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类石墨相氮化碳二维纳米片的制备及可见光催化性能研究

阎鑫 , 惠小艳 , 闫从祥 , 艾涛 , 苏兴华 , 王振军 , 孙国栋 , 赵鹏

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.010

以三聚氰胺为原料制备类石墨相氮化碳(g-C3N4),采用球磨与超声联用技术制备g-C3N4二维纳米片. 利用X 射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL)光谱等分析手段对制备的催化剂进行了表征. 结果表明: g-C3N4二维纳米片具有与体相g-C3N4相同的晶体结构,片层结构仅有5个原子层厚.g-C3N4二维纳米片增加了对可见光的吸收,提高了光生电子-空穴对的分离效率.以染料罗丹明B的降解反应研究了g-C3N4二维纳米片在可见光下的催化性能. 结果表明,球磨超声1 h后制备的g-C3N4二维纳米片表现出最佳的光催化性能, 150 min 内对罗丹明B的降解率高达94%,是体相g-C3N4的2 倍.

关键词: 类石墨相氮化碳 , 纳米片 , 液相剥离 , 可见光催化

温轧工艺制备的Fe-6.5 wt%Si-0.5 wt%Cu合金薄板的结构与性能

程朝阳 , 刘静 , 陈文思 , 林希峰 , 孙国栋 , 甘章华 , 向志东

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.10.027

采用热轧-温轧工艺制备了表面质量良好的0.35 mm 厚 Fe-6.5%Si-0.5%Cu 合金薄板。通过对热轧态和温轧态试样的显微组织观察和硬度测试，研究了Fe-6.5%Si-0.5%Cu 合金轧制后的结构及性能；同时测量了该合金温轧薄板的磁性能。研究表明，温轧态试样中含有较多的滑移带，同时含有少量的B2有序相。Fe-6.5%Si-0.5%Cu 合金薄板经热轧-温轧后板材成型性较好，饱和磁感较高，铁损较低。

关键词: Fe-6.5wt％Si-0.5wt％Cu , 显微组织 , 有序相 , 轧制

分级多孔壳聚糖/聚乳酸复合支架的制备及骨修复性能

林燕欢 , 李娜 , 曾庆慧 , 李志忠 , 孙国栋 , 丁珊 , 李立华

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140424.003

为了仿生莲藕内部的贯穿大孔结构,以生物相容性好的壳聚糖(CS)作为基质材料,利用冰粒致孔、石蜡模具和冰模具成型3种成型方法制备了分级多孔CS支架材料,然后与力学强度较高的聚乳酸(PLLA)复合,制备网络互穿CS/PLLA复合支架.通过SEM、压缩强度测试和兔股骨髁骨缺损模型对CS/PLLA复合材料的形貌、力学强度和骨修复性能进行了表征.结果表明:利用冰模具制备的CS/PLLA复合支架能可控、批量制备,具有微米-毫米分级多孔结构,大孔孔径约为2 mm,内部均匀分布着孔径约为60 μm的贯穿微孔,并在微孔内形成密集的PLLA絮状网络结构.干态复合材料的压缩强度和模量分别比纯CS支架的提高了6倍和15倍.体内植入实验结果表明,CS/PLLA复合材料能够促进骨缺损的愈合,并随着新骨的形成,复合材料逐渐被降解吸收.

关键词: 壳聚糖 , 聚乳酸 , 分级多孔 , 互穿网络 , 骨修复

Ti2SiC在高压下结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

李辉 , 刘哲 , 罗至利 , 余鸿洋 , 王振军 , 孙国栋 , 俞鹏飞

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.12.031

采用第一性原理方法,研究了Ti2SiC在高压下的结构、弹性和电子性质.结果表明,随着外压的增大,Ti2 SiC的晶格常数a、c和体积V均减小,且a比c减小幅度更大,表明Ti2 SiC在a轴方向比c轴方向更容易被压缩,体现了该材料的各向异性.计算分析了Ti2SiC的弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等弹性性质,这些弹性性质均随着外压的增加而增大,并根据弹性常数证明了Ti2SiC在0～50 GPa范围内均是力学稳定的.此外,还从电子态密度的角度考察了Ti2SiC的电子性质,认为其具有共价键和金属键的双重性质,并发现在0～50 GPa范围内压力对Ti2SiC的态密度性质影响较小.

关键词: Ti2SiC , 弹性性质 , 电子性质 , 高压 , 第一性原理

高压对Ti2AlX(X=C,N)结构、弹性和电子性质的影响

李辉 , 罗至利 , 刘哲 , 夏晓宇 , 韩旭旭 , 余鸿洋 , 孙国栋

人工晶体学报

采用第一性原理方法,对比研究了Ti2AlC和Ti2AlN在高压下的结构、弹性和电子性质.结果表明,Ti2 AlC和Ti2AlN的品格常数a、c和体积V均随着外压的增大减小,但二者变化规律略有不同,都体现了材料的各向异性.通过对弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量等弹性性质的分析,发现它们均随外压的增加而增大,并验证了Ti2AlC和Ti2AlN在0～50 GPa范围内的力学稳定性.此外,还从电子态密度的角度考察了Ti2AlC和Ti2AlN的电子性质,认为它们均具有共价键和金属键的双重特性,并发现在0 ～ 50 GPa范围内压力对态密度影响较小.本文计算结果与已有实验值和理论值吻合较好.

关键词: MAX相 , 弹性性质 , 电子性质 , 高压 , 第一性原理

CrMnMo马氏体衬板钢腐蚀条件下的冲击磨损特性及机理

杜晓东 , 王家庆 , 丁厚福 , 王凯 , 孙国栋

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2007.01.010

采用MLDF-10冲击腐蚀磨损试验机研究了CrMnMo马氏体衬板钢和CrNiMo马氏体衬板钢在铁矿石酸性矿浆中的冲击磨损特性.结果表明:在相同工况条件下,CrNiMo马氏体衬板钢的冲击腐蚀磨损机制前期主要是挤出硬化棱脱落,后期转变为轻微的腐蚀和浅层疲劳剥落;CrMnMo马氏体衬板钢的冲击腐蚀磨损机制前期主要为显微切削,后期转变为中度腐蚀以及较为深层的疲劳剥落.

关键词: CrMnMo马氏体衬板钢 , CrNiMo马氏体衬板钢 , 机制 , 冲击磨损

声作用功率对炭/炭复合材料表面磷酸钙生物活性陶瓷涂层的影响

熊信柏 , 李贺军 , 黄剑锋 , 黄敏 , 孙国栋

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.01.007

采用阴极声电沉积工艺在炭/炭复合材料表面制备了生物活性透钙磷石涂层,考察了超声场中不同声作用功率条件下的电流密度、端电压特征和声作用功率对涂层组成结构、形貌的影响及涂层与基体的结合力,SEM、EDAX、FTIR、XRD等结果分析表明:电流密度以及端电压具有更大的调节范围,且在沉积过程中两参数不随时间而改变,说明该工艺具有自优化特征;所制透钙磷石涂层形貌呈片状,由两种不同晶格参数单斜相组成;炭/炭复合材料中制备时残留的孔隙仍保留.在小于声作用功率临界条件下作用超声波,生物活性透钙磷石涂层不脱落.

关键词: 声电沉积 , 炭/炭复合材料 , 透钙磷石 , 生物活性涂层

Cr含量对炭/炭复合材料SiC/Al-Si抗氧化涂层的影响

黄敏 , 李克智 , 李贺军 , 付前刚 , 王闯 , 孙国栋

稀有金属材料与工程

采用料浆法在已制得SiC内涂层炭/炭(C/C)复合材料(SiC-C/C)表面,制备了不同Cr含量(质量分数分别为0%,31.85%,44.95%及55.57%)的Al-Si合金涂层.分别采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及1773 K静态空气气氛中的恒温氧化试验,测试了所得涂层试样的微观结构及抗氧化性能.结果表明:Cr元素可以显著提高Al-Si合金涂层的抗氧化性能;Cr含量为44.95%的Al-Si合金涂层SiC-C/C复合材料试样在1773 K空气气氛中氧化197 h后的氧化增重为0.079%(质量分数).

关键词: 炭/炭复合材料 , 涂层 , 抗氧化 , Al-Si合金

腐蚀条件下以锰代镍低碳高合金钢的冲击磨损性能及机制

王家庆 , 杜晓东 , 丁厚福 , 王凯 , 孙国栋 , 满达虎

钢铁研究学报

利用改造的MLD10型冲击磨损实验机，在铁矿石酸性矿浆中，冲击功分别为07 J，12 J，17 J条件下，研究了锰的质量分数为2%的以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损行为。通过对试样表面磨损形貌的扫描电镜观察和垂直于磨损表面的亚表层的光学金相分析可知，随冲击功的加大，该钢的冲击腐蚀磨损机制由单一的冲击载荷下的显微切削机制逐渐转变为腐蚀条件下的微观冲击剥落机制，最终演化为疲劳腐蚀磨损机制。

关键词: 低碳高合金钢;锰;镍;冲击腐蚀磨损;表面磨损形貌

长期时效对一种隔热油管钢组织和性能的影响

贾贺泽 , 孙国栋 , 殷凤仕 , 薛冰

材料热处理学报

采用SEM、EBSD和高温拉伸试验等方法研究了长期时效对一种隔热油管钢显微组织和力学性能的影响.结果表明:无论在350℃还是400℃长期时效,在时效2000 h时,显微组织中的马氏体特征仍很明显,时效5000 h后,马氏体板条特征基本消失.随时效时间的延长,碳化物颗粒尺寸略有增加.抗拉强度Rm、屈服强度Rt0.5,在长期时效2000 h前不仅不降低,反而略有增加,长期时效5000 h后明显降低.N80-Q钢的断后伸长率A,在350℃长期时效时,随时间的延长变化不大,在400℃长期时效时有略微降低的趋势.

关键词: 隔热油管 , 长期时效 , 显微组织 , 力学性能

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