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镍钛合金表面钛酸锶生物薄膜的水热合成

慕伟意 , 孙嘉懋 , 付涛

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.027

目的:改善镍钛合金的耐蚀性和添加锶离子用于治疗骨质疏松症。方法采用氢氧化钠和硝酸锶混合溶液对镍钛合金进行水热处理,处理温度180℃,处理时间分别为1、3和6 h。采用扫描电镜、X射线能谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对试样进行显微结构和化学成分分析,采用接触角测量仪评价试样的亲水性,在无钙Hank’s平衡盐液中进行动电位极化实验评价试样的耐蚀性,采用粘结拉伸法测量钛酸锶薄膜与镍钛合金基体之间的结合强度。结果镍钛合金经过水热处理后表面形成了由钛酸锶颗粒组成的薄膜,颗粒尺寸约240~490 nm,薄膜中含有少量镍元素。抛光镍钛试样的水接触角约70°,水热处理试样的接触角大幅上升,达到120°左右。在钝化区内,水热处理3 h试样的阳极电流密度比抛光试样降低了大约一个数量级,因此水热处理试样具有更好的耐蚀性。水热处理3 h制备的钛酸锶薄膜与镍钛基体之间的表观结合强度值为14.1 MPa。结论水热处理不仅改善了镍钛合金的耐蚀性,也在合金表面添加了锶离子,可用于治疗骨质疏松症。

关键词: 镍钛合金 , 水热 , 钛酸锶 , 骨质疏松 , 亲水性 , 腐蚀 , 结合强度

微弧氧化工艺参数对BaTiO_3和SrTiO_3薄膜生长的影响

王敏 , 郭会勇 , 黄文波 , 李文芳

材料热处理学报

将工业纯Ti板(99.5%)分别置于Ba(OH)2、Sr(OH)2+NaOH溶液中微弧氧化制备BaTiO3和SrTiO3陶瓷薄膜。XRD分析表明:所制备的薄膜分别主要由四方相BaTiO3和立方相SrTiO3组成。测得最优工艺条件下所得两种薄膜在100 Hz下的介电常数分别为152.3和419.1,介质损耗(tanδ)值分别为0.096和0.045。重点研究了微弧氧化工艺参数对薄膜生长的影响规律,结果表明:随着电解液溶度、电流密度的增加以及电流频率的降低,薄膜的生长速度加快;提出并验证了薄膜生长动力学的经验公式。

关键词: 微弧氧化 , 钛酸钡 , 钛酸锶 , 介电性能

煅烧温度对溶胶-凝胶法制备钛酸锶性能的影响

张文杰 , 毕菲非 , 孙欣 , 孙鹏

材料热处理学报

采用溶胶-凝胶法合成了钛酸锶光催化剂,研究了煅烧温度对钛酸锶性能的影响.结果表明,钛酸锶粉体呈不规则的颗粒形态,样品中存在钛酸锶Sr2TiO4和TiO2两种物相.在较高煅烧温度下制得的样品中Sr2TiO4含量增加,而TiO2含量减少,煅烧温度变化对Sr2TiO4晶粒尺寸的影响较小.在800℃煅烧制备的钛酸锶样品具有最大的比表面积和最佳的光催化活性.经紫外光照射120 min后,甲基橙在钛酸锶样品上的光催化降解率达到78.0%.

关键词: 钛酸锶 , 光催化 , 溶胶-凝胶 , 煅烧

Re2O3 (Re=Pr,Nd)掺杂SrTiO3陶瓷的结构与储能特性

沈宗洋 , 胡其国 , 李月明 , 王竹梅 , 骆雯琴 , 洪燕 , 谢志翔 , 洪璐

稀有金属材料与工程

采用固相法制备了稀土氧化物Re2O3 (Re=Pr,Nd)掺杂SrTiO3陶瓷,其化学式为[Re0.02Sr0.97(Vsr)0.01]TiO3(Re0.02Sr0.97TiO3∶ Re-STO,Re=Pr,Nd).XRD分析结果表明,Re-STO陶瓷具有与纯SrTiO3(STO)陶瓷类似的单一立方钙钛矿结构.SEM分析发现Re-STO陶瓷的晶粒尺寸分布很不均匀,大晶粒在10 μm左右,而小晶粒只有1μm左右,小晶粒填充在由大晶粒形成的晶界或三角晶界处.采用HP4294精密阻抗分析仪、JJC9906-A介电强度测试仪以及FMRL偏压测试系统测试了Re-STO陶瓷的介电性能,并评价了其储能特性.结果表明:在最佳烧成温度1350℃制备的Re-STO陶瓷在1 kHz下的相对介电常数(Pr-STO∶εr=1860; Nd-STO∶ εr=1670)是纯STO陶瓷的(er=300)5倍以上,而介电损耗则保持在0.03(l kHz)以下;Re-STO陶瓷具有较高的击穿强度Eb>15 kV/mm;在本研究的偏压测试条件范围内,Re-STO陶瓷的εr变化均在±12%以内,其储能密度与偏压则符合二次抛物线关系.因此Re-STO陶瓷可近似认为是线性电介质,是中高压固态储能介质材料理想的候选体系.本研究还对Re-STO陶瓷的相结构、微观结构以及可能的缺陷结构与其介电性能、储能特性之间的关系进行了讨论.

关键词: 钛酸锶 , 稀土掺杂 , 缺陷结构 , 高压电容器 , 储能陶瓷

PEG4000用量对溶胶-凝胶法制备多孔钛酸锶光催化剂的影响

王宏 , 都玲 , 孙欣 , 张文杰

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.12.007

以聚乙二醇PEG4000为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备多孔钛酸锶光催化剂,研究PEG4000添加量对催化剂组成和性能的影响.结果表明:添加模板剂后样品的比表面积显著增大,钛酸锶的物相由Sr2TiO4转变成SrTiO3.随着模板剂添加量的增加,样品的颗粒粒径逐渐变小,SrTiO3相的晶粒尺寸也逐渐下降.当PEG4000的添加量为1.5g时,多孔样品由SrTiO3和SrCO3相组成,SrTiO3相的特征衍射峰强度最大,样品的光催化活性最强.当光催化时间为120min时,甲基橙在多孔样品上的降解率为97.9%,明显高于未添加PEG4000制备的样品.

关键词: 钛酸锶 , 光催化 , PEG4000 , 溶胶-凝胶

SrTiO3织构陶瓷的显微组织结构和介电性能

李金锦 , 高峰 , 黄茜茜 , 刘亮亮 , 李志强

人工晶体学报

以片状的SrTiO3(ST)粉体为模板晶粒,以固相法合成的掺杂Bi2O3的SrTiO3粉体为基体粉料,采用反应模板晶粒生长法(RTGG)结合流延成型工艺制备出SrTiO3织构陶瓷,研究了烧结工艺参数对SrTiO3织构陶瓷显微组织结构和介电性能的影响规律.研究结果表明:SrTiO3织构陶瓷的晶粒沿(100)晶面择优取向生长,陶瓷的织构度随着烧结温度的升高和保温时间的延长而增大,在1550℃下保温16 h的陶瓷试样织构度最大,达到0.56.SrTiO3织构陶瓷的介电常数随着织构度的增加而增大,并呈现出介电各向异性.

关键词: 钛酸锶 , 织构陶瓷 , 反应模板晶粒生长法 , 显微组织结构 , 介电性能

钙钛矿纳米钛酸锶的络合溶胶-凝胶法制备研究

王玮 , 江元汝 , 李兆 , 张国

兵器材料科学与工程

  以硝酸锶、钛酸四丁酯、柠檬酸和乙二醇为原料,采用络合溶胶-凝胶法制备钛酸锶纳米粉体,研究了反应条件对成胶以及粉体形貌、晶型、粒径的影响。借助粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT?IR)及激光粒度分布仪(SL)对产物进行表征。结果表明,控制pH=4.0~6.0、柠檬酸与金属离子的摩尔比大于1.5、乙二醇与钛酸四丁酯摩尔比为2∶3时,可得到稳定前躯体溶胶,脱水成为凝胶,经900℃煅烧2 h可制备出平均粒径为70 nm、形貌规则的高纯度钙钛矿型钛酸锶纳米粉体。

关键词: 钛酸锶 , 溶胶-凝胶法 , 钙钛矿型 , 纳米粉体

HZSM-5分子筛负载SrTiO3光催化降解活性艳红X-3B

杨丽丽 , 李传国 , 王宏 , 胡婷婷 , 张文杰

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160220.001

采用溶胶-凝胶法制备HZSM-5分子筛负载SrTiO3,对其进行XRD、FTIR和N2吸附-脱附表征,研究负载对活性艳红X-3B光催化降解过程的影响.通过分析降解液的FTIR谱图、紫外-可见光谱和总有机碳(TOC)数据,对活性艳红X-3B的光催化降解过程进行了探讨.结果表明:催化剂的主要成分为钙钛矿结构SrTiO3,负载对SrTiO3晶粒尺寸几乎没有影响.纯SrTiO3没有明显的孔结构,负载后样品的比表面积和孔隙主要由HZSM-5提供.负载之后催化剂的降解活性显著提高,30%SrTiO3/HZSM-5对活性艳红X-3B染料溶液的脱色和TOC去除速率最快.

关键词: 钛酸锶 , 活性艳红X-3B , 光催化 , HZSM-5 , 负载

负载型 SrTiO3/HZSM-5光催化材料制备与性能研究

刘春玲 , 毕菲非 , 张文杰 , 何红波

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.12.004

采用溶胶‐凝胶法制备 HZSM‐5负载 SrTiO3,对其进行 XRD ,SEM ,BET ,BJH 和 FT‐IR表征,研究 SrTiO3/HZSM‐5光催化降解活性艳红X‐3B的活性。结果表明:SrTiO3材料的主要成分为钙钛矿结构SrTiO3,并含有少量Sr‐CO3相。在负载型χSrTiO3/HZSM‐5样品中,SrTiO3包覆在HZSM‐5的外表面。负载型催化剂的比表面积主要由分子筛提供,材料中的孔径主要分布在2~20nm范围内。负载后SrTiO3的光催化活性明显提高,30% SrTiO3/HZSM‐5具有最强的光催化活性。经90min光照后,93.8%的活性艳红X‐3B在30% SrTiO3/HZSM‐5上降解,而在纯SrTiO3上只能降解23.9%。

关键词: 钛酸锶 , 光催化 , HZSM-5 , 溶胶-凝胶

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