ICF用铜基低密度气凝胶靶材料研制

过渡金属基气凝胶是惯性约束聚变实验中靶的候选材料。以无机铜盐CuCl₂的醇溶液为前驱体,采用聚丙烯酸为分散剂,环氧丙烷为凝胶促进剂,通过溶胶-凝胶工艺制备了柱状铜基醇凝胶。铜基醇凝胶经CO2超临界流体干燥后即可得到浅绿色柱状铜基气凝胶靶材料,材料密度为120~150mg/cm³。由扫描电子显微镜对气凝胶的微结构分析可知,该样品呈现由纳米级球形颗粒均匀堆积而成的网络结构。红外光谱、X射线衍射图谱和X射线荧光光谱的结果表明,样品结晶部分的成分主要为斜方晶Cu²⁺₂Cl(OH)₃,而无定形部分的成分为水合氢氧化铜。     

微尺寸碳气凝胶的制备及其机械性能研究

以间苯二酚和甲醛为源,碳酸钠作催化剂,采用溶胶-凝胶技术和原位成型工艺制得有机气凝胶微柱、薄片.经常压下丙酮替换和后续精确温控的高温碳化工艺制备相应的微尺寸碳气凝胶.研究表明,通过控制前期反应参数,可实现碳气凝胶密度在300～1 000 mg/cm3可控、比表面积高达1 521 m2/g、具有不同内部微观结构和良好的低温力学稳定性能.所制备的微尺寸碳气凝胶是一种优秀的惯性约束聚变实验用多孔泡沫材料.     

孔结构渐变聚己内酯/羟基磷灰石仿生骨材料

为获得具有类似人骨的渐变孔结构、力学性能良好的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚己内酯(polycaprolactone,PCL)仿生骨材料,采用水热法制备了HA粉末,通过溶剂共混法将其与PCL复合,并采用浇铸/NaCl微粒浸出法制备了多孔状HA/PCL复合材料.通过控制造孔剂NaCl的粒径和用量得到了不同孔径、不同孔隙率的HA/PCL复合材料及具有渐变孔结构的HA/PCL复合材料.利用光学显微镜观察了其孔结构,结果为孔径在100～300μm,最大孔隙率达到80%.同时研究了它们在人体体温附近(37±5)℃的力学性能,结果表明渐变孔结构的HA/PCL复合材料的力学性能较单一孔结构的HA/PCL复合材料有了很大的提高.通过梯度造孔不仅可获得与人骨极为类似的多孔仿生材料,同时还可大幅提高多孔材料的力学性能.     

多台阶光栅结构的溶胶凝胶法制备工艺

采用溶胶凝胶法制备一种具有光敏性的ZrO₂薄膜,通过紫外分光光度计对薄膜曝光前后的结构变化进行分析。结果表明,该薄膜具有良好的光敏性。采用紫外曝光结合图形转移工艺,制备了具有多台阶结构的复杂微细图形。测量结果表明,该结构为周期性三台阶结构,周期为210μm,每个台阶的高度约为325nm。     

White Tiger油气田的堵水增产措施

针对裂缝性油气藏已产生水突破现象,在实施堵水作业前,斯伦贝谢油井服务公司与越南国家石油公司共同开展了一系列室内实验与现场测井工作,并由此制定了施工方案.在施工过程中,根据出现的问题,两家公司对原施工方案进行了修改,施工成功率达到50%.     

激光准等熵压缩实验中阻抗梯度飞片的制备技术简介

阻抗梯度飞片是实现准等熵压缩加载实验的关键元件。本文从材料选择与设计思路出发,重点介绍了3类阻抗梯度多孔材料飞片的发展思路与制备方法。其中,梯度气凝胶以其纳米尺度均匀性、密度和厚度的连续可调能力等优点成为极具发展潜力的飞片材料。最后,本文针对梯度气凝胶阻抗测试和梯度不连续化问题进行了展望。提出了精确测试密度和声速的思路,并设计了梯度溶胶共凝胶法、扩散腐蚀法和界面扩散法3种可能获得连续梯度的方法。阻抗梯度多孔材料飞片的发展将进一步延长加载时间、提高能量利用效率,有望最终获得更高的加载压力。     

快速制备含镍SiO2气凝胶材料的研究与表征

以正硅酸乙酯(TEOS),硝酸镍为原料,HF为催化剂,通过sol-gel法,经CO2超临界流体干燥,可快速制备含镍的SiO2气凝胶;HF的加入大大加速了溶胶-凝胶反应速度.气凝胶密度在20～200mg/cm3范围内连续可调,镍含量的浓度可在1%～30%范围内控.运用IR、XRF、XRD、TEM等方法对样品进行结构表征.研究结果表明,掺杂物以非晶态形式成功掺人SiO2气凝胶中,经673K热处理5h,后SiO2气凝胶载体的微结构未被破坏.     

氧化铝气凝胶隔热材料的制备和热学性能

以仲丁醇铝为前驱体,以硝酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在室温条件下制备出半透明且无明显裂纹的块体氧化铝气凝胶,密度为120 kg/m~3。用场发射扫描电镜、HotDisk热分析仪、孔径分布仪、X射线衍射仪以及FT-IR红外光谱仪表征了氧化铝气凝胶的结构和热学性能,并根据气凝胶的微结构解释了传热机制。结果表明:所制备的气凝胶是一种多晶勃姆石相明显的纳米多孔材料,具有由球状颗粒组成的多级孔洞纳米网络结构。这种多级结构极大降低了气凝胶的热传导,其常温热导率低至0.020 W/m·K。     

电纺法制备PAN基高比表面积活性纳米碳纤维

将聚丙烯腈(PAN)粉末配制为PAN/DMF溶液,通过静电纺丝工艺制备了PAN纳米纤维,然后依次进行预氧化、碳化处理得到纳米碳纤维;采用CO₂作为活化剂制备了超大比表面积活性碳纤维。使用扫描电镜、场发射透射电镜、拉曼光谱,傅里叶红外光谱和N₂吸附等手段对样品的形貌、成分和结构进行了全面表征,研究了聚合物溶液浓度和静电压对PAN纳米纤维形貌和直径的影响。活性碳纤维独特的孔结构使其作为电极材料在多种电解液中保持了较高的比容量。结果表明活化后的碳纤维的比表面积、总孔容和微孔孔容都明显增加,本研究所制备的活性碳纤维具有极高的比面积和良好的电导率,使其在超级电容器电极材料领域有着进一步的应用。