纳米晶Cu-Al合金去合金化制备纳米多孔铜及其力学性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了纳米晶Cu-Al合金,进而通过去合金化法获得纳米多孔铜块体材料。研究了合金成分对纳米晶Cu-Al前驱体物相演变、去合金化处理获得的纳米多孔铜微观结构和力学性能的影响。结果表明,当合金中铜含量较低时,纳米晶Cu-Al前驱体由α-Al固溶体和Al_2Cu两相组成;随着铜含量的增加,前驱体中α-Al固溶体相逐渐减少,Al_2Cu相逐渐增加;当铜含量增加到32%时,纳米晶Cu-Al前驱体中仅有Al_2Cu单相。此外,随着铜含量的增加,纳米晶Cu-Al前驱体去合金化处理后,其纳米多孔铜微观结构由微米/纳米双级复合孔逐渐转变为孔径均匀的三维连通纳米孔,并且纳米多孔铜块材的压缩强度逐渐增大。     

[BMIm]BF4离子液体修饰的铜纳米粒子的制备

在[BMIm]BF4离子液体的修饰下,用抗坏血酸还原CuCl2 溶液制备出了铜纳米粒子。Cu2+浓度对铜纳米粒子的尺寸有着非常明显的影响。当Cu2+浓度小于2×10-2mol/L时,所制备的铜纳米粒子的直径小于10nm。还原反应的pH值和温度对铜纳米离子的尺寸没有明显影响。     

纳米Al2O3p/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米Al2O3p/Cu复合材料粉体,复合粉体经过压制、烧结和挤压后成为铜复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电导仪等测试方法,研究了球磨后的复合粉体和复合材料显微结构、电导率和硬度.实验证明,粉体经过2h以上球磨后,Al2O3相逐渐消失,复合粉体为纳米晶结构,晶粒直径66～87nm.随着Al2O3粉体含量增加,铜复合材料的电导率显著下降.烧结后挤压有利于复合材料导电性能的提高.当Al2O3粉体含量1wt%、球磨6h时,烧结后重新挤压的复合材料试样电导率IACS 76%、硬度HB 83.8.     

Fe86Zr5.5 Nb5.5 B3非晶合金的超高压烧结成型

为了获得致密的块状Fe86Zr55Nb55B3纳米晶合金,研究了高压快速烧结工艺参数对样品致密度和α-Fe相晶粒尺寸的影响.结果表明:快淬球磨破碎非晶粉末在5.5 GPa/3min烧结条件下,当Pw=1150 W后,可获得相对密度为98.3%、单相α-Fe纳米晶(16.3 nm)块体合金,且随着Pw和t的增加,样品相对密度和α-Fe相晶粒尺寸均略有增加,样品典型的比饱和磁化强度σs和矫顽力Hc分别为119.6 emu/g,63.8 Oe.     

块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金的微区力学性能和变形机制

研究了块体纳米晶Al-10Zn-2.8Mg-118Cu合金热处理前后的微区力学性能和变形机制,结果表明:块体纳米晶Al-10Zn-2.8Mg-1.8Cu合金经T6处理后杨氏模量没有明显的变化,硬度明显提高;在SPS试样中可观察到明显的室温蠕变和剪切带,随着应变速率的增加,室温蠕变越来越明显,但是剪切带越来越不明显;而在T6态试样中很难观察到室温蠕变和剪切带。T6处理改变了第二相粒子的形貌和分布,是产生这一现象的原因。     

一步水热模板法制备Cu-TiO2异质结构纳米粒子（英文）

以聚乙二醇(PEG)为软模板剂,采用一步水热法合成了具有异质结构的铜–二氧化钛复合纳米粒子.利用X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分别对制备材料的相组成、微观结构进行了研究.结果表明,一步水热法制备的异质纳米粒子由单一立方相铜和锐钛矿相二氧化钛组成.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)在单一粒子中观测到清晰的铜(101)和二氧化钛(111)晶面构成的界面.该界面有助于二氧化钛光生电子–空穴对的分离.同时,所制备纳米粒子的颗粒尺寸和光吸收特性可以通过改变PEG分子链长进行微调.本研究还对水热过程的反应机理进行了讨论,结果表明:PEG与铜氨络合物通过氢键连接,其链长对于粒子尺寸的影响在于PEG对Cu颗粒的尺寸进行的调节,而此过程中二氧化钛的晶粒尺寸并无明显变化.紫外–可见吸收光谱表明该异质纳米粒子与普通二氧化钛纳米粉体相比,对可见光区光谱有较为强烈的吸收.该界面纳米材料是一种有潜在应用价值的光催化材料和太阳能电池材料.     

Cu／β-Zn4Sb3纳米复合热电材料的制备和电输运特性

采用真空熔融结合放电等离子体烧结（SPS）制备了一系列纳米cu第二相的13-Zn4Sb，基复合材料，XRD和SEM分析表明，该复合材料均是由Cu和β-Zn4Sb3组成的，SPS烧结过程中β—Zn4Sb3并没有发生相变反应，Cu纳米粒子主要沿β-Zn4Sb3微粒周围随机分布，亦见少数cu纳米粒子进入β-Zn4Sb3微粒内现象。电榆运特性测量表明，随着纳米Cu含量增加，复合材料的电导率逐渐增加，Seebeck系数先降低后增加；当纳米Cu掺量增大至摩尔比为0．08时，材料的电导率与纳米Cu掺量为0．04时非常接近，但Seebeck系数明显偏高，700K时的功率因子达到11．6mW·cm^-1K^-2，是纳米Cu掺量为0．04时的1．23倍。这种电导率与Seebeck系数的反常变化现象可能与纳米Cu对低能电子的能量过滤有关。     

纳米铜粒子表面氧化层在苯气氛中的形貌和结构变化

用惰性气体蒸发法制备的纳米铜粒子,在收集和存放时表面易被氧化为CuO和Cu2O.在330℃时纳米铜表面的CuO对苯有较强的裂解作用,纳米铜和表面的Cu2O对苯没有裂解作用.使用TEM、SEM、XRD、DSC-TG研究处理12h后的纳米铜的表面,发现纳米铜表面生长出厚度为15nm左右层状结构的Cu2O,与在真空中处理的结果明显不同.     

微米铜粉/纳米TiO_2复合粒子的低温制备及光吸收性能

利用仿生合成的方法在温和条件下制备了微米铜粉/纳米TiO2复合粒子.选择有机胺对Cu粉进行表面处理,XPS分析表明有机胺通过N原子与表面Cu2+络合形成功能层,在Cu粉表面引入NH2和OH等功能基团,对比实验证实功能基团能够诱导无机氧化物的仿生沉积.XRD结果表明铜粉表面包覆的纳米TiO2呈现锐钛矿晶型,漫反射光谱(DRS)分析表明,Cu粉经过有机胺处理后在716.5nm处出现了由Cu2+离子与N配位产生的弱吸收.复合粒子的光吸收性能介于TiO2和Cu粉之间,Cu负载后样品的光吸收阀值从397.5nm红移至448.9nm,红移的原因可归于Cu负载后TiO2导带下出现新能级,光生电子经过这些中间能级发生跃迁,所需激发能量降低至可见光范围.448.9nm处吸收边的存在表明复合粒子具备可见光催化活性.     

晶粒尺寸及加载载荷对多晶Cu膜纳米压入硬度影响的研究

用高真空磁控溅射在Si片上沉积纳米晶Cu膜和非纳米晶Cu膜，通过纳米压入实验得到薄膜硬度。发现晶粒尺寸对薄膜材料的压痕尺寸效应有比较大的影响，同时随加载载荷的升高，纳米晶薄膜硬度的变化与非纳米晶薄膜有很大的不同。分析认为这是因为晶粒尺寸达到纳米尺度后，晶界体积大大增加，使得晶界变形，晶界运动和晶界对位错运动的阻碍等作用影响材料塑性变形和加工硬化能力造成的。     

共沉淀-超临界干燥法制备纳米Cu/3Y-ZrO2复合材料及脱硫性能研究

研究了共沉淀-超临界干燥法得到的Cu/3Y-ZrO2纳米材料的结构和物相变化,并在模拟烟气中采用气相色谱仪对其脱除SO2的性能进行了比较研究.结果表明,以氨水为沉淀剂,采用共沉淀-超临界干燥法所得的中间产物,经真空热处理后,晶形发育较好且团聚较少,但在铜摩尔负载量为30%以上时才出现以金属Cu形式存在的铜组分衍射峰.铜组分负载量大、比表面积最小的产物,表现出脱硫效率最高;而铜组分负载量小、比表面积最大的产物脱硫活性却最差.总体而言,纳米Cu/3Y-ZrO2催化吸收剂的脱硫率随温度的上升而迅速增加,并在中温(300℃~500℃)脱硫率达到最大值,其稳定性也较好.     

Dilatometric study of the sintering mechanism of nanocrystalline cemented carbides

Two types of WC-Co powders, nanometer particle size and micron particle size, were studied by means of dilatometry. The experiments showed that the sintering behavior of the nanocrystalline specimens is different from that of the micron grain-size specimen. While the sintering of the micron particle sized powder to full density is mainly done in the liquid phase, the nanoparticle sized powder can be sintered in the solid phase, at a lower temperature.     

纳米Cu/3Y-ZrO2复合材料的制备及脱硫性能研究

研究了不同制备方法得到的Cu/3Y-ZrO2纳米材料的结构和物相变化,并在模拟烟气中采用气相色谱仪对其脱除SO2的性能进行了比较研究.结果表明,以氨水为沉淀剂,采用共沉淀-超临界干燥法所得的产物晶形发育较好且团聚较少,但经真空热处理后,在铜负载量为30%以上时才出现以金属Cu形式存在的铜组分衍射峰;而以碳酸钠为沉淀剂,采用分步沉淀-真空干燥处理后的产物晶形发育较差,团聚程度也增加,在相同的热处理条件下,铜负载量为10%以上就出现了CuO的衍射峰.与分步沉淀-真空干燥法得到的产物相比,共沉淀-超临界干燥产物的脱硫率较高,稳定性也较好.     

纳米铜粉的制备及其分散性研究

采用液相还原法制备纳米铜粉和纳米铜胶体,选用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,通过X射线衍射仪、扫描电镜对纳米铜粉进行表征,通过重力沉降法测试纳米铜胶体的稳定性。结果表明:液相还原法能够制备纯度较高的纳米铜粉;CTAB浓度为0.12 mol/L时,铜粉平均粒径最小,为20 nm,CTAB浓度为0.14 mol/L且超声粉碎20 min时,纳米铜胶体最稳定;PVP浓度为6×10^-4 mol/L时,铜粉平均粒径最小,为20 nm,PVP浓度为7×10^-4 mol/L且超声粉碎20 min时,纳米铜胶体最稳定。     

Pressureless sintering of metal-bonded diamond particle composite blocks

Metal-bonded diamond particle composite blocks were fabricated by pressureless sintering, using multi-phase copper based alloys as the bonding materials. The processing sequences included ball-milling the diamond particles and metallic powders, uniaxially pressing the milled powder mixtures into green compacts, and sintering the green compacts in vacuum. The bonding materials, constituted of Cu, Sn, Ti, Mo and TiC, were prepared by blending various elemental and prealloyed powders. Addition of Ti as an active element effectively enhanced the interfacial cohesion strength, by developing an intermediate layer between the diamond particles and the matrix phase. This resulted in the observation that the failure mode of the composite blocks in a bending test was predominantly cleavage of diamond particles instead of pull-out of diamond particles.     

镍、硫共掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化性能

为提高纳米TiO2的可见光催化活性,采用沉淀-浸渍法制备了一种新型Ni和S共掺杂TiO2纳米复合光催化剂.通过紫外-可见(UV-Vis-)漫反射、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X-荧光(EDX)等手段对其结晶形态、晶粒尺寸、元素掺杂量和吸光性能等进行了表征.结果显示,催化剂Ni/S/TiO2为锐钛矿晶相,平均粒径约为6～7nm,比表面积高达260.42m2/g,感光范围可拓展到可见光区,且与纯TiO2,S掺杂TiO2和Ni掺杂TiO2相比,光催化剂Ni/S/TiO2的颗粒粒径更小,比表面积更大,光吸收边红移程度更显著.以活性艳蓝198染料溶液为模拟废水,以氙光灯为光源,对光催化剂Ni/S/TiO2的催化活性进行了评价.结果表明,Ni/S/TiO2具有比纯TiO2、S掺杂TiO2和Ni掺杂TiO2更高的可见光催化活性,氙光灯照射120min,活性艳蓝198降解率可达到98.5%.     

多级喷雾碳化法制备纳米碳酸钙工艺研究

研究了多级喷雾碳化法制备纳米碳酸钙的工艺,并详细讨论了雾化、碳化条件及添加剂量等对纳米碳酸钙粒径的影响．碳化后的沉淀物经真空干燥,其原始粒径约为３０ｎｍ．经表面改性处理,可得到粒径在３０～４０ｎｍ范围的活性纳米碳酸钙粉体材料．     

ZrO2/Cu复合材料内氧化制备工艺

采用非真空熔炼和高压水雾化法制得Cu-0.6%Zr(质量分数)合金粉末,经粒径分选后进行低温氧化、N₂+5%H₂(体积分数)混合气体还原和真空等离子放电烧结(SPS)成型,制备得到ZrO₂/Cu原位增强复合材料。结果表明: 对合金粉末低温氧化处理时,温度过低,氧化速度慢,温度过高,易发生过氧化和粉末结块现象,最佳氧化参数为230℃×1 h; N₂+5%H₂气体流量控制在200 mL/min条件下,通过烧氢实验确定最佳还原参数为250℃×1 h; 在30 MPa压力条件下,经850℃×2 h 真空放电等离子烧结(SPS),ZrO₂/Cu试样的导电率>83% IACS(international annealed copper standard),硬度>HB 75,软化温度为900℃。     

Densification and mechanical properties of liquid phase sintered tantalum

This paper has as main objective to investigate the influence of nickel (Ni), iron (Fe) and copper (Cu) addition on the tantalum (Ta) powder processing, by promoting a liquid phase sintering (LPS). The role of these metals is to lower the Ta sintering temperature, maintaining good densification and mechanical properties. Ni, Fe and Cu 1wt% additions to Ta powder were performed. Samples were cold pressed at 350 MPa. Sintering was carried out at 1300 to 2000 °C, for 1 hour, under a vacuum of 10^‐6 Pa. Density, linear shrinkage and activation energy were measured and calculated. Hardness and compression tests were also conducted. Ni was the most promissing Ta LPS activator, once it enabled the best results of densification and mechanical properties.     

Synthesis and characterization of copper nanoparticles

Reduction of copper salt by sodium citrate/SFS and myristic acid/SFS leads to phase pure Cu nanoparticles. However, a similar reaction with hydrazine hydrate (HH) and sodium formaldehyde sulfoxylate (SFS) in polymer afforded only a mixture of Cu₂O and Cu. Copper nanoparticles so-prepared were characterized by UV-Visible spectroscopy, X-ray diffraction measurements (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Freshly prepared solutions showed an absorption band at about 600 nm due to surface plasmon resonance (SPR). XRD analysis revealed all relevant Bragg's reflection for fcc crystal structure of copper metal. The particle size by use of Scherrer's equation is calculated to be about 30 nm. TEM showed nearly uniform distribution of the particles in PVA.