沈衡
,
朱唐
,
梁飞跃
,
汪东
,
董海侠
,
赵宁
,
张小莉
,
徐坚
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2014.04.02
经过数十亿年的进化,自然界中的生物材料表现出许多卓越的性质和独特的功能.这些生物材料通常是由生物体内的有限组分在温和条件下组装而成,其优异的性能在很大程度上来源于复杂的多级结构,例如含邻苯二酚单元的贻贝粘附蛋白具有普适的强粘附力,珠-线结构的蜘蛛丝具有优异机械性能和集水能力,空心结构的北极熊毛发具有隔热保温作用,规则微纳结构的蝴蝶翅膀显示多彩的颜色,梯度多孔结构的柚子皮具有优异的阻尼减震效果等.以自然界的设计原理为灵感制造人工材料在材料科学和工程领域受到了极大关注,过去数10年,这方面的研究成果不胜枚举.总结了仿生材料在结构仿生方面的研究进展,选取了几个从低维到高维尺度上的典型例子概述了仿生材料的结构和功能之间的关系.
关键词:
仿生
,
多级
,
结构
,
功能
刘亚子
,
丁珊珊
,
徐坚
,
张华阳
,
杨绍贵
,
段晓光
,
孙红旗
,
王少彬
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62845-6
化石燃料的迅速消耗导致环境污染与能源危机日益加剧.太阳能高效利用与转换是解决该难题的有效途径之一.在众多光催化剂中,TiO2因其高催化活性、高稳定性、低毒性以及低成本等优势而普遍受到关注,但TiO2存在着带隙过宽而无法利用可见光的缺陷,严重制约了其在光催化方向的实际应用.核壳型复合纳米材料具有较大的比表面积、较高的光吸收能力以及所吸附的污染物分子易于从吸附面扩散到光致降解面等特点,而表现出较强的有机污染物吸附性能以及良好的光催化活性.以磁体材料为核将TiO2包覆于磁体表面,可以制备具有磁分离特性的磁载光催化剂.而铁酸铋作为一种在室温下同时具有铁电性和铁磁性的钙钛矿型材料,由于其较窄的带宽(2.1 eV)在可见光催化氧化方面也受到了极大的关注.本文首先通过柠檬酸自燃烧法制备了可磁性分离的BiFeO3粉体,再以水解沉淀法将TiO2包裹在BiFeO3前驱体上形成了不同质量比(1:1,1:2,2:1)的核壳结构的BiFeO3@TiO2复合粉体,并以甲基紫为例,对其在紫外光和可见光照射下的光催化性能分别展开了研究.结果表明,BiFeO3@TiO2复合粉体的光催化性能较单独的BiFeO3或TiO2均有所提升.其中质量比为1:1的BiFeO3@TiO2复合粉体(TiO2壳层厚度为50–100 nm)展现出最强的光催化氧化活性,且在可见光下有更高的光催化效率.经表征分析,该复合粉体光催化性能高的原因可能归结于BiFeO3与TiO2两者之间形成了p-n异质结界面,有效地提高了电荷载流子的传输分离效率,同时BiFeO3较窄的禁带宽度拓展了纳米TiO2的光谱吸收范围,增强其光吸收能力.光电化学Mott-Schottky测试结果进一步证实:BiFeO3粉体在与TiO2复合之后,其电荷载流子传输与供体密度均有显著提升.自由基猝灭实验表明,在甲基紫光催化降解中起主要作用的为羟基自由基与光生电子,并结合能带理论与自建电场理论对降解机理进行了阐述.进一步研究表明,甲基紫降解效果最优条件为:复合粉体的投加量为1 g/L,甲基紫初始浓度为10 mg/L,初始pH为5.另外,质量比1:1的BiFeO3@TiO2对甲基橙和刚果红染料废水也具有较好的降解效果,表现出良好的工业应用前景.
关键词:
铁酸铋
,
二氧化钛
,
核壳结构
,
降解
,
光催化
,
可见光
孙秀魁
,
陈文绣
,
徐坚
,
范学书
,
魏文铎
,
吴玉琨
,
彭应国
金属学报
本工作采用惰性气体蒸发法制备Al超微粒子,采用高分辨透射电子显微镜,X射线衍射和X光电子谱等多种分析技术,详细研究了Al超微粒子的结晶形态、晶体结构、表面状态和组成,结果指出,在高纯惰性气氛中制备的Al超微粒子具有明显的结晶形态,大部分粒子为一单晶体,晶体结构为fcc,α_0=0.405nm,结果还发现,Al超微粒子表面存在一层非晶Al_2O_3,平均厚约2nm,对粒子本身具有很好的保护作用,因此,用惰性气体蒸发法制备的Al超微粒子在空气中是相当稳定的。
关键词:
Al超微粒子
,
structure
,
surface condition
,
amorphous alumina
王昆林
,
董志娟
,
朱允明
,
徐坚
,
孙秀魁
材料研究学报
本工作采用超高真空气相氢渗透技术,在140—400℃温度范围内,测定了氢在纯Ni(不同冷变形量)中的渗透率、扩散系数和溶解度常数,研究了冷加工对氢渗透和扩散行为的影响。结果指出,在实验温度范围内,氢在纯Ni 中的渗透率和扩散系数均遵循Arrhenius 方程,纯Ni 的冷加工对氢渗透和扩散行为没有明显影响。
关键词:
气相氢渗透
,
cold-working
,
pure nickel
金明明
,
康庄
,
刘朋超
,
马敬红
,
顾利霞
,
徐坚
高分子材料科学与工程
采用硝酸铝（AN）和异丙醇铝（AIP）作为铝源,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,添加10%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为纺丝助剂,合成了莫来石溶胶,在溶胶-凝胶转变过程中控制溶胶固含量在35%左右,通过干法纺丝可得到连续莫来石凝胶纤维,经过1300℃高温烧结后得到直径16μm莫来石陶瓷纤维。通过高温DSC-TG和XRD测试发现,烧结温度为700℃时开始形成亚稳态莫来石,烧结温度为1300℃时形成了最终态莫来石。通过扫描电镜（FE-SEM）对初生纤维和陶瓷纤维进行测试,制得的莫来石陶瓷纤维表面光滑,缺陷少,结构较致密。
关键词:
连续莫来石陶瓷纤维
,
溶胶-凝胶
,
干法纺丝
门华
,
徐坚
金属学报
采用Zn元素部分替代易形成玻璃合金Mg65cU25Y10中的Cu元素,形成Mg65Cu20zn5Y10合金.添加Zn元素可显著提高合金的玻璃形成能力,通过熔体铜模浇铸可制备出直径为6 mm的Mg65Cu20Zn5Ylo金属玻璃圆棒.与无Zn合金相比较,Mg65Cu20Zn5Y10四元金属玻璃的晶化转变更为复杂,晶化过程由四步完成,尽管过冷液态温度区间△Tx减小,但约化玻璃转变温度Yrg值略有增加.
关键词:
玻璃形成能力
,
null
,
null
徐坚
,
熊惟皓
,
曾爱香
,
王采芳
功能材料
采用粉体化学镀技术,以AgNO3取代常见的贵金属盐PdC12作为活化剂、H2PO2-取代Sn2+作为还原剂,经一步前处理过程,在空心微珠表面包覆NiCoP合金.利用扫描电镜、能谱分析仪分别讨论包覆层的形貌和成分,表明NiCoP合金均匀包覆在空心微珠表面;X射线衍射和磁强计分析表明,未经热处理的包覆合金涂层为非晶态结构,无明显的铁磁性;经热处理后的包覆合金涂层转变为晶态结构,表现出较强的铁磁性,有利于吸收电磁波.最后,提出了这种改进工艺的一种可能的机理.
关键词:
空心微珠
,
粉体化学镀
,
NiCoP前处理工艺
,
吸波材料
王采芳
,
熊惟皓
,
曾爱香
,
徐坚
材料导报
主要介绍了一种在低温下制备铁氧体磁性薄膜的方法--铁氧体化学镀.利用溶液中Fe2+→Fe3+的氧化作用,直接在基体表面生成尖晶石型磁性氧化物薄膜.铁氧体化学镀反应温度很低,为在不耐热基体上制备铁氧体磁性薄膜开辟了一条新的道路.激光增强铁氧体化学镀和超声波增强铁氧体化学镀等方法可大大提高成膜质量.最后还介绍了铁氧体化学镀磁性薄膜在生物医学和一般工程领域的应用.
关键词:
铁氧体化学镀
,
尖晶石
,
激光增强
,
超声波增强
郭世行
,
钟曼英
,
邱昆彪
,
徐坚
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2000.07.003
研究了经高温高压渗氢后,309L和347L不锈钢堆焊层短裂纹的低频疲劳特性.并用da/dN=C(△J)n计算了裂纹扩展速度和门槛值.结果表明,经热渗氢后,309L和347L堆焊层裂纹扩展的门槛值(ΔJth)分别从空气中的196×10-6MN/m和355×10-6MN/m,下降为144×10-6MN/m和252×10-6MN/m;da/dN～△J曲线也比空气中的向左移,提高了裂纹扩展速度.说明热渗氢显著增加了不锈钢堆焊层低频破坏的敏感性.
关键词:
堆焊层
,
低频疲劳
,
门槛值
徐坚
,
熊惟皓
,
曾爱香
,
王采芳
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.05.011
采用粉体化学镀技术,以AgNO3取代常见的贵金属盐PdCl2作为活化剂,H2PO2-取代Sn2+作为还原剂,在空心微珠表面包覆NiCoP合金.利用扫描电镜、能谱分析仪分析包覆层的形貌和成分.结果表明NiCoP合金均匀包覆在空心微珠表面.并提出了这种改进工艺的一种可能的机理.
关键词:
粉体化学镀
,
表面改性
,
NiCoP合金
,
空心微珠
,
AgNO3
,
活化剂
