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气流粉碎/静电分散中超微粉体荷电特性的实验研究

鹏飞 , 张蓉 , 李银冰 , 李宁 , 王佳佳 , 胡建昌

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.05.023

气流粉碎作为超微粉体制备的一种先进技术被广泛运用在工业生产中,然而气流粉碎过程中颗粒间剧烈摩擦所形成的表面静电以及由于颗粒粒径减小所带来的强吸附性能,都将引起粉碎后的颗粒发生再次团聚,从而导致超微粉体的优良特性劣化。静电分散作为一种新型的物理分散法,通过使粉体颗粒在电晕电场中荷以同一极性的电荷,利用颗粒之间的库仑斥力进行分散,荷电量越大则粉体的分散性越好。以不同粒径的滑石粉为研究对象,对气流粉碎/静电分散相结合方法中粉体的荷电特性进行了实验研究。研究结果表明,平均粒径较大粉体的荷质比在较低气压下随着荷电电压的升高而增大,当气压较高时在40 kV下存在一峰值;而平均粒径较小粉体的荷质比均随着荷电电压的升高而增大。荷电电压恒定时滑石粉荷质比随着气流压强的增大而减小。相同荷电条件下粒径较小的粉体颗粒的荷电性能优于粒径较大颗粒。

关键词: 超微粉体 , 荷电特性 , 气流粉碎 , 静电分散

搅拌摩擦焊温度场研究进展

鹏飞 , 张蓉 , 熊江涛 , 李京龙

材料导报

自1991年英国焊接研究所(TWI)发明了搅拌摩擦焊(FSW)以来,许多学者对搅拌摩擦焊接过程中的温度场分布进行了大量的研究.随着人们时搅拌摩擦焊接物理机制的深入了解,描述其温度场分布的模型也越来越精确,由最初仅考虑摩擦产热,发展到综合考虑摩擦产热和材料塑性变形产热,近年来一些研究者更是尝试建立热力耦合的模型来描述其温度场分布.简要叙述了关于搅拌摩擦焊温度场研究的发展历程及研究现状.

关键词: 搅拌摩擦焊 , 温度场 , 摩擦产热 , 塑性变形产热

过渡金属( Mn2+、Ni2+、Fe3+、Cu2+)掺杂ZnO基稀磁半导体的制备及性质

夏川茴 , 周木 , 韩向宇 , 鹏飞

材料导报

利用溶液腐蚀法制备了Mn2+、Ni2+、Fe3+、Cu2+离子掺杂的ZnO基稀磁半导体.XRD表明掺杂后的ZnO仍然保持单一的纤锌矿结构,没有任何杂质相产生.由紫外-可见光反射谱可知掺杂后吸收边发生了红移.掺杂前ZnO的带隙为3.20eV,对样品分别掺入Mn、Ni、Fe和Cu后的带隙分别为3.19eV、3.15eV、3.08eV和3.17eV.掺杂后样品的室温PL谱除了紫外发射峰外,对于Mn掺杂的样品还在蓝光区域出现了2个分别位于424nm和443nm的发射峰,Fe掺杂的样品出现了一个位于468nm的微弱发射峰,Cu掺杂的样品出现了位于469nm及535nm的很宽的发射峰.室温磁滞回线显示掺杂后样品有明显的铁磁性,掺入Mn、Ni、Fe和Cu样品的剩余磁化强度(Ms)分别为0.3902×10-3 emu/cm3、0.454emu/cm3、0.372emu/cm3和0.962×10-3emu/cm3,矫顽力分别为47Oe、115.92Oe、99.33Oe和23Oe.经分析室温铁磁性来源于缺陷调制的Mn2+-Mn2+长程铁磁交换相互作用.

关键词: ZnO基稀磁半导体 , 溶液腐蚀法 , 光学性质 , 磁性

CaCO3粉体气流粉碎/静电分散粒径分布规律研究

胡建昌 , 张蓉 , 鹏飞 , 李银冰

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.13.026

气流粉碎是近年来发展起来的一种新型微纳米粉体制备技术,然而采用该方法制备的粉体在一定程度上会自发团聚形成团聚体.将静电分散与气流粉碎相结合,研究了不同粒径的原始粉料经气流粉碎/静电分散方法处理后的粒径分布以及粒径随时间的变化关系,得到了气流粉碎/静电分散中荷电电压对所制备粉体粒径分布的影响规律和颗粒荷电分散的时效性,结果表明荷电电压越高粉体分散性越好,经J/E处理后粉体粒径随时间变化关系满足d=Aet/B+d0.

关键词: 气流粉碎 , 静电分散 , 粒径 , 时效性 , CaCO3粉体

气流粉碎/静电分散中粉体颗粒运动规律的数值模拟研究

鹏飞 , 张蓉 , 李银冰 , 李宁 , 申朵 , 胡建昌

稀有金属材料与工程

通过经典力学及流体力学基本原理,建立轨道模型对气流粉碎/静电分散相复合制备超微粉体中粉碎分散仓内颗粒的运动过程进行了数值模拟研究,揭示了气流粉碎/静电分散过程中粉体颗粒的运动规律.当荷电电压为20 kV,射流速度较低时粉体颗粒流存在准稳态层流流动现象;随着射流速度的提高,粉体颗粒转变为弥散分布,且分散性具有一定程度的提高;当荷电电压增大至60 kV时,仓内粉体颗粒的分散性有了进一步的提高,呈现出较好的均匀分散状态.研究结果表明,增大射流速度和荷电电压能够有效的提高制备过程中粉体颗粒的分散性,且后者效果更为明显.

关键词: 超微粉体 , 运动规律 , 气流粉碎 , 静电分散

低压交流电脉冲下Al-7%Si合金晶粒细化机理研究

李宁 , 张蓉 , 张利民 , 邢辉 , 鹏飞 , 吴耀燕

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00247

采用不同凝固阶段施加低压交流电脉冲以及在模具中嵌入不同直径金属网限制熔体对流的方法,研究了低压交流电脉冲细化Al-7%Si合金宏观凝固组织的机理。结果表明,低压交流电脉冲处理620 ℃以上的过热熔体以及在α-Al初生相生长后半阶段施加电脉冲均不会细化合金晶粒,晶粒细化主要发生在α-Al初生相形核阶段和生长前半阶段。金属网内外晶粒均得到了细化,但网外晶粒更细小,且网内微观组织为发达的树枝晶,网外为蔷薇状组织。低压交流电脉冲孕育效应及Joule热效应不会对Al-7%Si合金晶粒细化产生明显影响,合金晶粒细化主要是电磁力诱导的熔体流动引起晶核增殖和脉冲电流作用下形核动力学改变而引起形核率增加协同作用的结果。

关键词: Al-Si合金 , 低压交流电脉冲 , 晶粒细化 , 宏观组织 , 微观组织

紫外-可见吸收、荧光光谱研究壳核型CdTe/CdS量子点与盐酸药根碱的相互作用及其应用

鹏飞 , 龚会平 , 刘正清 , 王晓丹 , 李萍萍 , 何佑秋

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2012.00163

合成了巯基乙酸(TGA)修饰的壳核型CdTe/CdS量子点(TGA-CdTe/CdSQDs).利用紫外-可见光谱吸收、荧光光谱研究TGA-CdTe/CdS QDs与盐酸药根碱(JH)的相互作用机理.在pH值为7.4的tris-HCl缓冲溶液介质中,QDs与JH相互作用后使QDs的荧光呈线性猝灭,并有良好的线性关系(r=0.999 1),线性范围0.011 ~ 10 mg/L,检出限(3σ为3.3×10-3 mg/L,因此可以作为一种快速、简便、定量测定盐酸药根碱的新方法.

关键词: 盐酸药根碱 , 壳核型CdTe/CdS量子点 , 紫外-可见吸收 , 荧光猝灭法

CdTe/CdS量子点与丝裂霉素的相互作用及其应用

李萍萍 , 鹏飞 , 龚会乎 , 刘正清 , 王晓丹 , 何佑秋

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2012.00326

在水相中合成了硫普罗宁(Tiopronin,TP)修饰的CdTe/CdS量子点(TP-CdTe/CdS QDs).利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱研究了TP-CdTe/CdS QDs与丝裂霉素(mitomycin C,MMC)的相互作用机理.在pH=7.6的tris-HCl缓冲溶液介质中,TP-CdTe/CdS QDs与MMC相互作用,使TP-CdTe/CdS QDs的荧光发生猝灭,并且QDs的荧光强度与MMC的浓度有良好的线性关系(r=0.9991),线性范围4.7×10-9~1.2×10-8g/mL,检出限(3σ)为1.4×10-g/mL.此方法快速简便,用于尿样中丝裂霉素的测定,实验结果令人满意.

关键词: CdTe/CdS量子点 , 紫外-可见吸收光谱 , 荧光猝灭法 , 丝裂霉素

硫化钴纳米晶超声喷雾控制生长

鹏飞 , 孙丽丽 , 韩向宇 , 夏川茴 , 吴海英 , 王锋

稀有金属

以CoC12.6H2O和CH4N2S为前驱物,通过超声喷雾热解法,制备了立方相Co9S8纳米碎壳和Co3S4纳米晶.所制备的样品用XRD,SEM,EDX和FTIR进行了表征,结果发现过量的硫脲和反应时间对产物的形貌有明显影响.通过控制反应温度可以控制样品的物相,并且对空心和实心晶体结构的产生提出了相应的机理.

关键词: 纳米晶 , 合成 , 硫化钴 , 超声喷雾

Ba0.8Sr0.2Ti0.5Mn0.5O3纳米晶体的合成及气敏性质研究

夏川茴 , 韩向宇 , 鹏飞

材料导报

采用复合碱媒介法(CHM),在合成BaMnO3和Ba0.5Sr0.5 MnO3的基础上,以Sr(NO3)2、BaCO以及MnO2和TiO2为原料,在200℃、24h的生长条件下,用20%的Sr离子替代20%的Ba离子,用50%的Ti离子替代50%的Mn离子成功合成了Ba0.8Sr0.2Ti0.5Mn0.5O3纳米晶体.采用XRD、SEM及EDS对产物的晶相、形貌和成分进行了分析,对Ba0.8 Sr0.2 Ti0.5 Mn0.5 O3制作的电极进行了气敏性质的测定.

关键词: 复合碱媒介法 , 钛锰酸锶钡 , 气敏性质

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