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Cr3+掺杂Al2O3-YAG共晶的生长及光谱性能研究

赛青林 , 夏长泰 , 狄聚青 ,

人工晶体学报

采用光学浮区法成功地生长出了质量良好的共晶.通过XRD分析,确认了共晶组成中仅含有Al2O3和YAG两种晶相,发现随着Cr的掺入,两相的晶胞参数相对于纯单晶略有增大.通过SEM观察发现共晶组织中两种晶相无序交错排布,共晶间距约10 μm左右.测量了室温下掺Cr共晶的吸收光谱、激发光谱和发射光谱.在402nm和556nm的激发波长下,共晶的发射谱均表现出了较好的R线发射,并在掺杂浓度达到0.4 wt%时达到极大值.其激发谱与吸收谱峰位基本一致,说明从激发态向基态跃迁时,发生无辐射跃迁的概率很小.通过与两种单晶的光谱的对比,确认进入Al2O3中八面体的Cr3+在共晶的光谱性质中起主要作用.

关键词: 共晶 , 浮区法 , 吸收光谱 , 激发光谱 , 发射光谱

铍激光热传导对接焊对接间隙的数值处理方法

赵朋成 , , 为波 , 侯俊英 , 史平安

材料科学与工艺

提出了一种虚拟材料法,用以消除铍激光热传导对接焊热过程数值分析中钎料与母材问的对接间隙所带来的能量边界条件.假定对接间隙被一种具有不同于母材和钎料的热物性参数的虚拟材料所填充,用指数旋转抛物线体热源模型预测了铍激光热传导对接焊缝横断面轮廓,并进行了试验研究.结果表明,在考虑对接间隙的情况下计算所得的熔池轮廓更接近于试验结果.虚拟材料的导热系数对熔池形状的影响较大,而密度和比热对熔池形状的影响较小.随着导热系数的增大,熔深和熔宽均逐渐减小.当导热系数取30 W/(m·K)时,计算所得的熔池形状与试验测得的值吻合良好.

关键词: 激光热传导对接焊 , 对接间隙 , 虚拟材料法 , 数值模拟

季铵化壳聚糖/聚苯乙烯半互穿水凝胶的制备及溶胀动力学

吉林 ,

高分子材料科学与工程

利用高季铵化取代度的季铵化壳聚糖(QCS)和苯乙烯单体为原料,借助原位乳液聚合、交联的手段制备具有半互穿网络结构的高分子凝胶.该凝胶具有较高的力学强度和较快的溶胀速度,溶胀过程满足Schott's二级溶胀动力学方程.随凝胶中聚苯乙烯(PS)含量增加,凝胶的拉伸强度增强,断裂伸长率降低,热稳定性增强,含水量下降,吸水溶胀速度加快.当PS质量分数为21%时,干凝胶的拉伸强度为20 MPa,吸水溶胀过程在3 min内达到平衡.扫描电镜结果表明,凝胶结构中没有明显的相分离现象.同时,热稳定性测定结果表明,该凝胶具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于150℃.

关键词: 聚苯乙烯 , 水凝胶 , 互穿网络 , 季铵化壳聚糖 , 溶胀速率

Gemini型分子在燃料电池用全互穿网络膜中的应用

张帆 , , 吉林 , 封瑞江 , 张扬

高分子材料科学与工程

以季铵化壳聚糖(QCS)、丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)为原料,借助引发剂过硫酸钾(KPS)将AM与Gemini型分子引发聚合,生成嵌段聚合物.利用戊二醛(GA)将上述嵌段聚合物与QCS交联,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜.结果表明,该膜具有较高的力学性能和电导率.另外,随着膜中G8-2-8质量分数的增加,电导率、含水率、离子交换量、断裂伸长率增加;拉伸强度下降.G8-2-8质量分数为20%的阴离子膜在70℃条件下,电导率高达6.56×10-2 S/cm.扫描电镜结果表明,Gemini分子引入后,膜表面致密均一,结构中没有明显的相分离现象;热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于200℃.

关键词: 季铵化壳聚糖 , Gemini型表面活性剂 , 丙烯酰胺 , 阴离子交换膜 , 全互穿网络

光学浮区法生长Si∶β-Ga2O3单晶及其光谱研究

, 夏长泰 , 赛青林 , 狄聚青 , 牟菲

人工晶体学报

采用浮区法生长了质量较好的Si∶β-Ga2O3单晶,直径约为8mm,长度约为2 cm.进行了X射线粉末衍射和X射线荧光分析,结果表明所得Si∶β-Ga2O3单晶属于单斜晶系,而且Si确实进入了β-Ga2O3格位中;在室温下测试了Si∶β-Ga2O3吸收光谱,吸收截止边约为255 nm,并分析了退火对吸收截止边的影响;测试了荧光发射谱,研究了不同激发波长对其紫外及紫色波段发光的影响.

关键词: Si∶β-Ga2O3 , 浮区法 , 光谱

复合材料层板静压入破坏机制

, 关志东

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.023

建立一个有效的计算模型,以分析复合材料层板在静压入过程中发生分层、纤维断裂的现象.该计算模型基于有限元程序的三维逐渐损伤理论对层板的静压入全过程进行模拟,对逐层逐个单元的损伤进行判断,可以模拟任意角度、铺层厚度的层板在递增载荷下的逐渐损伤破坏过程.对炭纤维增强环氧树脂基复合材料层板在静压入过程中发生的分层和纤维断裂现象进行预测,并与实验结果进行比较;对炭纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料层板在静压入过程中的分层损伤和最终破坏接触力的大小进行预测,并与低速冲击下的结果进行比较.数值仿真与实验结果吻合较好,表明静压入分析方法是复合材料层板在低速冲击下产生损伤的可替换分析方法.

关键词: 静压入 , 集中压痕力 , 复合材料层合板 , 逐渐损伤

原位聚合Gemini型阳离子分子-苯乙烯嵌段聚合物构筑阴离子导电膜

张帆 , , 吉林 , 封瑞江 , 张扬

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.06.150309

借助引发剂过硫酸钾(KPS),采用原位聚合法将苯乙烯(St)与Gemini型阳离子分子顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)在季铵化壳聚糖(QCS)的醋酸溶液中,引发聚合形成不同嵌段比例(St与G8-2-8的摩尔比)的嵌段聚合物.然后利用戊二醛(GA)为交联剂将QCS交联形成网状结构,将上述线性嵌段聚合物“锁定”在交联的QCS网状结构中,制备了一系列具有半互穿网络结构(Semi-IPN)的阴离子导电膜.性能测试的结果表明,该系列膜具有较高的机械性能和电导率.当G8-2-8含量为QCS质量的20%,嵌段比例为5:1时,表现出最高的离子交换量(1.35 mmol/g),断裂伸长率(26.47%)和电导率(70℃,6.97×10-2 S/cm).热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于210℃.

关键词: 季铵化壳聚糖 , Gemini型表面活性剂 , 苯乙烯 , 嵌段聚合物 , 阴离子导电膜

季铵化壳聚糖/[Nbmm]OH碱性复合阴离子膜的制备及性能

陈力豪 , , 吉林 , 封瑞江 , 吕振波

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.013

以季铵化壳聚糖(QCS)为制膜原料,[Nbmm] OH碱性离子液体为掺杂物,通过溶液浇铸法制备了一系列掺杂碱性离子液体([Nbmm]OH)的交联复合膜(QCS/[Nbmm]OH).采用红外光谱、热重分析及扫描电镜对复合膜的结构、热稳定性和微观形貌进行分析.同时考察离子液体掺杂量对QCS/[Nbmm]OH复合膜的含水率、力学强度及导电性能等指标的影响.结果表明,随着[Nbmm]OH离子液体掺杂量的增加,复合膜的含水率、离子交换量以及电导率均增加,但是拉伸强度和断裂伸长率略有下降.其中,当离子液体掺杂量为15%(质量分数)时,复合膜在70℃的电导率为0.0115 S/cm,拉伸强度为19 MPa,离子交换量为1.25 mmol/g,含水率和溶胀度分别为143%和87%.

关键词: 离子液体 , 交联剂 , 阴离子交换膜 , 电导率

聚乙烯醇/[Nbmd]OH碱性复合阴离子膜的制备及性能

崔珺 , 陈力豪 , 谭文 , 吉林 , , 封瑞江

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.03.008

以吗啡啉与溴代十二烷为原料,合成新型[Nbmd] OH碱性双核离子液体,并将[Nbmd] OH引入聚乙烯醇(PVA)的铸膜液中,通过浇铸法制备了掺杂碱性离子液体的复合阴离子膜PVA/[Nbmd]OH.采用热重分析及扫描电镜对所制备的复合阴离子膜的热稳定性及形貌进行表征.同时考察了离子液体含量对PVA/[Nbmd]OH复合膜的含水率、溶胀性能、力学性能及电导率的影响.结果表明,离子液体含量的增加可提高PVA/[Nbmd]OH复合膜的含水率、溶胀度、电导率等.其中,当碱性离子液体质量分数为20%时,复合膜的综合性能达到最优,此时,膜的含水率和拉伸强度分别达到161.6%和23 MPa,在70℃时,膜的电导率为2.11×10-3 S/cm,表明碱性离子液体的引入,能明显改善膜的导电性能,但是拉伸强度受到了一定的影响.

关键词: 离子液体 , 聚乙烯醇 , 阴离子交换膜 , 电导率

燃料电池用季铵化壳聚糖/纤维素全互穿网络膜的制备及性能表征

崔珺 , 吉林 , , 封瑞江

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.06.012

以季铵化壳聚糖(QCS)和纤维素(CM)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,采用化学交联法制备具有全互穿网络结构的QCS/CM阴离子交换膜,并对其热稳定性、含水率、溶胀度、机械强度、电导率以及离子交换量等相关性能进行表征.结果表明,CM的引入提高了该膜的离子交换量、电导率以及机械强度.将QCS-CM35%置于10 mol/L的KOH (60℃)溶液中浸渍240 h,该膜的外观、机械性能以及含水率等指标没有明显衰减,同时该膜30℃时的电导率从泡碱前的3.43×10-2 S/cm提高到4.60×10-2 S/cm,而70℃时的电导率从泡碱前的8.73×10-2 S/cm提高到1.009×10-1S/cm.表明该膜具有良好的耐碱性.

关键词: 季铵化壳聚糖 , 纤维素 , 阴离子交换膜 , 耐碱稳定性

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