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随着能源的日益紧张以及环境污染的日趋严重,氧化物热电材料作为一种新型的能源转换材料倍受人们关注.提高氧化物热电材料热电性能,实现大规模应用的关键是降低材料的热导率.本文详细介绍了氧化物热电材料热导率的影响机理及测试方法,提出了降低氧化物热电材料热导率的主要途径;最后指出了氧化物热电材料的应用前景及在热导率方面的研究方向.

关键词: 氧化物热电材料 , 热导率 , 纳米复合结构 , 低维化 , 掺杂

TiSiN纳米复合结构涂层的研究进展

赵永生 , 李伟 , 刘平 , 马凤仓 , 刘新宽 , 陈小红 , 何代华

机械工程材料

简要介绍了TiSiN纳米复合涂层的晶体结构,主要从涂层的性能、制备方法、硅含量以及其它元素掺杂的影响等方面综述了TiSiN纳米复合涂层的研究进展,最后对其存在的主要问题和今后的发展方向进行了总结和展望.

关键词: TiSiN涂层 , 纳米复合结构 , 制备工艺 , 研究进展

纳米复合结构热电材料研究进展

张晨阳 , 陈芬 , 任山

金属功能材料

阐述了纳米复合结构热电材料的概念,介绍了制备纳米复合结构热电材料的方法,以及制备过程中存在的困难,并初步分析了纳米复合结构提高材料热电优值的原因.介绍了纳米复合结构在热电材料制备领域中的应用现状及其应用前景.

关键词: 热电材料 , 纳米颗粒 , 纳米复合结构 , 原位析出

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料.采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式.在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用；TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用.

关键词: TiO2 , 蒙脱石 , 层间域 , 纳米复合结构 , 组装

纳米技术在提高热电材料性能上的应用现状及发展趋势

罗婷 , 任山

材料导报

综述了形成超晶格结构、纳米线(或纳米管)和纳米复合结构3种纳米技术在提高热电材料性能(ZT值)上的研究现状、存在的困难及发展趋势,同时指出纳米技术在提高热电材料性能上的应用还需要进一步完善理论模型,优化样品制备的实验手段,了解材料微观结构以及确定结构与性能之间的关系.

关键词: 热电材料 , 纳米技术 , 超晶格结构 , 纳米线(或纳米管) , 纳米复合结构

水解氧化锌纳米复合结构光催化降解性能研究

丁浩冉 , 王树林

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.049

利用滚压振动磨在干法室温条件下制备出形状规则的纳米锌粉,在260℃下与水蒸汽接触发生水解氧化还原反应,得到氧化锌纳米复合结构.其特征是棒状和块状纳米结构共存,具有良好的分散性,氧和锌的原子比接近2:3.将这种复合纳米结构用于光催化降解甲基橙溶液,在距离40cm的20W紫外灯照射下,研究了不同初始浓度、光催化剂添加量和水解温度对氧化锌纳米复合结构光催化降解性能的影响.在50mL初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液中,添加260℃下水解生成的氧化锌纳米复合结构400mg,在10min内降解率可达80%.以上.

关键词: 氧化锌 , 纳米复合结构 , 水解 , 光催化降解 , 甲基橙

N掺杂对V-Al-C涂层微观结构、力学及摩擦性能的影响

王鑫 , 王振玉 , 冯再新 , 柯培玲 , 汪爱英

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00523

采用磁控溅射技术在Si片(100)和高速钢上制备V-Al-C和V-Al-C-N涂层,利用XRD、XPS、SEM、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机对比分析了涂层的相结构、化学组成、表面形貌、断面结构、力学性能以及不同介质中(大气、去离子水和海水)涂层的摩擦学性能。结果表明,V-Al-C涂层呈柱状晶结构生长,晶粒粗大;N的引入阻碍V-Al-C涂层的柱状晶结构生长,结构致密化,晶粒尺寸减小,形成非晶碳包裹纳米晶的纳米复合结构,使硬度从(14±0.48) GPa增加到(24.5±0.8) GPa,韧性得到大幅提高(H/E>0.1)。大气干摩擦条件下,V-Al-C涂层摩擦系数为0.70,引入N后摩擦系数降为0.42,这主要是由于在摩擦过程中V-Al-C-N涂层生成了具有润滑效果的V₂O₅,在非晶碳与V₂O₅耦合润滑作用下,涂层摩擦系数降低了40%;对于同一涂层,在去离子水和海水环境下的摩擦系数较大气干摩擦条件下降低,主要原因为：前者吸附的水分子可形成边界润滑作用。海水环境摩擦时,海水中Mg²⁺、Ca²⁺生成Mg(OH)₂、CaCO₃,均可提供进一步润滑效果,摩擦系数最低。3种环境摩擦过程中,30 min后V-Al-C涂层均因严重的磨粒磨损致磨穿而失效,且在腐蚀和磨损的协同作用下,海水环境中的磨损率最高。使用N掺杂制备的V-Al-C-N涂层均显示出良好的抗磨损性能,在干摩擦时磨损率为3.0×10^-16 m³/(Nm),在海水中为1.4×10^-15m³/(Nm)。

关键词: V-Al-C涂层 , V-Al-C-N涂层 , 纳米复合结构 , 韧性 , 摩擦性能

N掺杂对V-Al-C涂层微观结构、力学及摩擦性能的影响

王鑫 , 王振玉 , 冯再新 , 柯培玲 , 汪爱英

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00523

采用磁控溅射技术在Si片(100)和高速钢上制备V-Al-C和V-Al-C-N涂层,利用XRD、XPS、SEM、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机对比分析了涂层的相结构、化学组成、表面形貌、断面结构、力学性能以及不同介质中(大气、去离子水和海水)涂层的摩擦学性能.结果表明,V-Al-C涂层呈柱状晶结构生长,晶粒粗大;N的引入阻碍V-Al-C涂层的柱状晶结构生长,结构致密化,晶粒尺寸减小,形成非晶碳包裹纳米晶的纳米复合结构,使硬度从(14±0.48) GPa增加到(24.5±0.8) GPa,韧性得到大幅提高(H/E＞0.1).大气干摩擦条件下,V-Al-C涂层摩擦系数为0.70,引入N后摩擦系数降为0.42,这主要是由于在摩擦过程中V-Al-C-N涂层生成了具有润滑效果的V2O5,在非晶碳与V2O5耦合润滑作用下,涂层摩擦系数降低了40％;对于同一涂层,在去离子水和海水环境下的摩擦系数较大气干摩擦条件下降低,主要原因为:前者吸附的水分子可形成边界润滑作用.海水环境摩擦时,海水中Mg2+、Ca2-生成Mg(OH)2、CaCO3,均可提供进一步润滑效果,摩擦系数最低.3种环境摩擦过程中,30 min后V-Al-C涂层均因严重的磨粒磨损致磨穿而失效,且在腐蚀和磨损的协同作用下,海水环境中的磨损率最高.使用N掺杂制备的V-Al-C-N涂层均显示出良好的抗磨损性能,在干摩擦时磨损率为3.0×10-16 m3/(N·m),在海水中为1.4×10-15m3/(N·m).

关键词: V-Al-C涂层 , V-Al-C-N涂层 , 纳米复合结构 , 韧性 , 摩擦性能