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介质阻挡放电等离子体辅助球磨及其在材料制备中的应用

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金属学报 2016年第10期52卷 1239-1248页

作者：朱敏鲁忠臣胡仁宗欧阳柳章华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 华南理工大学广东省先进储能材料重点实验室广州510640 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

简述了外场辅助球磨技术的发展及其在材料制备中的应用.介绍了近年来发展的介质阻挡放电等离子体(DBDP)辅助球磨新技术的基本原理和方法,阐述了DBDP辅助球磨利用等离子体的热效应、高能电子轰击效应和球磨机械力效应的协同作用,增强粉... 详细信息

简述了外场辅助球磨技术的发展及其在材料制备中的应用.介绍了近年来发展的介质阻挡放电等离子体(DBDP)辅助球磨新技术的基本原理和方法,阐述了DBDP辅助球磨利用等离子体的热效应、高能电子轰击效应和球磨机械力效应的协同作用,增强粉体在球磨过程中的组织细化、活性激活、化学反应等效果和机理.在此基础上,简要介绍了该方法在硬质合金、锂离子电池负极材料、储氢材料等制备中的应用.研究结果表明,采用DBDP辅助球磨制备上述材料,不仅极大提高了球磨方法制备材料的效率,而且通过形成独特的结构显著提高了材料的性能;此外,还有可能建立新的材料生产制备工艺.已取得的研究结果表明,DBDP辅助球磨技术在粉末材料细化、材料表面改性、机械合金化、复合材料制备和气固反应等方面具有巨大的潜力.

关键词：机械合金化等离子体外场辅助球磨硬质合金锂离子电池材料储氢材料

激光选区熔化成形TiB2与SiC颗粒混杂增强铝基复合材料的显微组织与力学性能

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粉末冶金材料科学与工程 2020年第3期25卷 251-259页

作者：沈君剑刘允中欧阳盛洪旭潮刘小辉华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广州510640

在AlSi10Mg合金雾化粉末中添加2%纳米TiB2颗粒和1%亚微米SiC颗粒(均为质量分数),通过低能球磨制备(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合粉末,并采用激光选区熔化(SLM)技术制备(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合材料。采用X射线衍射(XRD)、背散射电子衍射(EBSD... 详细信息

在AlSi10Mg合金雾化粉末中添加2%纳米TiB2颗粒和1%亚微米SiC颗粒(均为质量分数),通过低能球磨制备(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合粉末,并采用激光选区熔化(SLM)技术制备(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合材料。采用X射线衍射(XRD)、背散射电子衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)等手段对比研究(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合材料和AlSi10Mg合金的显微组织,并测定材料的拉伸性能。结果表明,(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合粉末的激光反射率低于AlSi10Mg合金粉末的激光反射率(分别为31%和46%),可在较低激光功率(240 W)下进行激光选区熔化成形制备性能优良的(TiB2+SiC)/AlSi10Mg复合材料。TiB2和SiC陶瓷增强颗粒均匀分布,无明显团聚,少量TiB2聚集长大至微米级。通过用(TiB2+SiC)颗粒混杂增强,AlSi10Mg合金的平均晶粒尺寸从7.88μm减小至2.48μm,晶粒组织由粗大柱状晶转变为细小等轴晶及少量短棒状晶,抗拉强度由453.1 MPa提高至509.8 MPa,伸长率从7.2%提高至10.6%。

关键词：激光选区熔化颗粒混杂增强铝基复合材料显微组织力学性能

金属有机框架衍生的阳离子调控金属硫化物增强析氧反应活性

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第11期54卷 290-297页

作者：万凯罗江水刘文博张婷 Jordi Arbiol 张漩 Palaniappan Subramanian 傅志勇 Jan Fransaer 华南理工大学化学与化工学院广东省燃料电池技术重点实验室广东广州510641 鲁汶大学材料工程系鲁汶比利时四川大学材料科学与工程学院后续能源材料与器件教育部工程研究中心四川成都610065 加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所巴塞罗那西班牙西班牙加泰罗尼亚研究所巴塞罗那西班牙

析氧反应(OER)在电化学能源存储与转化技术(例如,电解水与金属-空气电池)中扮演着至关重要的角色.OER涉及四个电子的连续转移,动力学较为缓慢,因此需要较高的过电位来驱动反应进行,这严重限制了其在电化学储能和转换系统中的应用.IrO_(2... 详细信息

析氧反应(OER)在电化学能源存储与转化技术(例如,电解水与金属-空气电池)中扮演着至关重要的角色.OER涉及四个电子的连续转移,动力学较为缓慢,因此需要较高的过电位来驱动反应进行,这严重限制了其在电化学储能和转换系统中的应用.IrO_(2)和RuO_(2)等贵金属基催化剂资源稀缺、价格高昂,因此,开发高活性、高稳定性及低成本的OER电催化剂显得尤为重要,并且极具挑战.杂原子掺杂是一种有效提升过渡金属化合物OER电催化剂活性的策略,但是当前对其本征活性位点的识别及活性提升机制的研究仍然不足.本文提出了一种阳离子掺杂策略,通过引入金属阳离子调控多金属组分的电子结构,优化OER中间体吸附能,进而提升OER活性.通过简单的一步热解硫化钴镍双金属有机框架材料前驱体,成功制备了Ni掺杂CoS/氮掺杂介孔碳(Ni-CoS/NC)复合结构电催化剂;并采用循环伏安法研究了其电化学行为与OER性能,结合谱学研究结果与密度泛函理论(DFT)计算,从原子层面揭示了OER条件下真实活性位点及掺杂型电催化剂的活性提升机制.电化学研究结果表明,所制备Ni-CoS/NC催化剂在1.0 mol L^(-1)KOH溶液中表现出较好的OER反应活性,其在10 mA cm^(-2)电流密度下的过电位为270mV,Tafel斜率为37 mV dec^(-1).采用X射线光电子能谱、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜与电子能量损失谱等表征方法分析了OER前后催化剂的结构变化;结果表明,在OER电位下Ni-CoS/NC催化剂由金属硫化物转变为羟基氧化物Co_(x)Ni_(1–x)OOH,Co_(x)Ni_(1-x)OOH才是OER反应的活性位点.理论结算结果表明,在Co_(x)Ni_(1–x)OOH材料中,Ni部分取代Co位点,使两种金属之间产生强烈的电子相互作用,导致Co位点带有更多的负电荷,Ni位点带有更多的正电荷,从而增强了对中间物种OOH*的吸附,提升OER活性.综上,金属阳离子掺杂调变金属活性中心的电子结构,是提高电催化剂OER活性的有效策略.过渡金属硫化物电催化剂在OER电位下发生了重构,由晶态的金属硫化物转变为非晶态的金属羟基氧化物,作为OER催化剂的活性位点.本文为低成本、高性能电催化剂设计提供了一种可行的阳离子调控策略,并且加深了对本征活性位点及活性提升机制的认识,可为电化学能源存储与转化材料的开发提供借鉴.

关键词：金属有机框架阳离子调控金属硫化物金属羟基氧化物析氧反应

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抗坏血酸与茶多酚协同作用制备单层石墨烯

华南理工大学学报（自然科学版） 2017年第11期45卷 41-47页

作者：陈港朱朋辉林东瀚方志强华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室∥广东省特种纸与纸基功能材料工程技术研究中心广东广州510640

采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再用抗坏血酸(LAA)、茶多酚(TP)和LAA/TP双组分还原体系作为还原剂,将氧化石墨烯还原成石墨烯(RGO),分别进行导电性能测试、拉曼光谱分析、X射线衍射分析以及X射线光电子能谱分析,并利用扫描电... 详细信息

采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再用抗坏血酸(LAA)、茶多酚(TP)和LAA/TP双组分还原体系作为还原剂,将氧化石墨烯还原成石墨烯(RGO),分别进行导电性能测试、拉曼光谱分析、X射线衍射分析以及X射线光电子能谱分析,并利用扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜对LAA/TP双组分还原体系所制备的RGO的形貌进行了表征.结果表明,LAA/TP双组分还原体系之间存在协同作用,其对GO的还原效果优于单组分还原剂,所制备的RGO呈单层结构.文中还对LAA/TP体系的协同作用机理进行了阐释.

关键词：单层石墨烯制备抗坏血酸茶多酚协同作用

构筑耦合界面提高MnO2@Co3O4催化氧化甲苯性能

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Chinese Journal of Catalysis 2020年第12期41卷 1873-1883页

作者：任泉明莫胜鹏樊洁冯振涛张明远陈培榕高加俭付名利陈礼敏吴军良叶代启华南理工大学环境与能源学院中国广东广州510006 华南理工大学挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室中国广东广州510006 华南理工大学广东省大气环境与污染控制重点实验室广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心中国广东广州510006 南洋理工大学化学与生物医药工程学院新加坡637459新加坡

挥发性有机化合物(VOCs)是大气主要污染物之一,它不仅危害人类健康,而且也危害环境.催化氧化是消除VOCs最有前景的方法之一.过渡金属氧化物由于其低成本、环境友好、高催化活性等优点,而越来越受到VOCs氧化领域的重视.一般认为,具有耦... 详细信息

挥发性有机化合物(VOCs)是大气主要污染物之一,它不仅危害人类健康,而且也危害环境.催化氧化是消除VOCs最有前景的方法之一.过渡金属氧化物由于其低成本、环境友好、高催化活性等优点,而越来越受到VOCs氧化领域的重视.一般认为,具有耦合界面的多组分金属氧化物比单组分金属氧化物表现出更好的催化性能.因此,本文在一维(1D)α-MnO2纳米线上原位生长ZIF衍生的Co3O4(α-MnO2@Co3O4).由于α-MnO2和Co3O4之间耦合界面的协同效应,使得α-MnO2@Co3O4表现出优异的催化活性,甲苯转化率达到90%的反应温度(T90%)约为229℃,分别低于α-MnO2纳米线的(47℃)和热解ZIF-67产生的Co3O4-b的(28℃).本文采用氢气程序升温还原(H2-TPR),氧气程序升温脱附(O2-TPD),X射线光电子能谱(XPS),原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)等手段研究了具有α-MnO2和Co3O4耦合界面的α-MnO2@Co3O4催化剂表现更优异甲苯氧化性能的原因.H2-TPR结果表明,相比于α-MnO2纳米线和热解ZIF-67产生的Co3O4-b,α-MnO2@Co3O4催化剂因具有耦合界面而表现出更好的氧流动性.O2-TPD结果表明,具有耦合界面的α-MnO2@Co3O4催化剂表面有更多的表面氧空位,从而使气相氧更容易活化为表面活性氧物种.XPS结果表明,具有耦合界面的α-MnO2@Co3O4催化剂表面有更多的活性氧物种,并且增强了Mn^4+/Mn^3+和Co^2+/Co^3+氧化还原对.原位漫反射红外结果表明,催化剂在180℃下吸附甲苯/N2250 min后,通入N2吹扫30 min,然后将气氛切换为20%O2/N2,温度保持在180℃,反应进行250 min时,α-MnO2表面吸附甲苯和苯甲醛的特征峰强度没有明显降低的趋势.相反,在反应进行50 min时,α-MnO2@Co3O4表面吸附甲苯和苯甲醛的特征峰强度明显减弱,至250 min时,这些特征峰几乎完全消失.这进一步表明,在α-MnO2@Co3O4表面,气相氧可能更容易活化为吸附氧物种,且甲苯在α-MnO2@Co3O4催化剂的可能催化反应路径如下:甲苯→苯甲酸→含氧官能团的烷烃→CO2和H2O,而更多的吸附氧物种有利于甲苯的催化氧化,且它们在催化氧化过程中起着重要的作用.另一方面,在催化反应中,阳离子的可逆价态转变(Mn^3+■Mn^4++e和Co^2+■Co^3++e)为活化氧分子提供了电子.因此,具有耦合界面的α-MnO2@Co3O4催化剂表现出更好的甲苯催化性能.此外,该制备方法可推广到其它一维MnO2材料,为开发具有实际意义的高性能催化剂提供了一种新的策略.

关键词： MnO2@Co3O4 甲苯氧化协同作用耦合界面原位漫反射红外光谱

复合澄清剂对电子级E玻璃纤维玻璃熔体的澄清作用研究

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广东建材 2023年第11期39卷 4-5,88页

作者：曾云浩钟报安林文桂徐少锋赵文略钱奇清远忠信世纪电子材料有限公司广东省玻纤材料工程技术研究中心华南理工大学材料科学与工程学院

电子级超细E玻璃纤维是集成电路行业重要材料,如何降低玻璃熔体中的气泡,避免空心纤维,提升纤维产品的满桶率是行业难题。本文研究了新型复合澄清剂对玻璃熔制中消除气泡的机制和效果,并在生产线中进行了使用验证,证明该复合澄清剂能有... 详细信息

电子级超细E玻璃纤维是集成电路行业重要材料,如何降低玻璃熔体中的气泡,避免空心纤维,提升纤维产品的满桶率是行业难题。本文研究了新型复合澄清剂对玻璃熔制中消除气泡的机制和效果,并在生产线中进行了使用验证,证明该复合澄清剂能有效降低玻璃液中的气泡,提升玻璃纤维拉制的满桶率。

关键词：玻璃纤维澄清剂气泡满桶率

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柔性热管的研究现状与发展趋势

机械工程学报 2022年第10期58卷 265-279页

作者：汤勇孙亚隆唐恒万珍平袁伟华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 深圳大学机电与控制工程学院深圳518000 广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性... 详细信息

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性电子设备的散热需求。可弯曲、高性能、轻薄化的柔性热管逐渐成为热管技术的研究热点和发展方向。详细介绍柔性热管的结构类型、封装工艺和应用领域,重点综述目前国内外关于柔性热管在吸液芯结构和封装工艺等方面的研究进展,分析讨论其在柔性微电子器件散热领域应用中存在的不足,并对柔性热管的发展趋势进行科学预测与展望。

关键词：柔性热管吸液芯结构微结构制造封装工艺散热

纳米甲壳素基导电墨水的制备及在苯二酚快速检测上的应用

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印刷与数字媒体技术研究 2023年第3期 41-48页

作者：刘育绮陈俊豪张天翼李军田君飞华南理工大学轻工科学与工程学院广州510640

纳米甲壳素(ChNCs)绿色环保,具有良好的生物相容性,在智能响应、电子传感及生物医疗领域的应用潜力巨大。本研究首先通过碱处理的方法从蟹壳中提取ChNCs,然后将多壁碳纳米管(MWCNT)分散其中,以制备符合书写要求的导电墨水。该生物质墨... 详细信息

纳米甲壳素(ChNCs)绿色环保,具有良好的生物相容性,在智能响应、电子传感及生物医疗领域的应用潜力巨大。本研究首先通过碱处理的方法从蟹壳中提取ChNCs,然后将多壁碳纳米管(MWCNT)分散其中,以制备符合书写要求的导电墨水。该生物质墨水性质稳定,拥有良好的流变与电学性能,可以填充在滚珠笔中绘制苯二酚检测传感器。测试结果表明,通过此方法构建的电化学传感器对三种苯二酚(DHB)异构体具有电分离作用,使用差分脉冲法(DPV)同时定量检测对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CC)与间苯二酚(RC),检出限分别为4.2×10^(-5)mol/L、3.2×10^(-5)mol/L、3.0×10^(-5)mol/L,满足国家标准HQ类物质的环境监测要求。

关键词：生物质纳米材料导电墨水电化学传感器苯二酚

低压铸造铝合金发动机缸盖气体泄漏的原因分析

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特种铸造及有色合金 2012年第5期32卷 443-446页

作者：邹纯赵海东何韶胡志伟陈海强周军航华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广东肇庆动力技研有限公司

针对低压铸造生产的铝合金发动机缸盖在气密性检测中发现的泄漏问题,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱等手段研究了泄漏部位的组织与缺陷,并与相应的正常位置显微组织进行了对比分析。结果表明,枝晶间显微缩孔是导致缸盖泄漏的主... 详细信息

针对低压铸造生产的铝合金发动机缸盖在气密性检测中发现的泄漏问题,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱等手段研究了泄漏部位的组织与缺陷,并与相应的正常位置显微组织进行了对比分析。结果表明,枝晶间显微缩孔是导致缸盖泄漏的主要原因;而氧化夹杂物和异常生长的块状Si相增大了缸盖铸件在凝固过程中缩孔产生的倾向。

关键词：铝合金缸盖气体泄漏微观组织收缩缺陷