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研究了ZSM-5沸石分子筛对氢的超临界吸附特性.结果表明,在77 K/5 MPa、195 K/7 MPa、293 K/7 MPa条件下,ZSM-5沸石分子筛的储氢质量分数分别为1.97%、0.65%和0.4%.用Clausius-Clapeyron方程求得的等量吸附热(3.8kJ/mol)与吸附量无关,表明该分子筛是一种表面势场均匀的吸附剂.将表面过剩吸附理论与描述Ⅰ型等温线的诸理论模型结合,分析了超临界吸附等温线,发现基于Toth方程的等温线模型在整个实验范围内与实验数据吻合较好,由该模型计算出的氢吸附相密度在77 K达到55.6 kg/m3.根据回归参数讨论了超临界条件下氢在微孔沸石分子筛中的吸附机理,确认了氢在微孔沸石分子筛中的吸附为物理吸附.

关键词: 无机非金属材料 , 储氢 , 超临界吸附 , 沸石分子筛ZSM-5 , 表面过剩吸附

磁控溅射CrAlYN涂层的硬度和抗氧化性能

张罡 , 尹雪 , 张济 , 杜晓明 , 娄长胜

材料热处理学报

采用磁控溅射技术,在高速钢基材上沉积了不同Y含量的CrAlYN涂层,进行了900℃下lh高温氧化试验.通过SEM、EDS、XRD和纳米压痕仪等对涂层元素组成、纳米硬度、弹性模量以及热处理前后的表面形貌和物相组成进行了表征.研究了Y含量对CrAlYN涂层硬度,弹性模量、物相组成和高温抗氧化性能的影响.结果表明:加入Y后涂层没有新的物相形成,但是CrAlN相的衍射峰取向由(200)向(111)转变.与不添加Y的CrAlN涂层相比,Y含量0.41 at％时,涂层的硬度、弹性模量和900℃高温抗氧化性能显著改善.Y含量2.75 at％和3.94 at％时,涂层的综合性能降低.

关键词: 磁控溅射 , CrAlYN涂层 , 抗氧化性能 , 纳米硬度 , 弹性模量

Mg-Ti二元系合金的研究进展

杜晓明 , 吴尔冬 , 郭广思

稀有金属材料与工程

对近年来Mg-Ti二元合金的研究开发概况、制备技术、结构与性能等方面进行了系统阐述.介绍了采用机械合金化法、物理气相沉积法、高压合成法以及放电等离子烧结等方法获得的亚稳态Mg-Ti二元合金,分析了不同制备技术对Mg-Ti二元合金的结构演变、储氢性能、氢致光变特性和力学性能的主要影响因素,并对Mg-Ti二元合金研究中存在的问题以及今后的发展方向进行了探讨与展望.

关键词: Mg-Ti二元合金 , 机械合金化 , 物理气相沉积 , 储氢性能

Mg-Ti-H体系电子结构与光学性质的第一性原理计算

杜晓明 , 李武会 , 吴二冬

稀有金属材料与工程

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对不同Ti含量的MgxTi(1-x)H2(x=0.25,0.5,0.75,0.875)体系的电子结构进行研究,并预测其光学性质.电子态密度计算结果表明:在MgH2中加入Ti原子,使MgTi(1-x)H2体系呈现金属特性,这源于Ti诱导费米能级处电子密度增加和费米能级附近能隙消失.电荷密度分析进一步得到了Ti-H原子间形成比Mg-H原子间更强的共价键的成键本质.光学性质预测结果表明,MgxTi(1-x)H2体系中Ti含量对其可见光能量附近的光学性质存在重要影响,较低Ti含量(如Mg0.875Ti0.125H2)不利于提高其可见光的吸收能力,而较高Ti含量(如Mg0.25Ti0.75H2)则对可见光的反射较高.计算结果为制备具有优良的太阳光吸收能力和光电转化效率的Mg-Ti-H 光电材料提供了理论依据.

关键词: 第一性原理 , MgxTi(1-x)H2 , 电子结构 , 光学性质