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细菌纤维素基CNFs/ZnO吸波材料的制备及性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 138-145页

作者：刘平安林宝舜丁会玲肖亮张志杰华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

随着电子信息技术的不断发展,电磁污染问题日益严重,高效吸波材料的研究受到越来越多的关注。该文以生物多孔材料细菌纤维素为碳源,采用碳化改性和水热法两步制备了细菌纤维素基CNFs/ZnO复合材料,研究了二水合醋酸锌的浓度对CNFs/ZnO复... 详细信息

随着电子信息技术的不断发展,电磁污染问题日益严重,高效吸波材料的研究受到越来越多的关注。该文以生物多孔材料细菌纤维素为碳源,采用碳化改性和水热法两步制备了细菌纤维素基CNFs/ZnO复合材料,研究了二水合醋酸锌的浓度对CNFs/ZnO复合材料吸波性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的结构、形貌和吸波性能进行表征。结果表明:CNFs/ZnO复合材料被成功制备,其中碳纳米纤维(CNFs)没有明显的衍射峰,呈无定形状态;碳化和改性CNFs均保持了细菌纤维素三维网络多孔架构的精细纳米纤维微观形貌,但是CNFs变得卷曲且直径明显减小;CNFs/ZnO复合材料中,ZnO被紧密吸引在CNFs表面或随机插入CNFs的空隙中。通过改变二水合醋酸锌的浓度可以控制ZnO在复合材料中的含量,进而调控复合材料的电磁参数,获得良好的阻抗匹配。当二水合醋酸锌的浓度为0.25 mol/L时,ZnO在CNFs上分散得最为均匀,此时CNFs和ZnO的电阻损耗、介电损耗和界面极化等协同作用于三维多孔网络结构上,增加了复合材料对电磁波的多次反射、散射和长程耗散作用。该条件下制备的CNFs/ZnO复合材料,在涂层厚度为2.8 mm、频率为15.1 GHz附近时,其最佳反射损耗为−57.5 dB,有效吸收带宽为7.1 GHz,是一种可靠的复合吸波材料。

关键词：细菌纤维素碳纳米纤维 ZnO 复合材料吸波性能

基于逆Leidenfrost效应的多孔地聚合物微球孔结构及pH缓冲性能

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建筑材料学报 2024年第3期27卷 267-274页

作者：李方贤王亚松张志博韦江雄余其俊华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510641

以水玻璃、矿渣粉为材料,基于逆Leidenfrost效应制备了多孔地聚合物微球,研究了其孔结构及pH缓冲性能.结果表明:改变水玻璃掺量和水固比可以调控多孔地聚合物微球的孔结构和pH缓冲性能;当水固比为1.0、水玻璃掺量由4%增大至8%时,微球的... 详细信息

以水玻璃、矿渣粉为材料,基于逆Leidenfrost效应制备了多孔地聚合物微球,研究了其孔结构及pH缓冲性能.结果表明:改变水玻璃掺量和水固比可以调控多孔地聚合物微球的孔结构和pH缓冲性能;当水固比为1.0、水玻璃掺量由4%增大至8%时,微球的孔隙率、中位孔径和孔比表面积均减小,pH值波动范围为1.50~1.90;当水玻璃掺量为4%、水固比由1.0增大至1.2时,微球的孔隙率、中位孔径和孔比表面积均增大,pH值波动范围超过2.00;与双氧水直接发气法制备的多孔地聚合物相比,基于逆Leidenfrost效应制备的多孔地聚合物具有更好的pH缓冲性能和更高的OH-累积浸出量.

关键词：逆Leidenfrost效应矿渣地聚合物孔结构 pH缓冲性能

纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液的制备及其抗菌性能研究

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功能材料 2024年第4期55卷 4167-4173页

作者：吴世斌谢镇泽王景光杜昶华南理工大学材料科学与工程学院广州510006

采用低温液相法制备了纯水相纳米TiO_(2)溶液,然后在纳米TiO_(2)表面沉积Ag^(+)获得了纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR... 详细信息

采用低温液相法制备了纯水相纳米TiO_(2)溶液,然后在纳米TiO_(2)表面沉积Ag^(+)获得了纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱仪(UV-Vis)和荧光光谱仪(PL)进行表征。经过各项表征分析可知,Ag^(+)/TiO_(2)粒子是粒径10 nm的球形颗粒,XRD特征峰为锐钛矿二氧化钛和硫酸银的叠加峰。此外,沉积的Ag以+1的价态存在,且提高了纳米TiO_(2)的光催化活性,产生了协同效应。抗菌测试结果表明,制备的纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液在不同菌种和不同应用环境下均表现优异的抗菌性能,说明了Ag^(+)/TiO_(2)抗菌的高效性和广谱性,具有极大的市场应用价值。

关键词： Ag^(+)/TiO_(2)溶液低温液相表面沉积纯水相抗菌

碳纤维/六方氮化硼/三元乙丙橡胶复合材料导热性能及其数值模拟

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高分子材料科学与工程 2024年第7期40卷 85-93页

作者：刘泽宏蒋兴华郭建华华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 中山市华南理工大学现代产业技术研究院广东中山528400 华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

5G通讯、消费电子和新能源汽车领域的快速发展对导热材料的需求日益增长,高性能导热复合材料逐渐成为研究热点。由于导热硅胶垫片存在小分子硅油渗出和高温挥发的缺点,不适合用于高洁净度要求的应用场景。文中采用液体三元乙丙橡胶(EPDM... 详细信息

5G通讯、消费电子和新能源汽车领域的快速发展对导热材料的需求日益增长,高性能导热复合材料逐渐成为研究热点。由于导热硅胶垫片存在小分子硅油渗出和高温挥发的缺点,不适合用于高洁净度要求的应用场景。文中采用液体三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,以碳纤维(CF)和六方氮化硼(h-BN)为导热填料,制备了不渗油且无VOC排放的柔性导热复合材料,并采用有限元仿真模拟了不同体积比和体积分数的混合填料填充复合材料的导热行为,预测了复合材料的导热系数,并将导热系数的模拟值与实测值进行对比,二者误差在10%以内,吻合度较高。该研究为混合填料填充柔性导热复合材料的导热性能模拟和预测提供了新途径。

关键词：碳纤维六方氮化硼液体三元乙丙橡胶导热系数数值模拟

纯水相Ag/TiO溶液的制备及其抗菌性能研究

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功能材料 2024年

作者：吴世斌谢镇泽王景光杜昶华南理工大学材料科学与工程学院

采用低温液相法制备了纯水相纳米TiO2溶液，然后在纳米TiO2表面沉积Ag+获得了纯水相Ag+/TiO2溶液。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光... 详细信息

采用低温液相法制备了纯水相纳米TiO2溶液，然后在纳米TiO2表面沉积Ag+获得了纯水相Ag+/TiO2溶液。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱仪(UV-Vis)和荧光光谱仪(PL)进行表征。经过各项表征分析可知，Ag+/TiO2粒子是粒径10 nm的球形颗粒，XRD特征峰为锐钛矿二氧化钛和硫酸银的叠加峰，此外，沉积的Ag以+1的价态存在，且提高了纳米TiO2的光催化活性，产生了协同效应。抗菌测试结果表明，制备的纯水相Ag+/TiO2溶液在不同菌种和不同应用环境下均表现优异的抗菌性能，说明了Ag+/TiO2抗菌的高效性和广谱性，具有极大的市场应用价值。

关键词： Ag /TiO 溶液低温液相表面沉积纯水相抗菌

Al-5%Fe-xNi合金的组织演变与热学性能

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材料工程 2024年 74-82页

作者：莫丽玲江民浩杜军华南理工大学材料科学与工程学院

通过传统铸造法制备Al-5%Fe-xNi （x=0%,1.5%,5%,7.5%,10%，质量分数，下同）合金，观察Ni加入后合金中初生相的形态和尺寸变化，分析合金凝固过程的转变情况以及Ni加入对初生相和共晶组织的影响，探讨Ni含量对合金组织及热学性能的影... 详细信息

通过传统铸造法制备Al-5%Fe-xNi （x=0%,1.5%,5%,7.5%,10%，质量分数，下同）合金，观察Ni加入后合金中初生相的形态和尺寸变化，分析合金凝固过程的转变情况以及Ni加入对初生相和共晶组织的影响，探讨Ni含量对合金组织及热学性能的影响。结果表明：随着Ni含量的增加，合金中的初生相由不规则块状转变为针状。当Ni含量超过5%时，共晶组织减少，初生相转变为规则排列的Al9FeNi相。Ni的加入显著改变合金的凝固过程，使得初生相析出反应由L→Al13Fe4转变为L→Al9FeNi或L+Al13Fe4→Al9FeNi，共晶析出反应由L→α-Al+Al13Fe4逐渐转变为L+Al13Fe4→α-Al+Al9FeNi和L→Al3Ni+α-Al+Al9FeNi。随着Ni含量的增加，析出相体积分数增大，合金的热导率和热膨胀系数随之降低，热膨胀系数从Al-5%Fe的19.9×10-6K-1（@25～200℃）降至Al-5%Fe-10%Ni的17.6×10-6K-1（@25～200℃）。采用通用有效介质理论（GEMT）模型和修正的Turner模型分别对合金的热导率和热膨胀系数进行预测，发现模拟值与实验值吻合较好。

关键词： Al-Fe-Ni合金组织演变热导率热膨胀量化分析

飞秒激光调控钙钛矿量子点玻璃的析晶和光学性能研究进展

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2659-2671页

作者：乐亚坤黄雄健董国平华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室广州510641 华南理工大学物理与光电学院广州510641

全无机铯铅卤(CsPbX_(3),X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点玻璃因为其强光吸收系数、高荧光量子效率、可调的能带宽度和较高的载流子迁移效率等优异的光学性能,受到研究者们的广泛关注。超短脉冲激光即飞秒激光加工透明材料已被证明是构建三维光... 详细信息

全无机铯铅卤(CsPbX_(3),X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点玻璃因为其强光吸收系数、高荧光量子效率、可调的能带宽度和较高的载流子迁移效率等优异的光学性能,受到研究者们的广泛关注。超短脉冲激光即飞秒激光加工透明材料已被证明是构建三维光子器件结构的有效方法,在非线性光学、光学数据存储和纳米光子学等领域有着广泛的应用。本文根据飞秒激光与钙钛矿量子点玻璃相互作用,综合介绍了飞秒激光调控钙钛矿量子点玻璃的析晶和光学性能研究进展,并为飞秒激光作用钙钛矿量子点玻璃的未来的研究和应用提供了新的思路和见解。

关键词：钙钛矿量子点玻璃飞秒激光

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生物基聚脲酰胺的制备及性能研究

中国塑料 2024年第1期38卷 1-6页

作者：潘伯超林晨熹汤栋霖华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(... 详细信息

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(DmA)熔融缩聚制备了一系列高性能PUA。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱证明了PUA的链结构,由体积排阻色谱得出PUA的分子量为12~13 kg/mol。PUA可热压成型,并展现了良好的力学性能,拉伸强度和断裂伸长率分别为25~45 MPa和400%~700%。其中PUA-DA10的拉伸强度达到聚酰胺1010(PA1010)的水平,但断裂伸长率是PA1010的2倍以上,可见其韧性远超于PA1010。PUA-DmA的断裂伸长率不亚于PA-DmA,但是其拉伸强度高于PA-DmA,体现出更高的强度和韧性。本研究证实将脲基引入聚酰胺(PA)得到的PUA可以提高材料的力学性能,该方法十分适合生物基聚酰胺的性能改进和多样化设计与应用。

关键词：聚脲酰胺生物基高分子热塑性高分子尿素

高频电源与活性屏离子渗氮对表面纳米化TC4钛合金渗氮层结合力的影响

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表面技术 2024年第17期53卷 157-169页

作者：高鸿文凯张乘玮高岩华南理工大学材料科学与工程学院广州510641

目的评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗... 详细信息

目的评估高频电源对喷丸纳米化TC4钛合金离子渗氮层结合力的影响,进一步探究在高频电源+活性屏工艺组合上,渗氮参数优化对渗氮层结合力的影响。方法选取直流电源–500℃-20 h-300 Pa离子渗氮试样与高频电源–500℃-20 h-200 Pa离子渗氮试样,分别进行XRD、扫描电镜和划痕试验,对结构、形貌与结合力分析。在高频电源基础上,进一步选取活性屏优化前、后参数的渗氮试样进行结构、形貌和结合力对比。结果通过划痕测试发现,高频电源渗氮层的声信号平稳,划痕无剥落,渗氮层摩擦力信号突增的载荷值有一定提升。在高频电源+活性屏工艺组合下,优化后渗氮试样的Ti N和Ti2N层厚度比优化前渗氮试样的厚度明显增加。声信号上表现为更平稳及无明显突变,且优化后试样的渗氮层摩擦力信号突增的载荷值较优化前均增加。结论高频电源抑制了传统直流电源渗氮过程中的打弧现象,缓解了渗氮层内部的热应力聚集,提高了渗氮层的表面性能,对渗氮层载荷承受力和结合力有一定的提升作用。在高频电源与活性屏组合工艺下,优化后渗氮试样的渗氮动力学条件更好,Ti2N层厚度显著增加,提高了基体中氮扩散层的性能。同时,Ti2N厚度的增加可以减缓TiN层与基体的成分与性能的突变,从而提升渗氮层与基体的结合力。

关键词： TC4钛合金活性屏离子渗氮高频电源表面纳米化结合力