种子-生长法制备块体泡沫金

以聚苯乙烯微球(PS)为模板,采用"种子-生长"法在聚苯乙烯微球表面直接镀覆具有自支撑性的金壳层,成形热处理去除PS模板,成功制备出空心微球结构圆柱形块体的泡沫金样品,并对其制备工艺进行了研究。研究表明:平均晶粒尺寸为4.6nm的金纳米粒子通过静电作用可成功粘附于交联聚苯乙烯微球(PS-DVB)表面。化学镀时以粘附的金纳米粒子为种子继续生长,沉积的金颗粒细小而致密,粒径主要分布于30～60nm,且微球表面金沉积层的包覆率高,包覆厚度70～90nm,PS模板去除后金沉积层具有良好的自支撑性。采用类似粉浆铸造工艺使gold/PS有孔隙地随机堆积成型,热处理去除聚苯乙烯模板后可成功获得圆柱体形状的泡沫金样品。制备的泡沫金由直径8～9μm的空心球壳组成,圆柱体直径约4mm,密度约1.5g/cm3,孔隙率高达92%。     

模板沉积-去合金化法制备块体泡沫金

在聚苯乙烯微球表面直接镀覆具有自支撑金层的基础上,结合去合金化工艺成功制备出双模式孔径分布的块体泡沫金样品,建立模板沉积-去合金化法制备超低密度泡沫金的工艺方法,并对其制备工艺进行研究。研究表明:化学镀金后PS微球表面的金沉积层厚度为70～90nm;在Au/PS表面进行化学镀银后镀覆层厚度增至200～400nm;模板去除后,获得了完全自支撑的Au40Ag60金银合金空心微球结构泡沫;去合金化干燥后,样品由约10μm的空心球壳和平均系带尺寸47nm的双连续结构纳米多孔球壳层的双模式孔隙形貌组成,并且由于去合金化形成的纳米多孔球壳层,样品的密度进一步减小至0.8g/cm3。     

可溶性模板法制备块体泡沫金

在改性的二氧化硅微球表面直接镀覆具有自支撑性金层,采用类似粉浆浇注的方法将镀金的二氧化硅微球成形,再将成形热处理后的块体样品用氢氟酸去除二氧化硅模板,成功制备出圆柱体形状的泡沫金样品。建立了简便的二氧化硅模板法制备超低密度块体泡沫金的工艺,并对其制备工艺进行了研究。研究表明,化学镀金后SiO2微球表面的金沉积层厚度为100~200 nm;热处理后,化学镀金层的颗粒出现了明显的聚集长大现象;模板去除后金沉积层具有良好的自支撑性,获得的块体泡沫金样品由金空心球壳组成,圆柱体直径约2.3 mm,密度约0.6 g/cm3,孔隙率高达97%。     

以表面负载羧酸型苯/丙乳胶粒为模板制备ZrO2空心球壳

以聚C9-马来酸酐为乳化剂制备了粒径为400nm表面带有羧基的聚苯乙烯-丙烯酸酯阴离子乳胶粒(PSA),并以此为模板,用直接包覆法制得了450 nm～500nm ZrO2空心球壳.所制备的样品采用FT-IR,XRD,TEM和SEM等进行了表征.结果表明在适宜的条件下可以使水合氧化锆纳米粒子通过静电引力在乳胶粒表面形成光滑的核壳结构.在600℃煅烧后制得由约为17 nm的粒子堆成的ZrO2空心球壳.用Zeta电位法推测了水合金属氧化物纳米粒子在PSA乳胶粒表面形成球壳的机理,预测了利用直接包覆法形成核/壳结构的最佳条件.     

树枝状核壳结构聚苯乙烯/介孔氧化硅纳米粒子的可控合成与结构调控

以无皂乳液聚合法制备的单分散聚苯乙烯(PS,经二乙烯基苯交联处理)微球为内核,借助油/水两相界面自组装过程在PS内核表面原位包覆树枝状介孔氧化硅(Dendritic mesoporous silica,D-mSiO_2),制备具有完整核壳包覆结构的PS/D-mSiO_2纳米粒子。红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附脱附等分析结果显示:所制备纳米粒子壳层中富含树枝状开放孔道,且基本垂直于内核表面呈车辐放射状;其平均孔径在6.1～8.4 nm,但内部孔道缺乏长程有序性。在本实验条件下,随反应搅拌速率的增大,最终产物的粒径尺寸(或包覆层厚度)呈先增大后减小的变化规律,且过快或过慢的搅拌速率均不利于所得产物包覆结构完整性和孔径均匀性的提高。这可能与剪切力对于界面乳化、自组装以及动态漏斗式梯度生长过程的影响有关。     

模板法-脱合金制备低密度分级纳米多孔金及其电催化性能（英文）

提出了以模板法-脱合金复合方法制备低密度分级多孔金。以直径为700 nm的二氧化硅(SiO_2)微球作为模板,通过化学镀方法制备了Ag@SiO_2和Au@Ag@SiO_2核壳粒子,并通过冷压-烧结方法制备了Au@Ag@SiO_2合金块材。通过连续改变腐蚀溶液,将SiO_2模板以及Ag元素从Au@Ag@SiO_2合金中完全去除。将SiO_2从Au@Ag@SiO_2微球完全去除从而得到了大尺寸空心球壳(直径约为675nm),将Ag元素脱合金去除从而在球壳表面形成了许多小尺寸的孔结构(直径约为75 nm)。TEM图像表明,块状金样品中的韧带由具有多晶特性的纳米晶粒组成。这种具有低密度1.1 g/cm~3(相对密度为5.7%)和高比表面积4.24 m~2/g的分级纳米多孔金材料在碱性溶液中对甲醇电氧化具有优良的催化活性以及快速的传质速率,表明其在催化领域具有广阔的应用前景。     

模板法-脱合金制备低密度、分级多孔金及其电催化性能

本文提出了以模板法-脱合金复合方法制备低密度分级多孔金。在该方法中,以直径为700 nm的二氧化（SiO2）微球作为模板,通过化学镀的方法依次制备了Ag@SiO2和Au@ Ag@ SiO2核壳粒子,并通过冷压-烧结方法制备了Au@ Ag@ SiO2合金块材。通过连续改变腐蚀溶液,SiO2模板以及Ag元素从Au@ Ag@ SiO2合金中完全去除。将SiO2从Au@ Ag@ SiO2微球完全去除从而得到了大尺寸空心球壳（直径约为675 nm）,将Ag元素脱合金去除从而在球壳表面形成了许多小尺寸的孔结构（直径约为75nm）。TEM图像表明,块状金样品中的韧带由具有多晶特性的纳米晶粒组成。这种具有低密度1.1 g/cm3（相对密度为5.7%）和高表面积4.24 m2/g的分级纳米多孔金材料在碱性溶液中对甲醇电氧化具有优良的催化活性以及快速的传质速率,表明其在催化领域具有广阔的应用前景。     

单分散中空TiO_2纳米微球制备及光催化性能研究（英文）

采用阳离子聚苯乙烯(PS)微球为模板,以钛酸丁酯为前驱体经溶胶凝胶反应制备了TiO2/PS复合微球,并经高温煅烧得到单分散中空TiO2纳米微球。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS DRS)对复合和中空微球的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,经高温煅烧后TiO2中空微球尺寸相对于复合微球收缩了约25%,其粒径约为100 nm;中空微球壳层厚度可随钛酸丁酯用量而变化,壳层呈锐钛矿和金红石混晶结构,同时中空微球表现出比P25纳米TiO2更强的甲基橙光降解特性。     

Fabrication of Mono-dispersed Hollow Titania Nanospheres with Enhanced Photocatalytic Property

采用阳离子聚苯乙烯(PS)微球为模板,以钛酸丁酯为前驱体经溶胶凝胶反应制备了TiO2/PS复合微球,并经高温煅烧得到单分散中空TiO2纳米微球。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS DRS)对复合和中空微球的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,经高温煅烧后TiO2中空微球尺寸相对于复合微球收缩了约25%,其粒径约为100 nm;中空微球壳层厚度可随钛酸丁酯用量而变化,壳层呈锐钛矿和金红石混晶结构,同时中空微球表现出比P25纳米TiO2更强的甲基橙光降解特性。     

新型核-壳结构PS/CeO_2和PS/SiO_2复合磨料的制备及其抛光性能

以聚苯乙烯(PS)微球为内核,采用液相法制备具有核壳结构的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱仪和热重分析仪等对所制备样品的物相结构、形貌和粒径等进行表征。将所制备的复合磨料用于硅晶片表面二氧化硅介质层的化学机械抛光,采用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌,并测量表面粗糙度。结果表明:所制备的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒呈近球形,粒径为250～300nm,且具有核壳包覆结构,包覆层的厚度为10～20nm;硅晶片表面二氧化硅介质层经PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒抛光后,表面无划痕,且非常平整,在5μm×5μm范围内,粗糙度均方根值(RMS)分别为0.238nm和0.254nm。     

利用PS模板制备多孔SrFe12O19薄膜的研究

本文以提拉浸渍法使用聚苯乙烯(PS)球模板制备了有序多孔结构的锶铁氧体(SrFe12O19)薄膜。将微乳液聚合法合成的PS球,通过提拉浸渍法有序地组装在硅片基板上形成PS模板;使用溶胶-凝胶法制备SrFe12O19前驱体溶胶,再采用提拉浸渍法使SrFe12O19前驱体溶胶填充PS模板的空隙,在900 ℃保温2 h去除PS球后即制得多孔SrFe12O19薄膜。重点研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的含量对PS球微观形貌,浸渍时间对PS模板以及多孔SrFe12O19薄膜微观形貌的影响,并对多孔SrFe12O19薄膜的形成机理进行了讨论,建立了相应的模型。结果表明：添加0.2 g的PVP可得到粒径均匀的PS球,且微球之间空隙明显;将硅片在PS球乳液中浸渍10 s可得到单层有序的PS模板;当PS模板在SrFe12O19前驱体溶胶中浸渍10 s时可制备出孔径约200 nm的蜂窝状多孔结构的纯SrFe12O19相薄膜,其表现出优异的硬磁性能：饱和磁化强度为27.9 emu/g,剩磁为15.5 emu/g,矫顽力为2613.4 Oe。     

Design of a highly ordered and uniform porous structure with multisized pores in film and particle forms using a template-driven self-assembly technique

A highly ordered arrangement of pores with multiple sizes in film and particle forms was successfully prepared using the dip-coating and spray-drying methods, respectively. The template-driven self-assembly technique was effective when a combination of 5 nm silica (as a model of an inorganic nanoparticle) and two different sizes of monodispersed polystyrene (PS) spheres (as models of the template) were self-assembled to produce a composite silica/PS template. Heat treatment was then used to remove the PS, which produced the porous particle. A material with spherical pores in an “art-design” organization was produced. The size of the pores (large pore: 100–1000 nm; small pore: 30–200 nm) could be controlled simply by adjusting the PS size. Sufficient numbers of large/small pores made it possible to produce a material of ultralow density with an ultralow refractive index, because the multiple pores allocated free space, all of which was confirmed by calculation.     

Al-Si合金挤压铸造工艺研究

以工业ZL102合金为原材料,采用正交试验方法,研究了挤压铸造工艺参数对Al-Si合金挤压铸造件热处理前后的力学性能和显微组织的影响.结果表明,挤压铸造组织比常压金属型铸造组织细小;挤压铸造件经过热处理之后,组织比热处理前均匀,晶粒细小,抗拉强度比热处理前提高了4.5％,而伸长率在热处理前平均是0.74％,热处理后提高到1.78％;对9组试验进行分析比较,最终得出热处理后的最优方案:压力为100 kPa,模具预热温度为150℃,合金浇注温度为660℃,保压时间为14 s.     

压铸镁合金AZ91HP晶界腐蚀方法研究

通过试验研究了压铸镁合金AZ91HP的几种晶粒边界腐蚀方法，包括固溶处理后腐蚀、氧化铵饱和溶液腐蚀和电解抛光腐蚀，并对各种腐蚀方法的结果进行了分析、比较。分析结果表明，固溶处理后平均晶被尺寸明显增大，且随固溶处理时间的增加而增大；采用氯化铵饱和溶液腐蚀，由于腐蚀晶界过深，作为腐蚀晶界的方法并不可靠；电解抛光方法由于腐蚀晶界清晰。并且不影响晶粒的形状、尺寸和分布，因此是最方便、可靠的腐蚀方法。     

高比表面积氧化锌纳米线的制备

以聚乙烯吡咯烷酮作为络合剂与醋酸锌混合,并且加入适当催化剂,制得纺丝液.采用静电纺丝的方法,制得聚乙烯吡咯烷酮/醋酸锌复合纤维,通过热处理得到氧化锌纤维.对所制得的纤维成分、形貌、晶粒大小,分别采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析测试手段进行表征.实验结果表明,500 ℃下煅烧得到表面粗糙、充满细小管道的纯氧化锌纳米纤维,平均晶粒尺寸5 nm,拥有超高比表面积.     

基于双辊铸轧的Al-Zn-Mg-Cu系合金冷轧后的再结晶行为

将双辊铸轧运用于制造Al-Zn-Mg-Cu合金带材。研究带材减薄率及热处理温度对合金再结晶行为的影响。结果表明：在冷轧率为60％、热处理制度为500℃的条件下处理1h时,合金带材具有细晶组织（平均晶粒尺寸约为13μm,晶粒纵横比约为1．7）和高的力学性能（UTS≥360MPa,δ≥20％）。研究了微观组织对Al-Zn-Mg-Cu合金带材力学性能的影响。合适的双棍铸轧热处理及加工工艺能制造低价、高强的Al-Zn-Mg-Cu合金带材。     

热处理对吸铸TiAl基合金铸件组织的影响

利用金属型底浇式真空吸铸技术和添加合金元素获得TiAl基合金薄板,观察并研究薄板热处理前后的组织。结果表明,在金属型强制冷却和添加合金元素的共同作用下,利用金属型底浇式真空吸铸技术获得的TiAl基合金薄板件铸态组织细小、致密。其中Ti-47Al-5Nb-0.5Si和Ti-47Al-2W-0.5Si合金的铸态平均晶粒多在20μm左右,但是,铸态组织的片层组织不均匀,且在组织内部存在较大的偏析。将试样加热到1300℃,保温5 h,随炉冷却热处理后,TiAl基合金薄板的铸态组织有所长大,但是片层更加平整稳定,偏析也明显得到改善。     

近液相线半连续铸造A356铝合金显微组织

采用近液相线半连续铸造法制备铸造A356铝合金，获得金属半固态加工要求的细小，等轴的“非枝晶”组织，研究了铸造温度、保温时间及冷却速度对该组织的影响规律。结果表明，在液相线附近，降低铸造温度，有利于减小晶粒尺寸；晶粒平均等积圆直径最小可达42．6μm，初始固相体积分数最多可达98．4％，同一温度下，晶粒尺寸随保温时间的延长而粗化；冷却速度快，晶粒尺寸细小；同一铸锭，其中心部位的组织比边缘部位的组织粗大，且分布均匀、等轴特征明显。     

Changes in the microstructure and hydrogen storage properties of Ti-Cr-V alloys by ball milling and heat treatment

Changes in the microstructure and hydrogen storage properties of Ti-Cr-V alloys were investigated after a combination of ball milling and heat treatment. Two different sets of balls and vials made of tungsten carbide (WC) and stainless steel (STS) were used for milling the samples. Ball milling using WC balls and vials induced WC contamination, and it caused compositional changes in the matrix during heat treatment. When STS balls and vials were used, meanwhile, no peak of the second phase caused by contamination was found in the X-ray diffraction (XRD) data. In the case of the sample that completed only the milling process, the crystallite size calculated from the XRD data, 20-30 nm, agreed well with the grain size obtained from transmission electron microscopy (TEM). On the other hand, for the sample that was heat treated after milling, the strain decreased from 0.74% to 0.18%, the crystallite size increased to 70-80 nm, and the grain size grew up to the level of hundreds of nanometers. The changes in microstructure induced by the ball milling and heat treatment influenced the hydrogen storage properties, such as plateau pressure, hysteresis, and phase transformation with hydrogen absorption. Thus, the relationship between the microstructure and hydrogen storage properties can be explained.