铁基碳纳米管/石墨烯气凝胶制备及光热吸油性能研究

摘要: 海上重油泄漏会造成严重的环境污染和经济损失,吸附法处理海上漏油具有良好的应用前景,但对高黏度重油的处理依然是一项难题,利用光热多孔材料实施油品的升温降粘吸附是极具潜力的解决方案。利用Fe纳米粒子作为生长碳纳米管(CNTs)的催化剂,使用气相沉积法制备了Fe基碳纳米管/石墨烯气凝胶(Fe-CNTs/RGA),作为对比,采用冰模板法制备了碳纳米管/聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯气凝胶(CNTs/PVP/RGA)。通过SEM、Raman和FT-IR 对Fe-CNTs/RGA 进行表征。结果表明,Fe-CNTs/RGA 的最佳制备条件为生长温度800℃和生长时间120min。相较于机械复合法所制备的CNTs/PVP/RGA 材料,Fe-CNTs/RGA 具有极佳的光热性能,对全光谱平均吸收率可达93.62%,光热转化速率快,空气中材料的温度梯度为33.24K/cm。1个太阳光下吸附重油时,Fe-CNTs/RGA 的上表面温度可达110.7 ℃,下表面温度可达60.7 ℃,对重油的吸附速率可达0.0397g/(cm2·min)。

纳米银的抗菌原理及在抗菌涂料中的研究进展

摘要:人民日益增长的美好生活需要提高了日常抗菌需求。与此同时,随着生态环境的恶化,细菌、真菌和病毒的肆虐使得人们提高了日常生活中的抗菌需求。纳米银作为新型抗菌剂之一,其优异的抗菌性能在抗菌涂料领域引起了广泛关注。本文综述了纳米银的抗菌原理及其在抗菌涂料中的应用。通过比较不同抗菌剂的优缺点,重点阐述了纳米银抗菌原理及机理机制,指出纳米银具有低浓度高灭菌性、广谱性和低耐药性等优点,论述了纳米银在抗菌涂料中的应用及优势,为抗菌涂料的开发提供理论依据。

梯度金属材料构筑及强−塑性机理

摘要:同时提高强度和塑性是金属结构材料不断追求的目标,其中提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强−塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构,因其梯度变量(化学组分、晶粒、相组成、孪晶等)多、梯度分布(形成含量、体积分数等)宽以及应变协调优等特点,已应用于多种合金中,并在高屈服强度和良好延展性之间取得了极佳的平衡。为进一步挖掘梯度结构对材料力学性能优化的潜力,本文基于国内外金属材料在梯度结构设计和强−塑性机理等方面的成果,概述了梯度结构在设计思路、构筑方法、微结构演化及其强塑性机制等方面的研究现状,总结了梯度结构存在的关键科学问题,并展望了未来关注的研究方向与面临的挑战。

基于扫描微探针技术的现代腐蚀电化学研究进展

摘要:基于混合电位理论的经典腐蚀电化学对于腐蚀与防护的研究具有重要的促进作用,但也必须认识到腐蚀反应的多反应耦合非平衡不可逆的特征,并由此导致的Butler−Volmer 和Nernst−Planck 方程的过度简化,以及对构成腐蚀的电极反应研究的弱化。从腐蚀方程出发,指出腐蚀电化学的内涵,综述了扫描电化学显微镜(SECM)、扫描振动电极(SVET)、局部电化学阻抗(LEUS)和扫描电化学池显微镜(SECCM)4 种典型扫描探针技术在腐蚀反应动力学、空间物种监测、腐蚀活性分布等方面应用的优势与进展,发现高分辨扫描探针技术可识别低至几个纳米腐蚀点与皮安级腐蚀电流,实现了腐蚀发生发展过程反应活性空间差异与动力学的原位监测,进一步结合计算模拟可量化比较分析腐蚀数据。最后展望了现代腐蚀电化学的发展趋势,可继续从多反应耦合的非平衡不可逆腐蚀反应的本质出发,深度融合跨尺度表征,建立宏观−微观的辩证统一关系。

高导热聚酰亚胺基石墨膜的制备及其性能研究

摘要: 随着电子元器件的高密度集成化、轻量化,聚酰亚胺基石墨膜凭借其优异的导热性能得到广泛的关注。研究使用4,4,-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐作为单体进行共聚,磷酸钙为化学亚胺化试剂,研究了化学亚胺化试剂添加量对聚酰亚胺(PI)薄膜性能的影响,再进一步炭化、石墨化处理得到高导热PI基石墨膜,通过对石墨膜的微观形貌、晶型以及性能进行分析。结果显示,采用化学亚胺化法制备的PI薄膜经过石墨化处理后,所得石墨膜的微观形貌更加平整且致密有序、石墨化程度更高以及具有较大的晶粒尺寸和较小的晶格缺陷。当磷酸钙添加量为0.1%时,PI薄膜的拉伸强度达98.42MPa,石墨膜的热导率达1623.9 W·m-1·K-1。在模拟散热测试过程中,仅需60s即可将石墨膜表面温度从60℃快速降温24℃,在现代集成化先进电子元器件和高端电子产品等热管理领域都具有很好的应用潜力。

圆偏振发光性质的热活化延迟荧光材料及电致发光器件

摘要:具有圆偏振发光性质的热活化延迟荧光(circularly polarized thermally activated delayed fluorescence,CP-TADF)材料,因其在数据存储、生物成像以及3D 显示等领域的应用前景,受到学者们的广泛关注。基于此类材料所制备的圆偏振热活化延迟荧光器件展现出优异的器件性能。本文从圆偏振热活化延迟荧光材料的发光机理及分子设计策略出发,依据CP-TADF材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统地综述了各种类型CP-TADF材料的分子结构和光电性能的关系及其在电致发光器件领域的应用,最后探讨了目前CP-TADF材料存在的问题,并展望了其未来发展前景及挑战。

光固化3D打印氮化硅陶瓷研究进展

摘要:氮化硅是一种力学性能、生物性能优异的人工合成陶瓷材料,在高温零部件、耐磨轴承、生物医学器件等领域应用前景广阔。相应地,对其精细化、复杂化结构的需求也日益旺盛。近年来,光固化3D打印技术在构建高复杂度、高精细化陶瓷结构方面展现出巨大的潜力。本文从光固化陶瓷浆料配方出发,总结了近年来光固化3D打印氮化硅陶瓷的研究现状。

常用超导材料接头技术研究进展

摘要:超导材料在多个领域都有着广泛的应用前景,因此自诞生以来就吸引了全球研究者投身其中。超导连接是超导线带材应用的关键一环,也是形成持久模式接头的组成部分。但超导接头目前在临界参数、制备难度、环境影响等方面均存在不足,为此各国学者不断创新和优化工艺方法。本文介绍了超导接头的结构以及近年来4 类常见超导材料接头的制备方法和性能表现,对不足和缺陷进行了汇总,并对超导接头未来的发展进行了分析和展望,为超导接头的发展提供参考。

超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用

摘要:超轻纳米纤维气凝胶是一种以一维纳米纤维为基本构筑单元的新型气凝胶材料,相比于传统气凝胶,其不仅具有更高的孔隙率和更低的密度,还拥有更优异的机械性能和理化性质,因此该材料的先进制备技术和在新兴领域的创新性应用是近年来超轻气凝胶领域的研究热点。本文结合国内外研究现状,按照材料体系分类系统综述了超轻纤维气凝胶的制备方法、结构特点以及在隔热、吸附、电化学、传感和生物医学等领域的重要应用,提出了现阶段该材料面临的一些挑战,并展望了其在未来的发展方向。

金属激光增材+X复合制造技术综述

摘要:激光增材制造技术(LAM)为航空航天复杂金属零件提供了极高的设计自由度和制造灵活性,但目前主流LAM 技术存在监测与控制难度大、热应力变形与缺陷难处理等关键问题。“增材+X”复合制造技术提供了多尺度解决方案,结合各辅助制造工艺的优点以改善增材成形材料的精度与性能。增材+机械场/磁场/声场/热场等能场可实现调控熔池流动、改善微观组织、控制晶粒尺寸方向、释放残余应力以及改善表面质量等有益效果的协同优化。简要回顾了LAM 技术特点及其在航空航天业的典型应用,总结了增减材、增等材制造技术的主要工艺与技术内涵,重点评述了非接触式的磁、声、热辅助场对增材熔池动力学、微观组织发展、表面质量、热梯度的作用机理以及模拟仿真研究。最后总结了各能量场辅助增材制造技术的优势与局限性,展望了金属激光“增材+X”复合制造技术的发展趋势。