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Al_(x)(TiVCrNb)_(100−x)轻质高熵合金显微组织及力学性能

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中国有色金属学报 2023年第6期33卷 1868-1877页

作者：翟高阳开明杰汪晓天程靓操振华南京工业大学材料科学与工程学院南京210009

采用真空感应熔炼制备Al_(x)(TiVCrNb)_(100−x)(x=0~25,%,摩尔分数)轻质高熵合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计和电子万能试验机等研究Al含量对高熵合金微结构及力学性能的影响。结果表明:Al_(x)(TiVCrNb)_(100−x)合金由BC... 详细信息

采用真空感应熔炼制备Al_(x)(TiVCrNb)_(100−x)(x=0~25,%,摩尔分数)轻质高熵合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计和电子万能试验机等研究Al含量对高熵合金微结构及力学性能的影响。结果表明:Al_(x)(TiVCrNb)_(100−x)合金由BCC基体相及析出相组成。当x≤5时,Al元素掺杂能够抑制高熵合金基体中析出相的产生;当5

关键词：高熵合金显微组织固溶强化第二相强化力学性能

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纳米多层高熵难熔合金的扩散阻挡性能

中国有色金属学报 2023年第6期33卷 1878-1889页

作者：李鹏飞开明杰陈家豪马涵韩茜婷操振华南京工业大学材料科学与工程学院南京210009

本工作研究了纳米高熵合金单层和多层阻挡层的扩散阻挡性能及其失效行为。结果表明:非晶态NbMoTaW单层阻挡层的失效温度达到600℃,高于W和TiVCr阻挡层的500℃。W/NbMoTaW多层阻挡层为纳米晶结构,柱状晶界面为原子扩散提供了扩散通道,削... 详细信息

本工作研究了纳米高熵合金单层和多层阻挡层的扩散阻挡性能及其失效行为。结果表明:非晶态NbMoTaW单层阻挡层的失效温度达到600℃,高于W和TiVCr阻挡层的500℃。W/NbMoTaW多层阻挡层为纳米晶结构,柱状晶界面为原子扩散提供了扩散通道,削弱了层界面的扩散阻挡作用,导致W/NbMoTaW多层阻挡层的失效温度与NbMoTaW阻挡层相比并没有提升,仍为600℃。然而,高熵合金NbMoTaW/TiVCr多层阻挡层的失效温度显著提高到800℃,表现出优异的扩散阻挡特性。无晶界扩散通道的非晶态结构、强晶格畸变和迟滞扩散效应的高熵合金层降低了原子扩散速率,且原子优先沿着非共格高熵界面发生扩散,原子的扩散距离增加了,这些是NbMoTaW/TiVCr多层阻挡层失效温度显著提高的主要原因。

关键词：铜互连扩散阻挡层高熵合金多层膜

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Bi_(1-x)Ca_(x)FeO_(3-δ)的制备及其性能

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硅酸盐学报 2022年第5期50卷 1248-1256页

作者：冯伟伟赵慧粉沈睦夷陈涵郭露村南京工业大学材料科学与工程学院南京211816

开发具有优异电化学活性的阴极材料对中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的应用至关重要。采用固相法制备无钴阴极材料Bi_(1-x)Ca_(x)FeO_(3-δ)(BCFx,x=0.1、0.2和0.3),通过该体系材料的物相结构、电导率、氧传输特性以及电化学性能研究... 详细信息

开发具有优异电化学活性的阴极材料对中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的应用至关重要。采用固相法制备无钴阴极材料Bi_(1-x)Ca_(x)FeO_(3-δ)(BCFx,x=0.1、0.2和0.3),通过该体系材料的物相结构、电导率、氧传输特性以及电化学性能研究表明,950℃时可以合成具有单相钙钛矿结构的Bi_(1-x)Ca_(x)FeO_(3-δ)(x=0.1、0.2和0.3)阴极粉体。BCFx阴极材料中,样品BCF0.2具有较高的电化学催化活性,750℃时,对称电池极化阻抗为0.06Ω·cm^(2),Ni-(Y_(2)O_(3))_(0.08)(Zr O_(2))_(0.92)(Ni-8YSZ)(Ni-8YSZ)阳极支撑单电池最大功率密度为730 mW/cm^(2)。由电导弛豫结果得知,BCF0.2阴极良好的氧还原催化活性主要归因于其较高的氧扩散系数和表面交换系数。氧还原反应动力学研究表明,样品BCF0.2阴极氧还原反应的速率控制步骤为吸附氧的解离过程。

关键词：固体氧化物燃料电池阴极电导弛豫电化学性能

肽类树状大分子的功能化修饰及在肿瘤治疗和诊断中的应用综述

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材料导报 2022年第11期36卷 215-222页

作者：王朋飞徐胜楠魏杰刘文娟顾忠伟张亚男南京工业大学材料科学与工程学院南京211816

肽类树状大分子是一类具有高度规整性、三维结构、尺寸可控的大分子。其由于良好的生物相容性、低免疫原性和多功能化等特点,近几十年来逐渐发展成一类新型生物医用高分子材料。目前,基于肽类树状大分子的药物递送系统,在药物/基因负载... 详细信息

肽类树状大分子是一类具有高度规整性、三维结构、尺寸可控的大分子。其由于良好的生物相容性、低免疫原性和多功能化等特点,近几十年来逐渐发展成一类新型生物医用高分子材料。目前,基于肽类树状大分子的药物递送系统,在药物/基因负载、靶向递送及释放等方面取得了突破性进展。抗癌药物/基因可通过物理包埋或环境敏感型化学键与肽类树状大分子结合,进而通过高渗透长滞留效应(EPR效应)或借助靶向因子实现向肿瘤部位的有效递送,最后通过载体溶胀或敏感型化学键的断裂实现药物释放。为达到更有效的抗肿瘤治疗效果,设计更加稳定、精准及具有诊疗一体或联合治疗功能的肽类树状大分子药物递送系统是目前研究的热点和难点。本文简单介绍了近几年来肽类树状大分子表面功能化的研究进展,以及肽类树状大分子药物载体在治疗和诊断领域的应用。

关键词：肽类树状大分子功能化药物靶向递送癌症治疗癌症诊断

多糖/金属有机框架(MOFs)复合气凝胶的制备及应用进展

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材料导报 2022年第4期36卷 212-221页

作者：王杨鑫邓强李成贵温永宇南京工业大学材料科学与工程学院南京211816

气凝胶材料是一类具有三维纳米结构的多孔材料,在航空航天、石油化工、环保工程、建筑工程、化学催化、医药卫生等领域表现出广泛的应用价值,自问世以来一直深受人们的关注。由纤维素、壳聚糖、海藻酸等多糖制备得到的气凝胶材料不仅能... 详细信息

气凝胶材料是一类具有三维纳米结构的多孔材料,在航空航天、石油化工、环保工程、建筑工程、化学催化、医药卫生等领域表现出广泛的应用价值,自问世以来一直深受人们的关注。由纤维素、壳聚糖、海藻酸等多糖制备得到的气凝胶材料不仅能够保持传统气凝胶高孔隙率、大比表面积、低密度的特点,还具备了天然高分子可再生、可降解、生物兼容性好的优点,成为了当前的热门材料之一。金属有机框架(MOFs)是一类由金属节点以及有机配体通过配位作用组装形成的多孔框架材料,在吸附、催化、传感、载药等领域都表现出巨大的应用潜力。随着对材料应用功能、加工性能、循环使用性能等要求的提升,近年来人们对多糖/MOFs复合气凝胶材料的研究兴趣逐渐高涨。自2016年第一例纤维素纳米晶/MOFs复合气凝胶材料被报道以来,研究人员尝试了多种不同的多糖以及MOFs组合,制备了不同类型的多糖/MOFs复合气凝胶材料,并探索了它们在不同领域的应用。本文首先总结了多糖/MOFs复合气凝胶材料的三种常见制备策略:(1)将预先制备好的MOFs与多糖直接混合制备复合气凝胶;(2)在多糖分子表面原位生成MOFs之后再制备复合气凝胶;(3)在已制备好的多糖气凝胶中原位生成MOFs再制备复合气凝胶。通过相应的实例详细介绍了这些制备方法的特点,然后分别介绍了多糖/MOFs复合气凝胶材料在不同领域中的应用情况,最后针对当前该领域研究存在的不足以及面临的问题提出了解决方法并展望了未来可能的发展方向。

关键词：多糖金属有机框架(MOFs) 气凝胶多孔材料复合材料

可瓷化交联乙烯-醋酸乙烯共聚物复合材料的制备与性能

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高分子材料科学与工程 2022年第11期38卷 139-145页

作者：包艳华赵东沈育才王庭慰南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京210009

采用过氧化二异丙基苯(BIPB)作为交联剂对乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行交联改性。红外光谱和凝胶质量分数测试证明改性后的EVA形成了一种交联结构,其凝胶含量约为99.3%。进一步研究了EVA/硅酸盐玻璃粉(SGF)/聚磷酸铵(APP)复合体系中基... 详细信息

采用过氧化二异丙基苯(BIPB)作为交联剂对乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行交联改性。红外光谱和凝胶质量分数测试证明改性后的EVA形成了一种交联结构,其凝胶含量约为99.3%。进一步研究了EVA/硅酸盐玻璃粉(SGF)/聚磷酸铵(APP)复合体系中基体的交联程度,其值为98.8%,表明填料的添加对基体的交联反应几乎没有影响。动态流变分析表明,交联改性EVA复合材料比未改性的具有更高的剪切黏度和熔体强度。热重分析表明,交联改性能够提升复合材料的热稳定性,质量损失为5%时的温度为329℃,高于未改性的311℃。耐火性能测试表明,交联改性复合材料的烧蚀残余物弯曲强度随烧蚀温度的升高而增大,在1000℃时的弯曲强度是未改性样品的1.94倍,并且在烧蚀过程中能够很好地支撑其残渣质量,扫描电镜图片也显示其陶瓷体的结构更致密、表面裂纹相对更少。因此,基体的交联改性改善了材料的耐火性能。

关键词：可瓷化乙烯-醋酸乙烯共聚物交联结构耐火性能

原位自生碳化物增强CoCrFeNi高熵合金的显微组织与力学性能

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材料导报 2022年第14期36卷 27-32页

作者：陈瑞润陈秀刚高雪峰秦刚宋强崔洪芝山东科技大学材料科学与工程学院哈尔滨工业大学材料科学与工程学院

为了提高面心立方(FCC)相高熵合金的强度，将Ti和C元素添加到FCC单相CoCrFeNi高熵合金中以实现强化效应。利用真空电弧熔炼法制备(CoCrFeNi)(TiC)(x=0、2、4、6、8(原子分数，%))高熵合金，研究了不同含量的Ti和C元素对CoCrFeNi合金显... 详细信息

为了提高面心立方(FCC)相高熵合金的强度，将Ti和C元素添加到FCC单相CoCrFeNi高熵合金中以实现强化效应。利用真空电弧熔炼法制备(CoCrFeNi)(TiC)(x=0、2、4、6、8(原子分数，%))高熵合金，研究了不同含量的Ti和C元素对CoCrFeNi合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加Ti和C元素后，合金的微观结构由单一的FCC相转变为FCC基体相和原位自生富Ti碳化物，富Ti碳化物的形成并未改变基体相类型。富Ti碳化物沿着枝晶间凝固，呈片层状并相互连接形成网状组织。随着Ti和C含量的增加，FCC基体相含量逐渐降低，富Ti碳化物体积分数逐渐增大至12%。拉伸测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的屈服强度和抗拉强度不断提高，延伸率呈下降趋势，当x=8时，抗拉强度从409 MPa(x=0)提升到618 MPa,同时合金能维持可应用的塑性，延伸率可达15.7%。硬度测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的硬度呈上升趋势，当x=8时，硬度值为253HV。原位自生富Ti碳化物产生的第二相强化、固溶强化和枝晶间片层状、网状组织的协同效应使合金强度得到提升，同时合金还保持了较好的塑性。

关键词：高熵合金碳化物微观组织力学性能固溶强化

纳米金刚石/竖立石墨烯复合三维电极的制备及电化学性能研究

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物理学报 2022年第19期71卷 328-337页

作者：蒋梅燕王平陈爱盛陈成克李晓鲁少华胡晓君浙江工业大学材料科学与工程学院杭州310014

金刚石/石墨烯复合电极因能发挥金刚石组分的低背景电流和宽电势窗口,且兼具石墨组分的高电化学活性,引起了人们的广泛关注.本文采用热丝化学气相沉积方法,通过调控短时生长时间,在纳米金刚石单颗粒层表面的竖立石墨烯片中嵌入纳米金刚... 详细信息

金刚石/石墨烯复合电极因能发挥金刚石组分的低背景电流和宽电势窗口,且兼具石墨组分的高电化学活性,引起了人们的广泛关注.本文采用热丝化学气相沉积方法,通过调控短时生长时间,在纳米金刚石单颗粒层表面的竖立石墨烯片中嵌入纳米金刚石,形成复合三维电极.结果表明,当竖立石墨烯片顶部生长了纳米金刚石时,电极显示较宽的电势窗口(3.59 V)和极低的背景电流(1.27 mA/cm^(2)),片层顶部少层石墨包覆纳米金刚石晶粒的复合结构是拓宽电势窗口和降低背景电流的关键.随着生长时间延长,竖立片层长大,纳米金刚石晶粒嵌入到片层中,构建了新型的纳米金刚石/石墨烯复合竖立片层结构;有序的石墨结构使得电化学活性面积增大为677.19μC/cm^(2)和比电容增至627.34μF/cm^(2),石墨组分增多使得电势窗口变窄,嵌入片层中的纳米金刚石有效地降低背景电流.本研究提供了一种热丝化学气相沉积方法制备纳米金刚石/石墨烯复合三维电极的新方法,并为充分发挥金刚石/石墨烯复合薄膜的协同效应提供了一种新思路.

关键词：纳米金刚石竖立石墨烯电极电化学性能

Pr_(6)O_(11)对合成金刚石单晶各向异性的刻蚀

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材料工程 2022年第11期50卷 173-181页

作者：朱振东肖长江马金明栗正新河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001

为了探究稀土氧化物对合成金刚石单晶的各向异性刻蚀,在氮气保护下,在750~950℃内用Pr_(6)O_(11)对合成金刚石单晶进行刻蚀。采用扫描电子显微分析、热重分析、X射线衍射和拉曼光谱等技术对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌、物相组... 详细信息

为了探究稀土氧化物对合成金刚石单晶的各向异性刻蚀,在氮气保护下,在750~950℃内用Pr_(6)O_(11)对合成金刚石单晶进行刻蚀。采用扫描电子显微分析、热重分析、X射线衍射和拉曼光谱等技术对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌、物相组成和刻蚀机理进行表征与分析。采用最大刻蚀深度、单颗粒抗压强度和冲击韧性来表征刻蚀前后金刚石性能的变化。结果表明:Pr_(6)O_(11)对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀程度和形貌均不同;当温度为750℃时,Pr_(6)O_(11)对金刚石单晶已有一定程度的刻蚀,随刻蚀温度的增加,刻蚀加剧,且金刚石{111}面的刻蚀程度比{100}面严重;{111}面刻蚀坑形貌从三角形变为层状结构三角形,{100}面由轻微的四边形变为类蜂窝状刻蚀坑;{111}面最大刻蚀深度从1.12μm增加到12.54μm,而{100}面只从0.30μm增加到2.11μm;金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576.25 N降低到最小530.06 N,冲击韧性由92.94 J/cm^(2)减小到88.53 J/cm^(2);Pr_(6)O_(11)对金刚石单晶的刻蚀机理在885℃前为催化石墨化,885℃后为催化石墨化和氧化。

关键词：金刚石单晶氧化镨各向异性刻蚀刻蚀机理性能