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
程作慧
,
薛永强
,
汤芝平
材料保护
坚膜处理对不锈钢着色膜的耐磨性和耐蚀性有重要的影响.研究了2种不同坚膜方法处理后膜的耐磨性和耐蚀性,利用扫描电镜及X射线能谱仪对坚膜处理前后着色膜的表面形貌和成分进行了分析,讨论了坚膜处理对彩色不锈钢耐磨性和耐蚀性的影响.结果表明:经电解坚膜处理后着色膜的耐磨性和耐蚀性明显优于经化学坚膜处理后的着色膜;坚膜前着色膜疏松、柔软、不耐磨、易被污物沾染,电解坚膜处理后由于膜中Cr、O的富集,膜上微孔基本消失,增强了膜的耐磨性能和耐蚀性能.
关键词:
坚膜
,
着色
,
不锈钢
,
耐磨性
,
耐蚀性
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
黄胜前
,
杨永清
,
李晓斌
,
陈志伟
材料导报
单轴、双轴和三轴徐变试验结果表明,混凝土的徐变与弹性变形一样具有空间特性,但根据单轴徐变试验得到的徐变系数、徐变泊松比以及采用叠加原理计算的双轴、三轴应力状态下的空间徐变与实际情况存在较大偏差.为了准确计算不同应力状态下混凝土的空间徐变,介绍了应力组合对有效徐变泊松比的影响和基于有效徐变泊松比的空间徐变计算方法.另外,根据应力张量的弹性力学意义,引入了球应力徐变系数(ψ)m和偏应力徐变系数(ψ) d,提出了基于这两个徐变系数的空间徐变计算统一表达式,可计算混凝土在单轴、双轴和三轴等不同应力状态下的空间徐变.
关键词:
混凝土
,
单轴
,
双轴
,
三轴
,
应力状态
,
空间徐变
霍俊芳
,
李晨霞
,
侯永利
,
吕笑岩
硅酸盐通报
为了研究不同配合比设计方法对再生混凝土长期徐变性能的影响,分别采用等体积砂浆法(EMV法)与传统替代法配制再生混凝土,测试各组再生混凝土试件28 d龄期后自然条件下持荷的变形值和相同试验条件下试件的收缩值,并计算各组试件的徐变度.研究结果表明:两种方法配制的再生混凝土的收缩徐变变化规律与对比普通混凝土相似.EMV法可有效改善再生混凝土的徐变性能,具有较低的徐变度.
关键词:
再生混凝土
,
配合比
,
徐变
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
