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f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8异质结构增强NO_(2)气体传感器的敏感性能

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化工进展 2024年第7期43卷 3946-3954页

作者：杜倩侯明高冀芸杨黎鲁元佳郭胜惠昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650091 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650091

采用自组装法合成了具有异质界面的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、N_(2)等温吸脱附测试对合成样品的物相结构和微观结构进行了表征,并通过自行设计的四通道气敏测试设备对其气敏性能进行了研... 详细信息

采用自组装法合成了具有异质界面的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、N_(2)等温吸脱附测试对合成样品的物相结构和微观结构进行了表征,并通过自行设计的四通道气敏测试设备对其气敏性能进行了研究。材料分析测试发现,形状规则的ZIF-8材料均匀分布于二维少层Ti_(3)C_(2)T_(x)的表面与层间,在界面处存在典型的异质结构。气敏性能测试表明:在225℃下,该复合材料对100μL/L NO_(2)的气敏响应高达98.35%,且是ZIF-8材料气敏响应的2.1倍。认为强导电的f-Ti_(3)C_(2)T_(x)与ZIF-8复合后形成的异质结构,不仅为ZIF-8与气体表面反应产生的自由电子提供导电通道,而且通过界面效应强化了复合材料表面气固反应时电子与空穴的分离效率,进而显著提升了复合材料对NO_(2)气体的气敏性能。同时,f-Ti_(3)C_(2)T_(x)/ZIF-8复合材料的层状结构可以为目标气体分子向ZIF-8的扩散提供方便路径。

关键词：复合材料异质结构气敏性能导电通道分离效率

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载流摩擦用铜-碳复合材料研究现状及展望

润滑与密封 2024年第9期49卷 191-200页

作者：宋英健杨正海焦金隆李文勃上官宝河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南科技大学材料科学与工程学院

铜-碳(碳材料主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)复合材料因其优异的导电性、导热性和润滑等性能，广泛应用在航天航空、轨道交通、电力电子、武器装备等领域的载流摩擦副中。随着载流摩擦副服役条件越来越苛刻，对铜-碳复合材... 详细信息

铜-碳(碳材料主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)复合材料因其优异的导电性、导热性和润滑等性能，广泛应用在航天航空、轨道交通、电力电子、武器装备等领域的载流摩擦副中。随着载流摩擦副服役条件越来越苛刻，对铜-碳复合材料的使用性能要求越来越高。介绍铜-碳复合材料的种类和组成，指出铜-碳复合材料存在的问题如强度较低、铜基体与碳材料增强相之间不润湿等，综述铜-碳复合材料的界面改善、制备方法等，并对铜-碳复合材料的发展方向进行展望。

关键词：铜-碳复合材料载流摩擦界面改善制备方法

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单壁碳纳米角的制备及电化学应用进展

材料导报 2024年第6期38卷 36-48页

作者：苏咸凯解志鹏张达侯圣平杨斌梁风昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心昆明650093 昆明理工大学云南省有色金属真空冶金重点实验室昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

单壁碳纳米角(Single-wall carbon nanohorns, SWCNHs)是由单层石墨烯卷曲而成的中空锥状碳纳米材料,通常状态下无法单独存在,一般为以数千根SWCNHs聚集成的球型聚集体,因优异的导电和导热性能、低的密度和大的比表面积而被视为一种极... 详细信息

单壁碳纳米角(Single-wall carbon nanohorns, SWCNHs)是由单层石墨烯卷曲而成的中空锥状碳纳米材料,通常状态下无法单独存在,一般为以数千根SWCNHs聚集成的球型聚集体,因优异的导电和导热性能、低的密度和大的比表面积而被视为一种极具电化学应用前景的碳纳米材料。SWCNHs通常采用激光烧蚀法、电弧放电法和焦耳热法制备,且三种方法的制备过程均未涉及金属催化剂,避免了杂质污染,从而拓宽了其应用领域。在过去20年里,SWCNHs被广泛应用于超级电容器、电化学传感器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池和金属-CO_(2)电池中。众多研究表明,SWCNHs基电化学器件具有高效、稳定、安全的优势,推动SWCNHs的工业化量产和在电化学领域的规模化应用对国家新能源和高端制造业的发展具有重要意义。本文概述了SWCNHs的结构、特性和制备方法,回顾了SWCNHs在电化学领域的研究进展,并对SWCNHs未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

关键词：单壁碳纳米角结构特性电化学纳米材料

环境因素对氧化石墨烯水泥基复合材料导电、压敏性能的影响

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材料导报 2024年第S01期38卷 52-63页

作者：梁政显夏海廷索玉霞颜峰郭荣鑫昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省土木工程防灾重点实验室昆明650500 云南省绿色建造与智慧运维国际联合实验室昆明650500 昆明理工大学民航与航空学院昆明650500 华北水利水电大学土木与交通学院郑州450045

制备水泥基传感器,实现水泥基体的自感应,是目前结构健康监测领域极具发展前景的研究方向之一。将氧化石墨烯(GO)掺入水泥,制备氧化石墨烯水泥基材料(GO/CCs),能改善水泥基体的力学性能及压敏性能。因此,GO/CCs受到了学者们的广泛关注... 详细信息

制备水泥基传感器,实现水泥基体的自感应,是目前结构健康监测领域极具发展前景的研究方向之一。将氧化石墨烯(GO)掺入水泥,制备氧化石墨烯水泥基材料(GO/CCs),能改善水泥基体的力学性能及压敏性能。因此,GO/CCs受到了学者们的广泛关注。由于水泥基传感器会受环境因素影响,环境的变化会使水泥复合材料的温度及含水量发生变化,这将影响水泥基传感器的实际使用。目前,环境因素对GO/CCs性能的影响研究较少,尤其是环境因素对GO/CCs导电性能、压敏性能的影响。本工作通过超声波与聚羧酸减水剂结合的方法,制备了不同GO掺量的GO/CCs试件,研究了含水量和温度对GO/CCs导电性能的影响,测试了含水量对不同GO掺量试件压敏性能的影响。通过SEM及电化学阻抗谱(EIS)测试分析了GO/CCs的微观形貌及导电机理。结果表明,含水量及温度对GO/CCs的导电性能有较大影响,水分的提升使GO/CCs离子导电增强。温度敏感系数(TC)随GO掺量增加先增大后减小。不同含水量状态的GO/CCs提升其压敏性能的最佳掺量不同。0.1%掺量的GO能使水饱合状态的GO/CC试件内部的电接触更加稳定。本研究为进一步推进水泥基传感器在结构健康监测中的应用提供了指导。

关键词：水泥复合材料氧化石墨烯导电性能压敏性能含水量温度

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大吨位高强高导铜材料的连续化绿色生产

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 19-30页

作者：王亚平王学亮仝毅刚单历元南福东张兆瑞魏帆李小阳杨博黄婧王婷婷西安交通大学物理学院西安710049 西安交通大学教育部物质非平衡合成与调控重点实验室西安710049 西安陕煤启远科技有限公司西安710100 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 浙江大学浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室杭州310027

系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、... 详细信息

系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、高导热的铜基材料成份和显微组织设计提供了理论基础,并在材料学科权威期刊发表相关论文20余篇。发展出高强高导铜的大吨位、连续化、绿色制造技术,实现了全真空大吨位铬锆铜材料的规模生产,具有工艺简单、流程短,所制备的材料结构全致密、显微组织无偏析、性能均匀一致等优点。高强高导铜材料生产项目技术评估价为1500万元,采用混合实施模式(支付西安交通大学300万元现金,发明人技术入股1200万元),与陕煤集团合作成立了发明人技术入股、骨干团队现金参股的混合所有制企业。建成了一期千吨量级生产线,产品在多个国家龙头企业获得规模应用,并即将建设万吨量级生产线,对于国家高铁、芯片、发动机等多个领域关键材料的升级换代具有重要意义。

关键词：高强高导铜强化机制绿色生产技术转化

硅烷偶联剂优化多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料的电阻-应变响应性能

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材料导报 2024年

作者：赵艳芳车承文万帮伟沙洵杨洋昆明理工大学建筑工程学院云南省土木工程防灾重点实验室云南省绿色建造与智慧运维国际联合实验室中交一公局第九工程有限公司

通过溶液共混法制备出多壁碳纳米管(MWCNT)-硅烷偶联剂(KH550)/高温硫化硅橡胶(HTV)导电纳米复合材料。研究KH550作用下复合材料的分散情况、导电性能以及电阻-应变响应性能。通过将KH550作为改性剂，改善了MWCNT在基体中的分散性，提... 详细信息

通过溶液共混法制备出多壁碳纳米管(MWCNT)-硅烷偶联剂(KH550)/高温硫化硅橡胶(HTV)导电纳米复合材料。研究KH550作用下复合材料的分散情况、导电性能以及电阻-应变响应性能。通过将KH550作为改性剂，改善了MWCNT在基体中的分散性，提升了复合材料的整体性能。KH550的加入有效降低了复合材料的渗流阈值(1.51%)，在较低的MWCNT含量下能够实现导电网络的形成。此外，复合材料展现出优异的应变传感性能，特别是在经过10 000次循环加载-卸载测试后，依然保持了良好的稳定性和重复性，表明其在长期监测过程中具备高度的可靠性。同时，在电阻-应变响应性能测试中未出现肩峰现象。通过扫描电子显微镜（SEM）图像发现KH550改性后的MWCNT在基体中均匀分布，均匀分散的微观结构是电阻响应信号稳定性的关键因素之一。解释了复合材料的传感机理。优异的力电响应特性和长周期稳定性使其成为一种具有潜力的智能传感材料。

关键词：多壁碳纳米管硅橡胶电阻-应变响应性能结构健康监测

Ag-15Cu-10Au-2Ni合金的显微组织与性能

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功能材料 2019年第3期50卷 3174-3178页

作者：董鹏任涛秦国义许思勇郭锦新云南大学材料科学与工程学院云南省铜基与特种先进导电材料工程实验室云南省微纳材料与技术重点实验室昆明650500

通过高真空感应熔炼制备Ag-15Cu-10Au-2Ni合金,对其塑性变形以及热处理后的显微组织、力学、电学性能进行了研究。研究结果表明,该合金由富银相和富铜相组成,Ni元素主要固溶在富铜相中;合金的加工强化效果明显,95%变形量合金的硬度达到2... 详细信息

通过高真空感应熔炼制备Ag-15Cu-10Au-2Ni合金,对其塑性变形以及热处理后的显微组织、力学、电学性能进行了研究。研究结果表明,该合金由富银相和富铜相组成,Ni元素主要固溶在富铜相中;合金的加工强化效果明显,95%变形量合金的硬度达到201 Hv(铸态为90 Hv),抗拉强度达到744 MPa;650℃退火1 h后合金延伸率达到31.8%,硬度与铸态的相近;随退火温度增加合金电阻率先降低后增加,350℃退火1 h后合金的电阻率为最小(3.98μΩ·cm),这是合金低温区退火出现有序相变所致。

关键词： AgCuAuNi合金热处理显微组织力学性能电阻率

基于Na-BP-DME@C阳极的长寿命准固态钠-空气电池

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有色金属科学与工程 2024年第2期15卷 204-211页

作者：赵振刚牛文辉姚正银侯敏杰解志鹏张达梁风昆明理工大学云南省有色金属真空冶金重点实验室昆明650093 昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

钠-空气电池因其能量密度高、成本低而成为金属-空气电池领域的研究热点。然而,以金属钠为阳极的钠-空气电池存在钠枝晶生长、金属钠界面稳定性差以及金属钠的反应活性高等问题,限制了钠-空气电池的快速发展。为解决上述问题,将联苯钠... 详细信息

钠-空气电池因其能量密度高、成本低而成为金属-空气电池领域的研究热点。然而,以金属钠为阳极的钠-空气电池存在钠枝晶生长、金属钠界面稳定性差以及金属钠的反应活性高等问题,限制了钠-空气电池的快速发展。为解决上述问题,将联苯钠与导电炭黑复合材料Na-BP-DME@C作为阳极,单壁碳纳米角(SWCHNs)作为催化剂,构建准固态钠-空气电池。基于Na-BP-DME@C阳极的准固态钠-空气电池表现出优异的电化学性能,其电压差为1.5 V,功率密度为3.32 mW/cm^(2),在0.1 mA/cm^(2)电流密度下可稳定循环459 h(约459次)。

关键词：准固态钠-空气电池 Na-BP-DME@C阳极长寿命

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氧化亚铜基光催化剂的制备及降解性能研究进展

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材料导报 2024年第14期38卷 37-51页

作者：赵强李淑英郭智楠许琳赵一博吕靖尚建鹏郭永王俊丽山西大同大学化学与化工学院山西大同037009 山西大同大学山西省清洁能源材料联合实验室山西大同037009 煤基生态碳汇技术教育部工程研究中心山西大同037009

Cu_(2)O是一种p型半导体,在光催化领域有着广阔的应用前景。研究者通过调控Cu_(2)O形貌和尺寸、构建异质结结构、设计复合材料增大比表面积和导电性等手段,提高其光利用率,降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高了Cu_(2)O的光催化活性... 详细信息

Cu_(2)O是一种p型半导体,在光催化领域有着广阔的应用前景。研究者通过调控Cu_(2)O形貌和尺寸、构建异质结结构、设计复合材料增大比表面积和导电性等手段,提高其光利用率,降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高了Cu_(2)O的光催化活性和光稳定性,促进了其在光催化降解染料领域的应用。本文重点综述了通过元素掺杂、半导体异质结构建及与其他材料复合的途径增强Cu_(2)O光催化性能的方法,归纳了其在光催化降解有机污染物方面的应用及异质结增强机理,指出了目前研究存在的短板,并对氧化亚铜基复合光催化的发展及应用前景进行了展望。

关键词：氧化亚铜掺杂半导体异质结光降解性能