检索结果-南通市图书馆

二维sp^(2)-碳共轭聚合物的结构设计、可控制备与应用研究

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高分子学报 2024年第5期55卷 532-552页

作者：赵文凯李升旭付广恩张涛中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学北京100049

二维sp^(2)-碳共轭聚合物是指通过碳碳双键将构筑单元连接起来的层状聚合物材料.因其具有可设计的周期性多孔结构、高比表面积、优异的结构稳定性和高载流子迁移速率等优点,被认为是最具前景的聚合物新材料之一.本文以作者课题组的研究... 详细信息

二维sp^(2)-碳共轭聚合物是指通过碳碳双键将构筑单元连接起来的层状聚合物材料.因其具有可设计的周期性多孔结构、高比表面积、优异的结构稳定性和高载流子迁移速率等优点,被认为是最具前景的聚合物新材料之一.本文以作者课题组的研究工作为主,对二维sp^(2)-碳共轭聚合物的结构设计和合成方法、薄膜可控制备策略及其在盐差发电、海水提铀、光催化、荧光传感和质子传导等领域应用进行了总结,并从晶体结构的调控、新型合成方法的探索、通用性薄膜合成策略的设计以及相关应用的拓展等方面对二维sp^(2)-碳共轭聚合物的研究进行了展望.

关键词：二维sp^(2)-碳共轭共价有机框架拓扑结构设计薄膜合成光催化能源转化

Cr_(2)AlC涂层相结构演变对力学性能的影响

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金属学报 2023年第7期59卷 961-968页

作者：袁江淮王振玉马冠水周广学程晓英汪爱英上海大学材料科学与工程学院上海200072 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201

采用电弧复合磁控溅射技术在镍基高温合金基底表面沉积了Cr-Al-C涂层,通过后续热处理获得了高纯Cr_(2)AlC MAX相涂层,研究了Cr_(2)AlC涂层在1073、1123、1173和1223 K退火2 h后的微观结构演变及其对力学性能的影响。利用XRD、SEM和EDS... 详细信息

采用电弧复合磁控溅射技术在镍基高温合金基底表面沉积了Cr-Al-C涂层,通过后续热处理获得了高纯Cr_(2)AlC MAX相涂层,研究了Cr_(2)AlC涂层在1073、1123、1173和1223 K退火2 h后的微观结构演变及其对力学性能的影响。利用XRD、SEM和EDS表征了涂层的相结构、表面/截面形貌和元素分布,利用Vickers压痕仪和纳米压痕仪分析了涂层的硬度和韧性等力学性能。结果表明,随着退火温度的升高,Cr_(2)AlC相逐步分解转变为Cr_(2)Al、Cr_(7)C_(3)和Cr_(23)C_(6)相,元素间扩散作用逐渐增强,但相结构演变没有导致涂层/基底界面的失配,且涂层依然能够保持较高的硬度(超过11 GPa)和弹性模量(超过280 GPa)。由于脆性CrC_(x)相的形成和Al元素的扩散,高温退火后涂层的韧性有轻微下降。

关键词： Cr_(2)AlC涂层相结构演变热稳定性力学性能 GH4169镍基高温合金

MoS_(2)/WS_(2)复合薄膜的环境适应性和摩擦学性能

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中国机械工程 2022年第12期33卷 1468-1476页

作者：范昕任思明王海新蒲吉斌中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学北京100049

湿热大气环境对MoS_(2)润滑薄膜的摩擦学性能有严重的劣化作用。采用非平衡磁控溅射技术成功制备了WS_(2)掺杂MoS_(2)复合薄膜,研究发现,MoS_(2)基体中掺入少量WS_(2)可以诱导MoS_(2)沿(002)晶面择优生长,薄膜结构变得更加致密,显著抑... 详细信息

湿热大气环境对MoS_(2)润滑薄膜的摩擦学性能有严重的劣化作用。采用非平衡磁控溅射技术成功制备了WS_(2)掺杂MoS_(2)复合薄膜,研究发现,MoS_(2)基体中掺入少量WS_(2)可以诱导MoS_(2)沿(002)晶面择优生长,薄膜结构变得更加致密,显著抑制腐蚀介质的渗透和扩散,使MoS_(2)/WS_(2)复合薄膜展现出高盐雾耐蚀性、小摩擦因数和低磨损率。成分优化的MoS_(2)-1.6%WS_(2)(原子分数)复合薄膜在经历4天的盐雾试验后仅表层被氧化,仍能保持0.16的小摩擦因数和3.80×10^(-6) mm^(3)/(N·m)的低磨损率。

关键词： MoS_(2)/WS_(2)复合薄膜盐雾环境耐腐蚀性摩擦学性能

橡胶/类金刚石复合材料界面结合及摩擦性能研究进展

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表面技术 2023年第3期52卷 75-90页

作者：崔丽孙丽丽郭鹏李昊周靖远汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室、浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

综述了橡胶表面沉积DLC薄膜的主要制备技术,包括磁控溅射法和等离子体化学气相沉积法。概括了橡胶/DLC复合材料的表面形貌特性,尤其是温差对表面斑块结构的影响机制。重点介绍了X切割法、划痕法及拉伸法为主的橡胶/DLC复合材料界面结合... 详细信息

综述了橡胶表面沉积DLC薄膜的主要制备技术,包括磁控溅射法和等离子体化学气相沉积法。概括了橡胶/DLC复合材料的表面形貌特性,尤其是温差对表面斑块结构的影响机制。重点介绍了X切割法、划痕法及拉伸法为主的橡胶/DLC复合材料界面结合力的评估方法,分析了基体表面等离子体处理、添加过渡层及异质元素掺杂DLC薄膜对提升橡胶与DLC薄膜结合力的影响。此外,以刚性球为摩擦配副,阐述了橡胶/DLC复合材料的摩擦性能测试方法。基于橡胶的黏弹特性,探讨了橡胶/DLC复合材料的摩擦行为,并归纳了Maxwell模型、Voigt模型、双Voigt模型和SLS模型的特点和局限性。最后,围绕目前橡胶表面DLC薄膜耐磨改性工作中存在的问题和挑战,探讨和展望了未来的研究方向。

关键词：橡胶类金刚石薄膜斑块结构界面结合摩擦性能

微弧氧化时间对锆合金表面MAO/Cr复合涂层结构与性能的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 691-698页

作者：王郑王振玉汪爱英杨巍柯培玲中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 西安工业大学材料与化工学院西安710021

自福岛核事故发生以来,事故容错燃料包壳涂层受到了广泛关注。本工作通过微弧氧化(MAO)和高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)2种技术在Zirlo锆合金基体上制备了MAO/Cr复合涂层,研究了微弧氧化时间对MAO/Cr复合涂层微观结构、力学性能以及抗高... 详细信息

自福岛核事故发生以来,事故容错燃料包壳涂层受到了广泛关注。本工作通过微弧氧化(MAO)和高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)2种技术在Zirlo锆合金基体上制备了MAO/Cr复合涂层,研究了微弧氧化时间对MAO/Cr复合涂层微观结构、力学性能以及抗高温水蒸气氧化性能的影响。结果表明:当微弧氧化时间由3 min增加到9 min时,复合涂层表面(200)织构系数由83%增加到100%;随着微弧氧化时间的增加,复合涂层的断裂韧性呈先增大后减小的趋势,在6 min时达到峰值4.64 MPa·m^(1/2);经900℃水蒸气氧化1 h后,复合涂层体系均产生明显分层,其中MAO3min/Cr与MAO6min/Cr复合涂层增重幅度较小,而MAO9min/Cr复合涂层增重幅度较大,并在表截面形成大量微裂纹。当微弧氧化时间为6 min时,制备的复合涂层具有出色的力学性能和优异的抗高温水蒸气氧化性能。

关键词：微弧氧化高功率脉冲磁控溅射微观结构力学性能抗高温水蒸气氧化

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海洋环境钛金属的应用现状及其防护技术研究

表面技术 2023年第5期52卷 1-13页

作者：李金龙赖思颖董敏鹏中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 云南大学材料与能源学院昆明650504

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛... 详细信息

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛金属在海洋环境中的应用现状,揭示了存在上述不足问题的本质原因。如海洋环境磨损与腐蚀的交互作用导致耐磨性能差的钛金属磨蚀损耗加剧,钛金属良好的生物相容性使其产生严重的生物污损,钛金属相比于其他金属具有较高的正电位,在介质环境中与异种金属偶接时作为阴极被保护从而加速偶接合金的腐蚀。鉴于钛金属优异的海洋耐候性,其在海洋环境中的应用必将越来越广泛,但是合适的表面处理和涂层防护是必不可少的。综述了国内外钛金属在海洋环境应用相关防护技术的研究现状,并对海洋环境中钛金属表面防护技术的发展方向和趋势进行了展望:金属陶瓷涂层和可控纳米结构氧化物陶瓷涂层是海洋环境钛金属运动部件耐磨蚀保护有效的技术手段;防污剂释放型和纳米缓释涂层技术是实现钛金属长效防生物污损很有前途的技术方法;钛金属表面低导电表面改性层的设计和制备可降低与其接触异金属的电偶腐蚀速度。

关键词：钛金属海洋环境耐磨性生物污损电偶腐蚀防护技术

聚醚醚酮与不同硬质涂层配副的摩擦学行为对比

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表面技术 2023年第6期52卷 246-255,360页

作者：周小卉孙丽丽蒋先春崔丽汪爱英崔平柯培玲中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210 中国科学院大学北京100049

目的对比聚醚醚酮(PEEK)与不锈钢、CrN涂层、Cr/GLC多层涂层3种配副的大气环境摩擦学行为。方法采用多靶磁控溅射镀膜技术在17-4PH不锈钢基底表面制备CrN涂层和Cr/GLC多层涂层。采用摩擦磨损试验机和三维轮廓仪对配副摩擦因数和磨损率... 详细信息

目的对比聚醚醚酮(PEEK)与不锈钢、CrN涂层、Cr/GLC多层涂层3种配副的大气环境摩擦学行为。方法采用多靶磁控溅射镀膜技术在17-4PH不锈钢基底表面制备CrN涂层和Cr/GLC多层涂层。采用摩擦磨损试验机和三维轮廓仪对配副摩擦因数和磨损率进行测试,采用扫描电镜、拉曼光谱仪和显微红外光谱仪等方法,表征不同配副摩擦前后的表面物理化学状态,剖析涂层与PEEK配副的磨损机理。结果CrN涂层和Cr/GLC多层涂层均显著提高了不锈钢基底的摩擦性能,相较于PEEK与17-4PH不锈钢配副,CrN涂层和Cr/GLC多层涂层的摩擦因数都显著降低。此外,涂层的磨损率分别降低了93.1%、97.4%;对应PEEK配副的磨损体积也分别降低了35.1%和65.8%。在3种配副条件下,PEEK摩擦后均发生了芳香环的开放、取代、交联,以及不同程度的结晶度损失,结晶度的顺序为未磨PEEK>PEEK-Cr/GLC>PEEK-CrN>PEEK-17-4。结论CrN涂层的硬度、粗糙度较高,且缺少润滑,黏着磨损更显著,PEEK材料发生了大量转移,转移材料在减轻PEEK磨损的同时也阻止了结晶度的降低。PEEK与Cr/GLC多层涂层配副表现出最佳的耐磨损性能,主要归因于摩擦时PEEK结晶度的维持及GLC中富石墨相赋予涂层的低剪切润滑作用。

关键词：硬质涂层非晶碳石墨相聚醚醚酮摩擦结晶度

过渡金属氧化物中新奇量子态与电荷-自旋互转换研究进展

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物理学报 2023年第9期72卷 51-68页

作者：劳斌郑轩李晟汪志明中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院磁性材料与器件重点实验室宁波315201

为了满足信息技术时代下海量数据的高效存储及处理,具有低功耗、非易失性的自旋电子器件受到极大关注.能够高效产生自旋流的自旋源材料是新型自旋-轨道力矩器件的重要组成部分.近二十年来,在探索具有高效产生自旋流的材料体系,以及理解... 详细信息

为了满足信息技术时代下海量数据的高效存储及处理,具有低功耗、非易失性的自旋电子器件受到极大关注.能够高效产生自旋流的自旋源材料是新型自旋-轨道力矩器件的重要组成部分.近二十年来,在探索具有高效产生自旋流的材料体系,以及理解材料相关物理机制两方面都取得了较大的进展.最近,在过渡金属氧化物中涌现出许多与产生自旋流密切相关的新奇量子态,成为自旋源的新兴材料体系被广泛研究.研究结果表明,过渡金属氧化物具有对电子结构高度敏感、显著且灵活可调的电荷-自旋转换效率,具有巨大的应用潜力.本文主要综述了过渡金属氧化物中新奇的电子能带结构及其与电荷-自旋互转换的关联机制,并对未来的发展趋势进行了展望.

关键词：过渡金属氧化物电子结构电荷-自旋互转换自旋-轨道力矩

Cu掺杂非晶碳薄膜的电学性能及其载流子输运行为

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材料研究学报 2023年第10期37卷 747-758页

作者：闫春良郭鹏周靖远汪爱英上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室、浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

以Cu-C拼接靶为靶材,用高功率脉冲磁控溅射制备出4种Cu含量(原子分数)低于10%的Cu掺杂非晶碳(a-C:Cu)薄膜,研究了Cu含量对a-C:Cu薄膜组分结构、电学性能以及载流子输运行为的影响。结果表明:随着非晶碳中Cu含量的提高,a-C:Cu薄膜中sp2-... 详细信息

以Cu-C拼接靶为靶材,用高功率脉冲磁控溅射制备出4种Cu含量(原子分数)低于10%的Cu掺杂非晶碳(a-C:Cu)薄膜,研究了Cu含量对a-C:Cu薄膜组分结构、电学性能以及载流子输运行为的影响。结果表明:随着非晶碳中Cu含量的提高,a-C:Cu薄膜中sp2-C的含量提高、团簇尺寸增大、薄膜电阻率、透过率和光学带隙均减小,费米能级向价带偏移。Cu含量为2.77%和3.88%的样品在150~250 K的载流子输运机制为Mott型三维变程跳跃传导,在250~350 K则为热激活传导;而Cu含量(原子分数)为5.4%和7.28%的样品在150~350 K均为Mott型三维变程跳跃传导。掺入Cu,可控制非晶碳薄膜的光学和电学性能。

关键词：材料表面与界面电学性能高功率脉冲磁控溅射 Cu掺杂非晶碳能带结构