的．并且透过率随材料厚度增加而降低。     

岩爆岩石断裂的微观结构形貌分析及岩爆机理

利用扫描电镜(SEM)对岩爆岩石断口微观形貌特征进行研究分析,从微观角度探索岩爆产生的机理。通过对平顶山十二矿岩爆现场取样对其断口形貌特征与地应力和岩石成分之间关系进行研究。巷道围岩劈裂岩块断口形貌多呈台阶状,劈裂面与地应力最大主应力方向平行,岩石断口属拉张断裂,劈裂纹的产生主要是脆性断裂;岩爆抛射出的岩块断口形貌非常复杂,裂面与切应力(最大主应力)方向平行或相交,不同平面内的微裂纹通过与岩爆裂纹间的微裂纹或受撕裂作用形成台阶,表面不平整,属于拉张或剪切型断裂。岩石细观成分对岩爆的影响也较大,结晶程度高、结构致密的硬脆岩石更易发生岩爆。     

矿物掺合料作为砂浆细集料的水化产物与光谱性能研究

粉煤灰、锂渣和钢渣作为工业废渣,等质量替代水泥时其利用率往往较低,为了大量地使用这些工业废渣。采用X射线单晶衍射仪、同步热分析仪、傅里叶红外光谱仪和电镜扫描分析方法,研究了锂渣、粉煤灰和钢渣替代细集料后砂浆的水化产物、光谱特性、微观形貌,并探讨了砂浆抗折/抗压强度随替代率(0%,30%,50%,70%和100%)增长的变化规律。研究结果表明：四种浆体的水化产物主要为CSH凝胶、Ca(OH)₂、少量的AFt和未水化的颗粒(Al₂O₃,SiO₂),其中水泥-锂渣浆体、水泥-粉煤灰浆体、水泥-钢渣浆体中的未水化颗粒还含有一定的Li₂O·Al₂O₃·SiO₂,Ca_1.56SiO_3.5·xH₂O和RO phas。四种浆体以3 467,3 438,2 923,2 348,1 638,1 429,1 111,1 000,768,696和462 cm-1为特征峰,但其峰强有所不同,其活性也不同,参与二次水化反应的程度也不同,因此,水泥-钢渣浆体中Ca(OH)₂的含量明显高于水泥-粉煤灰浆体和水泥-锂渣浆体的现象;但不管是矿物掺合料替代水泥还是细集料,都在浆体中发挥着火山灰活性和填充作用。含三种100%矿物掺合料砂浆的抗折强度和抗压强度均高于纯水泥砂浆,分别(锂渣、粉煤灰和钢渣)约高37.77%/51.88%,14.71%/11.70%,91.95%/34.88%,但其达到峰值的掺量不同。因此,采用矿物掺合料替代细集料是可行的,能大幅度提高工业废渣在混凝土行业中的使用,且能达到节能减排的效果。     

铀矿坑水样中铀电沉积层的表征

描述了硫酸铵溶液中铀矿坑水样品中铀的电沉积层特性。 电沉积液为10 ml 0.8 M的硫酸铵溶液, 电流密度0.6 A/cm2, pH值为2.5, 电镀1 h。 电沉积经化学分离后的水样品和电沉积的纯硝酸铀酰样品进行了比较, 并对二者分别做了红外(IR)光谱、 扫描电镜(SEM)、 元素分析以及α能谱测量。 IR谱上铀酰离子的反对称伸缩振动峰在887 cm-1附近, 使电沉积在不锈钢片上的铀主要以铀酰离子水合物的形式存在, 有一部分NH+4以NH3的形式替代水合物中的水, 使电沉积层中铀的化合物形式为UO2(OH)2·xNH3·yH2O或者UO2(OH)2-x·(ONH4)x·yH2O, 铀酰离子通过链的形式形成聚合结构。 SEM照片显示电沉积层均匀, 没堆积成团现象出现。 α谱表明电沉积层中铀的同位素主要是238U和234U, 相应的α能量峰4198和4773 keV很显著, 没其它峰的干扰。 Characteristics of electrodeposited uranium films of uranium ore water sample in ammonium sulphate was investigated in this work. The optimized electrodeposited conditions were as follows: electrolyte was ammonium sulphate of 0.8 M, and current density at the cathode was 0.6 A/cm2, electrolyte pH value was 2.5, the time of plating on the electrodeposition was 1 h. In this situation, the uniform, thin and adheresive films were produced by electrodeposition method. Two samples were made, one electrodeposition of pure uranyl nitrate, and another electrodeposition of uranium ore water sample after chemical separation. Characteristics of electrodeposited uranium films of uranium ore water sample after chemical separation was studied, making comparisons with electrodeposited films of uranyl nitrate. The analysis of film characteristics was done through infrared (IR) spectrum, scanning electron microscopy(SEM), element analysis and α spectrum measurment. According to Fourier transform infrared spectra, the asymmetric stretching vibration band of uranyl group is around 887 cm-1. In addition, according to IR spectrum, we know that uranium exists mainly as the form of hydrated polymeric compound in the film. Electrodeposited uranium films also included many NH+4. Polymeric structures of variable composition were present in the electrodeposited samples, with the unit monomeric formula UO2(OH)2·xNH3·yH2O or UO2(OH)2-x·(ONH4)x·yH2O. Scanning electron microscopy shows that the two samples have similar surface characteristics and no cluster is observed. The samples were also measured by spectrometer equipped with Passivated Implanted Planar Silicon(PIPS) detector. From the α spectrum, we know that isotopes of uranium in the film are 238U and 234U. 235U is not found in the α spectrum. It also shows that the chemical separation process can isolate uranium from other interfering elements effectively, the result of chemical separation is very satisfactory and electrodeposited process is rather efficient. Source electrodeposited in ammonium sulphate through optimized conditions satisfies the need of high resolution α spectrum.     

纳米TiO2薄膜的结构及光催化特性

利用磁控溅射方法在单晶硅和石英衬底表面沉积TiO2薄膜. 通过调节实验参量,制备出不同结构的TiO2薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、吸收光谱等对样品进行表征,同时对不同结构的TiO2薄膜的光催化特性进行分析,发现具有网络状结构锐钛矿相的TiO2薄膜具有更高的光催化能力. 本文对不同薄膜的表面形貌和生长机理进行分析,并讨论TiO2结构和表面形貌对其光催化特性的影响.