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Y_(2)O_(3)含量对燃烧合成Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末性能的影响

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金属学报 2023年第6期59卷 757-766页

作者：张德印郝旭贾宝瑞吴昊阳秦明礼曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德创新学院佛山528399 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

采用溶液燃烧合成技术制备了不同Y_(2)O_(3)含量(质量分数)的Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末,分析了Y_(2)O_(3)含量对制备的复合粉末的微观结构、晶粒尺寸、磁性能和烧结性能的影响。结果表明,制备的Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末均呈现由纳米... 详细信息

采用溶液燃烧合成技术制备了不同Y_(2)O_(3)含量(质量分数)的Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末,分析了Y_(2)O_(3)含量对制备的复合粉末的微观结构、晶粒尺寸、磁性能和烧结性能的影响。结果表明,制备的Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末均呈现由纳米颗粒组成的连通的网状结构,随着Y_(2)O_(3)含量的增加,晶粒尺寸逐渐降低。通过磁性能测试,不含Y_(2)O_(3)的纳米铁粉的饱和磁感应强度为1.97 T,相应的矫顽力为6.4 kA/m。随着Y_(2)O_(3)含量的增加,Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末的饱和磁感应强度逐渐降低,矫顽力逐渐增大。当Y_(2)O_(3)含量为2%时,Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末的饱和磁感应强度为1.45 T,相应的矫顽力为58.9 kA/m。对制备的纳米粉末进行常压烧结,当Y_(2)O_(3)含量低时,该粉末在较低的烧结温度(700℃)下可以获得较高的相对密度,当Y_(2)O_(3)含量增加到1%或2%时,在高的烧结温度(1300℃)下也难以实现致密化。

关键词：溶液燃烧合成 Fe-Y_(2)O_(3)纳米复合粉末 Y_(2)O_(3)含量微观结构磁性能

利用多层薄膜技术提升聚合物基复合材料介电储能密度的研究进展

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材料导报 2022年第9期36卷 181-187页

作者：姬旭敏孙滨洲李聪胡澎浩北京科技大学新材料技术研究院北京100083 佛山(华南)新材料研究院新能源复合材料研究中心广东佛山528200

静电电容器是能够储存电荷的元件,由两端的极板和中间的电介质材料组成,其能够储存的能量密度取决于电介质材料的介电性能。聚合物电介质材料由于超高的击穿强度、易加工且成本低廉已经被广泛应用,但较低的介电常数限制了其能量密度的... 详细信息

静电电容器是能够储存电荷的元件,由两端的极板和中间的电介质材料组成,其能够储存的能量密度取决于电介质材料的介电性能。聚合物电介质材料由于超高的击穿强度、易加工且成本低廉已经被广泛应用,但较低的介电常数限制了其能量密度的提升。向传统的单层聚合物薄膜中引入高介电常数的纳米填料能够实现介电常数的提升,但会显著降低聚合物的耐压性能。近几年来,利用共挤出薄膜技术和静电纺丝等方法将聚合物薄膜加工成多层薄膜的工作取得了较大的进展,多层薄膜可以一定程度上解决复合薄膜介电常数和击穿场强的倒置关系的矛盾。基于相场模拟的结果证明了多层薄膜的优异性能,其在维持聚合物本身的高耐压性能的同时,还实现了介电常数的提升,改善了聚合物薄膜的可释放能量密度,相比于商用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,多层薄膜的能量密度提升了200%甚至更高。本文总结了近几年通过设计多层结构提高复合电介质能量密度的研究进展,并重点探讨了复合材料中层间界面的结构设计及其对阻碍载流子传输的积极作用。

关键词：聚合物纳米复合材料多层薄膜介电储能密度界面

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二元钒硼化物的反应合成及其放电性能

无机材料学报 2017年第4期32卷 407-412页

作者：潘宇路新魏治国王国庆曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083 新材料与产业技术北京研究院北京102200

以单质元素粉末为原料,采用1500℃高温反应合成不同成分的钒硼化物粉末,并以制备粉末为活性物质,Ni为导电剂,NH_4HCO_3为造孔剂,采用粉末冶金工艺制备了多孔V-xB/Ni型(x=2/3~2)负极电极片,探讨不同物相钒硼化物作为空气电池电极活性物... 详细信息

以单质元素粉末为原料,采用1500℃高温反应合成不同成分的钒硼化物粉末,并以制备粉末为活性物质,Ni为导电剂,NH_4HCO_3为造孔剂,采用粉末冶金工艺制备了多孔V-xB/Ni型(x=2/3~2)负极电极片,探讨不同物相钒硼化物作为空气电池电极活性物质的高容量输出性能。结果表明,当原料粉末中V:B原子比为1:1、1:2时,可分别制得具有单一物相的VB和VB_2化合物粉末,当V:B=3:2时,合成产物包含V3B2和少量VB相,当V:B=2:3时,合成产物为V_2B_3、V_3B_4和少量VB_2三相混合。制备的V-xB/Ni型电极的孔隙率为60.25~61.75%,放电容量为6129~7901 mAh,比容量为2724~3511 mAh/g。V-xB/Ni型电极的放电性能随着B含量的增加明显提升,所制备V-2B/Ni型电极的放电性能最优,其比容量为3512 mAh/g,库伦效率为86.5%,能量密度达到2504 Wh/kg。

关键词：反应合成钒硼化物粉末冶金空气电池

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CVD金刚石表面增透膜的研究进展

表面技术 2020年第10期49卷 106-117页

作者：黄亚博陈良贤贾鑫安康魏俊俊刘金龙李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

CVD金刚石膜因特有的物理化学性质,具有发展成为新一代光学材料的前景。但由于CVD金刚石膜自身局限性导致其理论透过率不到71%,在金刚石膜表面镀制增透膜,通过改变增透膜组成成分、显微组织和晶体结构,可有效地改善CVD金刚石膜自身理论... 详细信息

CVD金刚石膜因特有的物理化学性质,具有发展成为新一代光学材料的前景。但由于CVD金刚石膜自身局限性导致其理论透过率不到71%,在金刚石膜表面镀制增透膜,通过改变增透膜组成成分、显微组织和晶体结构,可有效地改善CVD金刚石膜自身理论透过率的问题。首先,介绍了CVD金刚石表面镀制单层增透膜增透原理,并总结了物理和化学气相沉积技术制备增透膜的优缺点。然后,重点综述了近年来CVD金刚石表面氮化物、金属氧化物和稀土金属氧化物等增透膜材料的研究进展,详细分析了增透膜制备参数、热处理工艺、衬底表面改性和掺杂工艺对增透膜整体组织和性能影响的规律。其中优化增透膜沉积温度、氧分压和热处理等工艺参数,是通过改变增透膜微观组织形貌以及晶体结构来提高其光学透过性能,而改变衬底表面结构能够通过改变增透膜与基体之间的成键方式来提升界面结合能力,而稀土元素掺杂方式是通过改变增透膜化学组成成分来改善增透膜的光学透过性能,并指出掺杂元素成型机理和影响机制。最后,展望了未来CVD金刚石表面增透膜的发展方向。

关键词： CVD金刚石增透膜表面改性掺杂晶体结构转变透过率稀土氧化膜

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挤出直写式增材制造的研究进展

粉末冶金工业 2022年第3期32卷 1-8页

作者：林涛王浩王雪婷李强华宋可段晶邵慧萍北京科技大学新材料技术研究院北京100083

挤出直写式3D打印技术可用于制备高分子、金属、陶瓷以及复合材料等多种材料的复杂形状零件,由于适应面宽、工艺灵活、设备简单等优势,在增材制造技术中占有重要地位。根据原料状态和原理的不同可以分为熔融沉积成形(FDM)和料浆直写(DIW... 详细信息

挤出直写式3D打印技术可用于制备高分子、金属、陶瓷以及复合材料等多种材料的复杂形状零件,由于适应面宽、工艺灵活、设备简单等优势,在增材制造技术中占有重要地位。根据原料状态和原理的不同可以分为熔融沉积成形(FDM)和料浆直写(DIW)技术。本文着重介绍了近几年国内外挤出直写式3D打印技术在金属、陶瓷及复合材料、磁性材料制备上的发展和应用,总结了挤出直写技术制备的零件性能,对挤出直写技术的优劣势进行了综述,并展望了挤出直写技术的发展前景和面临的挑战。

关键词： 3D打印熔融沉积成形料浆直写增材制造

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微波法制备纳米碳点反应机制与发光机理

物理化学学报 2018年第1期34卷 92-98页

作者：刘金龙林亮珍胡锦凤白明洁陈良贤魏俊俊黑立富李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083

为探讨微波法制备纳米碳点发光性质的影响规律与本质,采用微波加热法通过控制微波功率、反应时间以及p H值合成了一系列纳米碳点,并利用荧光激发光谱与发射光谱测试对纳米碳点的发光性质进行了表征,结合紫外吸收光谱与傅立叶红外光谱对... 详细信息

为探讨微波法制备纳米碳点发光性质的影响规律与本质,采用微波加热法通过控制微波功率、反应时间以及p H值合成了一系列纳米碳点,并利用荧光激发光谱与发射光谱测试对纳米碳点的发光性质进行了表征,结合紫外吸收光谱与傅立叶红外光谱对反应产物官能团变化分析,最终揭示了微波加热过程中葡萄糖向纳米碳点转变的机制与发光机理。结果表明,采用微波法制备纳米碳点,当微波功率为560 W,反应时间为2.5 min时,获得纳米碳点发光性能最佳。当采用波长370 nm紫外光激发时,对应451 nm的蓝光发射强度最高。伴随纳米碳点溶液p H值从酸性变为碱性,纳米碳点最强发光峰的激发光波长由350 nm显著向高波长方向移动,且发光峰强度显著升高。紫外吸收光谱与傅立叶红外光谱显示反应过程中形成了多环芳香族碳氢化合物,表明微波加热过程中是葡萄糖单糖向多糖聚合并最终发生碳化的过程。不同pH值下纳米碳点发光性质的差异,源于对纳米碳点中C=C键与C=O键比例的调整,从而实现对纳米碳点的光学带隙宽度及激子束缚能等的综合调控。

关键词：纳米碳点荧光发光葡萄糖微波合成碳化反应光学带隙

真空压力熔渗与热压烧结制备(SiC_p+Al_2O_(3f))/2024Al复合材料的组织与拉伸性能分析

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材料导报 2018年第6期32卷 951-956页

作者：许慧赵洋任淑彬曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083

分别采用真空压力熔渗法和粉末冶金热压烧结法制备了(40%SiC_p+Al_2O_(3f))/2024Al复合材料,所得材料的抗拉强度分别达到了364 MPa和310 MPa,致密度达到了98.78%和96.42%。通过对金相组织进行对比发现,热压法制备的复合材料中部分增强... 详细信息

分别采用真空压力熔渗法和粉末冶金热压烧结法制备了(40%SiC_p+Al_2O_(3f))/2024Al复合材料,所得材料的抗拉强度分别达到了364 MPa和310 MPa,致密度达到了98.78%和96.42%。通过对金相组织进行对比发现,热压法制备的复合材料中部分增强颗粒发生聚集。采用TEM对界面结合进行了对比,发现热压工艺制备的复合材料界面局部存在微孔洞,导致材料的致密性降低,真空压力熔渗制备的复合材料增强相和铝基体的界面结合较好,这也是熔渗法所得复合材料的性能优于热压法的主要原因。

关键词：真空压力熔渗热压烧结铝基复合材料界面性能

制备参数对HCCM水平连铸纯铜板坯组织与力学性能的影响

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中国有色金属学报 2018年第2期28卷 213-222页

作者：刘新华金建星谢建新北京科技大学新材料技术研究院北京100083

采用热冷组合铸型(HCCM)水平连铸制备横断面尺寸70 mm×10 mm(宽度×厚度)具有强轴向取向柱状晶组织的纯铜板坯,研究工艺参数对纯铜板坯微观组织、表面质量与力学性能的影响。结果表明:在铜液铸造温度1250℃,热型段温度1100~1150℃,冷... 详细信息

采用热冷组合铸型(HCCM)水平连铸制备横断面尺寸70 mm×10 mm(宽度×厚度)具有强轴向取向柱状晶组织的纯铜板坯,研究工艺参数对纯铜板坯微观组织、表面质量与力学性能的影响。结果表明:在铜液铸造温度1250℃,热型段温度1100~1150℃,冷却水流量600 L/h、连铸拉坯速度20~80 mm/min条件下可以制备出表面粗糙度低、具有沿拉坯方向强取向组织和优良力学性能的纯铜板坯,其抗拉强度为137~141 MPa,断后伸长率为45.1%~61.7%。随着拉坯速度的增加,HCCM水平连铸所制备纯铜板坯的组织均匀性增加,晶粒尺寸变小;热型段温度升高时板坯的柱状晶组织的晶界更加平直;而总体上力学性能受拉坯速度和热型段温度的影响较小。采用HCCM水平连铸,在热型温度为1150℃时制备的纯铜板坯的表面粗糙度小于0.3μm,无需进行铣面可直接进行后续冷加工,可为发展铜板带短流程生产工艺奠定基础。

关键词：铜板带热冷组合铸型水平连铸柱状晶组织

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碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理研究

物理学报 2022年

作者：何健贾燕伟屠菊萍夏天朱肖华黄珂安康刘金龙陈良贤魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京科技大学顺德研究生院

金刚石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率。相比于其它制备方法，低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点，但其氮空位色心的形成机理尚不明确。本文采用低能碳离子注入和...

金刚石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率。相比于其它制备方法，低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点，但其氮空位色心的形成机理尚不明确。本文采用低能碳离子注入和真空退火工艺在金刚石浅表层创建氮空位色心，并通过拉曼光谱、X射线光电子能谱以及正电子湮没分析，揭示了碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理。结果表明：碳离子注入金刚石在950 ℃真空退火后呈现出显著的氮空位色心发光。碳离子注入后金刚石浅表层表现出晶格畸变与非晶碳的损伤区，并产生了碳-空位簇缺陷(包裹碳原子的空位簇)。在真空退火过程中损伤区通过畸变区的恢复与非晶碳区的固相外延逐步转变为金刚石结构，并伴随着碳-空位簇缺陷的不断解离。在850 ℃和900 ℃退火条件下损伤区结构得到部分修复，而在950 ℃ 退火时损伤层基本恢复，同时伴随碳空位簇解离的单空位与代位氮原子结合，形成了氮空位色心。

关键词：