低密度碳气凝胶制备及其热学、力学性能研究

ICF及X光激光实验将结构和密度可调的碳气凝胶作为一种常用靶材料,其力学、热学性能和结构直接影响其应用。本文以间苯二酚（R）和甲醛（F）作为反应前驱体,通过调节反应参数和控制制备条件合成了低密度（<50mg/cm³）碳气凝胶,最低密度为36mg/cm³。利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪、孔径分布及比表面积测试仪和同步热分析仪等对低密度碳气凝胶的结构进行研究;采用动态力学分析仪、电子拉伸试验机和热传导分析仪对其性能进行表征。研究表明,该低密度碳气凝胶具有明显珍珠项链状纳米网络,颗粒大小均匀,粒径约为70nm,比表面积达1217m²/g;在-120～200℃温区内,具有稳定的力学性能,杨氏模量仅为0.375MPa,是一种理想的弹性材料。常规密度碳气凝胶材料为几十MPa。在室温空气气氛下,其热导率低至0.05W/(m•K),相对于常规碳气凝胶有较大改善。     

圆弧波浪形筛板动筛跳汰机应用及效果分析

为比较动筛跳汰机中使用的直条长方形和圆弧波浪形筛板的应用效果,在入选原煤性质和产品质量基本不变的情况下,对其各自的透筛物进行了筛分和浮沉试验。结果表明：圆弧波浪形筛板相比直条长方形筛板,透筛量仅为后者的23%,灰分降低15.60%,＋25 mm粒级产率减小了34.18%,-1.40 g/cm^3密度级产率增加了12.26%,＋2.00 g/cm^3密度级产率减小了31.94%。以上对比分析说明,动筛跳汰机中采用圆弧波浪形筛板,可使透筛物的数量大幅降低,并减小了透筛物的粒度上限,同时增大了透筛物的含煤量,从而为动筛跳汰机工艺系统的简化提供了条件。     

用于冲击波延时的密度梯度气凝胶飞片靶的制备及表征

本文介绍了一种用于激光状态方程实验冲击波延时的密度梯度气凝胶飞片靶的制备及表征方法。以间苯二酚和甲醛为原料,去离子水为溶剂,碳酸钠为催化剂,在溶胶-凝胶工艺的基础上采用逐层凝胶和微模具成型工艺,经过脱模、乙醇替换和真空干燥,制备了4层密度梯度渐变间苯二酚-甲醛（RF）有机气凝胶飞片靶,并使用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线相衬成像仪和比表面积及孔隙分析仪对飞片靶的成分、形貌、密度、层间界面耦合情况及微观结构进行表征。实现了总体厚度约120μm、单层厚度一致、各层均匀性良好且密度变化范围约400～1200mg/cm³的4层密度梯度RF气凝胶飞片靶的制备和表征。     

高效X光背光源靶材料的研究进展

靶材料的成分、微结构和密度是决定激光驱动X光背光源光子能量和强度的关键参数。基于此,介绍了背光源靶的分类、靶材料的制备及其与强激光的作用机制。背光源靶有着由稠密靶向欠稠密靶发展的趋势,其中,泡沫疏松靶以其操作安全和可选成分广泛等优点成为高效欠稠密靶。泡沫疏松靶材料又包含纳米纤维和气凝胶：纳米纤维是由静电纺丝结合热处理工艺制备的,具有成型性好、发光原子含量高等特点;而气凝胶靶则通过溶胶-凝胶技术结合超临界流体干燥工艺制备,其微结构均匀、理论转换效率高,但目前合成条件复杂、发光原子含量较低。结合多种溶胶-凝胶技术合成密度低、发光原子含量高的块体气凝胶将成为背光源制靶重要的研究方向。     

纳米多孔SiO_2气凝胶的表面修饰和吸附特性(英文)

采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备出高气孔率的疏水性 SiO2气凝胶。表面修饰能够调节气凝胶内部纳米多孔结构和增大比表面积。表面修饰采用三甲基氯硅烷,其 Si-CH3基团能取代原有气凝胶表面的 O-H 基团,使其具有疏水特性。用扫描电镜,红外光谱以及孔径分布仪对其结构和表面基团进行了表征,对其吸附特性进行了测试。结果表明,SiO2 气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,其吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒高 3～4 倍,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔应用前景。     

水热合成法制备HfO_2薄膜(英文)

以HfOCl2·8H2O为前驱体采用水热合成法制备了HfO2溶胶,采用旋涂法制备了HfO2-PVP薄膜。利用透射电镜和粒度分析仪观察和表征HfO2溶胶的微观结构和粒度分布。实验发现,通过调整不同的水热合成温度、反应物前驱体浓度、溶液的pH值和水热合成时间等制备条件,可以在3～100nm范围内对HfO2溶胶颗粒的大小进行控制。分别采用椭偏仪,原子力显微镜,傅里叶红外变换光谱对HfO2–PVP薄膜的形貌和结构进行了表征和测量。结果表明,旋涂法制备的HfO2-PVP薄膜的粗糙度小于0.5nm,折射率达1.75左右。实验还发现,HfO2薄膜的激光损伤阈值达到15J/cm3(1064nm,1ns),HfO2-PVP薄膜的激光损伤阈值可高达20J/cm3(1064nm,1ns)。还对HfO2-PVP薄膜中有机粘结剂PVP在激光诱导损伤过程中的作用机理进行了初步探讨。     

SiO2纳米复合稳定WO3薄膜气致变色特性研究

以钨粉为主要原料,采用过氧化法及提拉技术制备WO3薄膜,通过SiO2纳米颗粒复合改性提高了WO3薄膜的气致变色稳定性.测试并研究了SiO2复合掺杂对溶胶颗粒分布、气致变色稳定性等的影响,通过测试薄膜循环中红外振动吸收的演变,深入研究了SiO2纳米复合对WO3薄膜气致变色性能影响的内在机制.研究结果表明,SiO2的掺杂抑制了WO3薄膜内的共角聚合,将薄膜的致/褪色循环次数由20次提高到500次以上,WO3-SiO2复合薄膜的稳定网络结构是提高其气致变色循环稳定性的主要原因.     

纤维掺杂疏水SiO2气凝胶的制备与表征

采用溶胶-凝胶方法成功制备了陶瓷纤维掺杂的疏水SiO2气凝胶.陶瓷纤维在SiO2气凝胶中起骨架支撑的作用来提高气凝胶的机械性能.SiO2气凝胶的机械强度从没有掺杂纤维的1.6×104Pa提高到掺杂10%纤维的9.6X 104Pa,且掺杂10%纤维的SiO2气凝胶常温常压的热导率仅为0.029 W/(m·K).掺杂SiO2气凝胶的疏水性通过表面修饰也得到了极大的提高.     

常压干燥法的疏水型低介电常数气凝胶薄膜

气凝胶薄膜具有超低的介电常数,在超大规模集成电路互连系统中有着巨大的应用潜力.采用溶胶-凝胶技术,通过酸/碱二步法控制实验条件,结合低表面张力溶剂替换以及CH3非活性基团置换修饰、超声振荡等,不需要超临界干燥,而仅在常压下就可以通过简单的提拉过程制备出疏水型低介电常数气凝胶薄膜.测得的红外透射光谱表明所制备的薄膜由于掺入甲基基团而疏水,接触角测试值约120°,制备过程中充分注意到稀释、老化、有机修饰表面、热处理和提拉条件对膜的影响,使其过程达到最佳.热处理温度在150～650℃,采用6%三甲基氯硅烷时,制得的疏水型气凝胶薄膜折射率为1.08～1.12,介电常数为1.62～1.92.     

无机分散溶胶-凝胶法制备块状锂基气凝胶

以无机锂盐(LiCl)的醇溶液为前驱体,聚丙烯酸(PAA)既作为分散剂又为凝胶引导剂,环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶工艺制备了块状锂基醇凝胶,经CO2超临界流体干燥工艺,得到白色锂基气凝胶块体样品,其密度约为150 g/m3.用透射电镜(TEM)对气凝胶的微观结构进行分析表明,气凝胶样品由线性骨架构成网络结构.结合红外光谱分析及XPS测试结果分析可知,样品中主要含有锂、碳元素.由BET测试结果可知,样品比表面积达18.9 m2/g.