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直流等离子氮化工艺对316L不锈钢组织和磨损的影响

黎桂江 , 彭倩 , 李聪 , 王莹 , 高见 , 陈蜀源 , 王均 , 沈保罗

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2007.06.003

应用高压直流辉光放电等离子技术,改变氮化工艺参数,对316L奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理.利用XRD衍射仪分析渗氮层的相组成,SEM观察氮化层厚度和结构,表面显微硬度计检测渗层的表面硬度,结果表明:当氮化温度T为400℃时,氮化层为单一的Sphase;当420℃≤T＜480℃时,氮化层为CrN+S-phase两相混合;当温度为480℃时,Sphase衍射峰消失,仅出现CrN相;渗层厚度约为5～9 μm,渗层深度随着温度和气压的升高而增加;表面显微硬度随着温度和气压的增加而增加,最高的表面显微硬度可达839Hv0.1.在MM200磨损实验机上用环块式的方法评价磨损性能,结果表明等离子氮化显著提高了不锈钢表面的耐磨性能;用SEM观察磨损表面形貌,表明未氮化的不锈钢的磨损机制主要是粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;等离子氮化试样的磨损机制主要是氧化磨损.

关键词: 316L不锈钢 , 直流等离子氮化 , 显微组织 , 磨损性能

AgGa1-xInxSe2晶体的生长习性研究

赵国栋 , 朱世富 , 赵北君 , 万书权 , 陈宝军 , 何知宇 , 王莹 , 龙勇

人工晶体学报

采用DTA对不同铟含量(x)的AgGa1-xInxSe2多晶熔化和结晶温度进行了测试.结果表明:随着x值的增加其过冷度增大.采用改进的垂直布里奇曼法和实时补温技术,对AgGa1-xInxSe2晶体生长过程中的结晶特性和生长温度场关系进行了研究,并对其结晶形态进行了观测.发现:随着晶体生长过程的进行,熔体结晶温度呈下降趋势,固-液界面发生移动;生长晶体表面存在外形规则、形状相同的半球状小孔,有取向一致的台阶反光面,小孔底部为{112}面.研究结果为大尺寸、高质量的AgGa1-xInxSe2单晶体生长奠定了基础,生长出了尺寸达20 mm×60 mm的完整AgGa1-xInxSe2单晶体.

关键词: AgGa1-xInxSe2 , 晶体生长 , 布里奇曼法 , 生长习性 , 实时补温技术

二聚体配合物[Mn(1,6-nds)(phen)2(H2O)]2·(CH3OH)3·(H2O)2的合成、晶体结构及荧光性质

关磊 , 盛化飞 , 范文婷 , 王莹 , 张祖康 , 高威 , 杨坤 , 赵宁

人工晶体学报

采用水热法合成了二聚体Mn(Ⅱ)配合物[Mn(1,6-nds)(phen)2(H2O)]2· (CH3OH)3·(H2O)2,(1,6-nds=1,6-萘二磺酸根离子,phen=1,10-邻菲罗啉).采用X射线单晶衍射、红外光谱、热重分析和紫外可见光谱等方法对配合物进行了表征.X射线单晶衍射表征结果表明,该配合物晶体属于三斜晶系,空间群为P-1.锰离子与两个1,10-邻菲罗啉分子、一个水分子和1,6-萘二磺酸根离子配位,形成[Mn(1,6-nds)(phen)2(H2O)]结构单元.这种结构单元、未配位的甲醇和水分子通过两种类型的氢键O-H…O和O-H…S相连,形成三维网状结构.与配体相比,配合物的荧光光谱发生红移,其最大发射峰在439 nm.

关键词: 荧光性质 , 锰离子 , 配合物 , 甲醇 , 晶体结构

非金属催化剂在催化环氧化物和CO2合成环状碳酸酯中的研究进展

兰东辉 , 樊娜 , 王莹 , 高显 , 张平 , 陈浪 , 区泽堂 , 尹双凤

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61085-3

随着科学技术的进步和工业化的发展，大量化石燃料被消耗，大气中二氧化碳浓度急剧增加，导致温室效应加剧，严重威胁到人类的生存和发展。基于可持续发展的思想，利用储量丰富且廉价的二氧化碳作为 C1资源替代有毒的气体(如一氧化碳和光气等)制备具有广泛应用的环状碳酸酯，不仅满足“绿色化学”的要求，而且符合“原子经济性”的原则。迄今为止，大量用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的催化剂，包括均相催化剂(如金属卤化物、有机碱、离子液体和金属配合物)，多相催化剂(如金属氧化物、负载型催化剂、有机聚合物、金属有机框架材料和碳材料等)被报道。其中金属催化剂占主导地位，大多表现出优异的催化活性。然而，目前可供开采的金属矿越来越少，大多数金属的回收再利用率较低，重金属污染日趋严重。因此，开发新型、廉价、绿色、高效、循环性和稳定性好的非金属催化剂具有重要意义。
　　本文主要介绍了近3年以来用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的非金属催化剂，主要包括有机碱、离子液体、固载型催化剂、有机聚合物和碳材料等。概括了不同种类催化剂的设计思想及其催化反应机理，重点阐述了分子内以及分子间各种功能基团的协同作用对环加成反应的影响。通过比较发现，具有“C–N=C”结构的有机碱活性相对较高，氢键给体和亲核物质都能与有机碱协同作用提高其催化活性；传统离子液体的活性一般不理想，氢键给体如羟基和羧基的引入有利于促进环加成反应，且多阳离子和多氢键给体功能化的离子液体表现出更高的催化活性；负载型催化剂中，载体和活性组分之间的协同作用有利于加速环加成反应的进行，多种功能基团负载和以共价键方式多层固载能更好地提高催化剂稳定性和催化活性；利用非烯烃化合物制得的活性组分位于主链的多孔有机聚合物，催化活性和稳定性大多高于活性组分位于侧链的烯烃聚合物；碳材料催化剂中，引入不饱和的 N物种(如伯胺和吡啶氮)，有利于 CO2的吸附和活化，能促进环加成反应。此外，利用密度泛函的方法，计算模拟催化反应过程，能更好地揭示反应机理，并为设计和制备高效的催化剂提供理论指导。
　　该领域目前面临的重要挑战是研发可以同时实现二氧化碳捕获和转化的新型、环保和高效非金属催化剂，终极目标是利用多孔催化材料在常温和常压下直接捕获工业废气中的二氧化碳，并利用捕获的二氧化碳实现环状碳酸酯的连续生产。基于协同催化的设计思想，利用多种基团功能化的策略合成高效吸附和活化二氧化碳以及开环活化环氧化物的非金属催化剂，有望实现上述目标。

关键词: 环加成反应 , 二氧化碳 , 环氧化物 , 环状碳酸酯 , 非金属催化剂 , 协同作用

Ti-Ni金属间化合物电子结构与力学性质的第一性原理计算

王鹏 , 李军 , 林崇智 , 杨柳 , 彭琳 , 王莹 , 肖聪 , 陈敬超

中国有色金属学报

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法，计算Ti-Ni合金系中TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物的平衡晶格常数、生成焓、内聚能、力学性质、德拜温度和电子结构。计算结果表明：TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物均具有热力学稳定性且容易合金化生成，合金形成能力由强到弱的排序为TiNi3、TiNi、Ti2Ni；3种金属间化合物的晶体结构在能量上和力学上都是稳定的，结构稳定性由大到小排序依次为Ti2Ni、TiNi、TiNi3；TiNi和Ti2Ni为延性相(延展性Ti2Ni大于TiNi的)，TiNi3的延展性较差；3d电子是TiNi、Ti2Ni和TiNi3金属间化合物的最主要的成键电子，在这3种金属间化合物中，随着Ni相对含量的增加，平均成键电子数增多，共价键的比例增加，化学键的强度增强，金属性减弱，从而使得其弹性模量、硬度和德拜温度均逐渐升高。

关键词: Ti-Ni , 金属间化合物 , 电子结构 , 力学性质 , 第一性原理

钛合金血管内支架研究进展

皇甫强 , 于振涛 , 罗丽娟 , 牛金龙 , 张亚峰 , 袁思波 , 王莹

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2007.01.008

新型支架用钛合金不含铝、钒等对人体有害的其他元素,而且材料的力学相容性和生物相容性均令人满意.近几年来,激光雕刻管式血管内支架在治疗人体腔道狭窄性病变中应用广泛,本文研究了钛合金支架在设计当中应考虑的因素,如径向支撑强度、柔顺性、血管壁金属覆盖面积等.提出:新型支架用钛合金具有良好的力学相容性和血液相容性,并已经通过包括溶血试验在内的9种生物相容性评价.随着支架制作材料及工艺的改进,材料表面工程和组织工程研究的不断深入,血管内支架的研究必将得到不断的创新和发展.

关键词: 钛合金血管支架 , 支架设计 , 生物相容性 , 研究

含环氧基团的聚合物载体合成方法的改进及其固定化青霉素酰化酶

吴东亮 , 赵巧玲 , 郭杨龙 , 王莹 , 王筠松 , 詹望成 , 卢冠忠

催化学报 doi:10.3724/SEJ.1088.2010.91102

以Span-60和Tween-20为复合分散剂,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚为功能性单体,用反相悬浮聚合技术成功制备了含环氧基团的聚合物载体,并用红外光谱和低温氮吸附对聚合物载体进行了表征.以Span-60和Tween-20为复合分散剂,替代原有的Span-60和硬脂酸钙复合分散剂,大幅度减少了后处理过程中所需的时间和溶剂用量,使固定化青霉素酰化酶的活性从215U/g儋提高到320U/g.与游离酶相比,该固定化酶具有较好的操作稳定性.在pH=5～11和不高于50℃的环境中具有较好的稳定性.固定化酶的水解反应动力学过程与游离酶相同,均遵循米氏反应动力学,而且活性与底物浓度密切相关.当底物浓度为6.5%时,固定化酶的活性最高,达到353U/g.

关键词: 聚合物载体 , 环氧基团 , 青霉素酰化酶 , 固定化 , 反相悬浮聚合

煅烧TiN制备氮掺杂TiO2及其物相和光吸收性能的研究

方亚林 , 孙明轩 , 王莹 , 孙善富 , 林小靖 , 胡梦媛 , 王文韬

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.08.005

通过控制煅烧TiN纳米粉体的温度和时间制备氮掺杂纳米TiO2.利用原位升温X射线衍射(XRD)分析了TiN粉末随温度改变而发生的物相变化过程,并结合常规XRD粉末衍射、X射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射吸收光谱等手段对样品物相、组成以及可见光吸收性能进行测试表征.同时,探究了TiN热处理温度及热处理时间对样品吸收带边的影响.样品的紫外-可见漫反射吸收光谱测试结果表明,氮掺杂TiO2显著提高了TiO2的可见光响应,并使其吸收带边发生明显的红移.TiN在500℃热处理60 min制得的N-TiO2纳米粉体的紫外-可见光响应能力最强.

关键词: TiN , N-TiO2纳米颗粒 , 原位X射线衍射 , 可见光响应

钛钢复合板界面特征研究述评

王宽 , 朱海平 , 宋振莉 , 陶勃然 , 王莹 , 何维均 , 栾佰峰

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.04.005

钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性,被广泛应用于各种化学反应容器制造、热交换器材料等防腐蚀领域,但其应用范围因成本过高而受到限制.钛钢复合板同时兼具钛的耐蚀性和钢的强韧性,又具有良好的性价比,拥有广泛的工程应用前景,成为近年来的研究热点.对国内外近十几年来关于钛钢复合板的研究情况进行综合评述,概括了钛钢复合板的典型制备方法,重点讨论了界面组织特征和界面结合机理,以及热处理温度对界面特征和结舍强度的影响规律.最后结合相关文献的分析以及实际工程的需求,指出了钛钢复合板未来的研究方向和发展前景.

关键词: 钛钢复合板 , 界面特征 , 结合机理