采用一种简便、快速和低温的水热法制备了超级电容器用MnO2微纳米球和微米棒粉体颗粒,并用正交试验和单因素实验对其制备工艺进行了优化。通过X射线衍射、扫描电镜和电化学测试,研究了所得材料的晶体结构、表面形貌和超电容性能.最佳合成工艺条件为:反应温度150℃,KMnO4/MnCl2摩尔比2.5:1.0,反应时间3h,填充率40%。该工艺下所制的样品为α-MnO2,且呈现出空心、表面多孔的微纳米球和微米棒形貌.微纳米球的直径约为0.2-0.8μm,微米棒的直径约为30nm、长约为5μm.在此条件下,所得样品在100、150、200、250和300mA·g-1电流密度下,第5次的放电比电容分别为255、170、133、105和88F·g-1,其等效串联电阻和电荷转移电阻分别为0.37和0.40Ω

采用热丝法、X射线衍射(XRD)以及矿相方法研究TiO2对保护渣非等温结晶过程的影响.结果表明:枪晶石是含钛保护渣的主要物相.在综合碱度为1.3的基础渣中加入质量分数2%～8%TiO2后,随着TiO2的加入,渣样开始析出了少量的Ca2SiO4、Ca2Al(AlSi7O7)、Ca2SiO2F2和CaTiO3晶体.虽然加入TiO2,促进了析晶种类的增加,但保护渣的结晶过程的时间延长,且保护渣的结晶速率和结晶率降低.因此,加入TiO2后,抑制了保护渣的析晶,从而保证在控制渣膜热流的前提下,提高玻璃态的比例以改善润滑

研究了Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃体系的结构及封接性能.应用密度泛函理论计算获得了Bi2O3在SiO2玻璃网络中的能量最优结构,从理论上确定了铋作为网络中间体最可能以[BiO3]形式存在,并讨论了Ba2+、Al3+等在玻璃中的作用及其存在的可能结构.结果表明,该玻璃的热膨胀系数在50~530℃温度为11×10-6 K-1,与氧化钇稳定氧化锆(热膨胀系数10.2×10-6 K-1)电解质和不锈钢SUS430(热膨胀系数11.3×10-6 K-1)合金连接体相匹配.对玻璃粉体进行物相分析表明,该硅酸盐玻璃为非晶体,与理论分析相一致.将氧化钇稳定氧化锆电解质和SUS430合金连接体用Bi-Ba-Si-O玻璃在高温下进行封接实验,结果说明三相界面结合紧密,气密性良好.实验选定的Bi-Ba-Si-O玻璃材料基本满足固体氧化物燃料电池对封接材料的要求

利用紧束缚分子动力学的方法,模拟了球形和立方体金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能.研究表明,原子数为108,256的立方体纳米微粒的稳定结构是非晶态,而其他尺寸的球形和立方体形微粒则是面心立方结构.对于晶态结构,在一定的形状下,金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能随着微粒尺寸的减小而降低;而在微粒原子数一定时,球形金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能的变化量分别要小于立方体形微粒的相应变化量.由于晶体-非晶转变对于最近邻原子间距的影响非常明显,因此最近邻原子间距可以作为晶态和非晶态纳米微粒的一个判据.通过线性拟合模拟数据,定量地给出了形状对于最邻近原子间距变化量的贡献为总变化量的2%,而对于结合能的贡献为总变化量的15%.本文模拟的最近邻原子间距的数值与文献上报道的实验结果符合得很好

应用射频溅射技术制备了面心立方结构的Fe1-xNix/Cu(x=0.26~0.54)金属超晶格.Mgo单晶衬底的采用以及在面心立方结构的Cu上实施外延等措施保证了在Ni质量分数低至0.26时Fe-Ni合金层仍保持了良好的面心立方的晶体结构,而且直到液氦温区这种面心立方结构仍是稳定的.磁性测量表明,当Fe-Ni合金层的Ni质量分数低至接近因瓦合金成分(x=0.35)时,其饱含磁矩呈下降趋势,即表现出偏离Slater-Pauling规律的倾向.同时,面心立方结构的Fe-Ni合金层的饱合磁矩有很强的温度依赖性,表明面心立方结构的Fe-Ni合金中饱含磁矩对Slater-Pauling规律的偏离与所谓的马氏体预相变无关,而与合金中Fe-Fe原子对的反铁磁性耦合有关

通过室内夯实水泥土桩无侧限抗压强度实验和微观结构观测,研究了击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理.实验结果表明:随养护龄期的增长,击实水泥土块的无侧限抗压强度增加,渐趋于一个稳定值;60d龄期强度即可作为击实水泥土的设计强度.水泥土强度随龄期增长实质上反映了水泥水化凝胶体与拌和土料中的活性物质之间的离子交换和团粒化作用,以及硬凝反应程度由弱变强,在微观结构上表现为水泥土块中水化物结晶体由絮状、纤维状结构逐渐变为菊花状结构,最终形成网格状结构;粒间孔隙由大变小,分散状的土颗粒发生团粒化,随着水化作用的持续进行,相邻团粒被网格状水化物晶体联接形成水泥土结石体,从而导致水泥土强度的提高

选用侧链含有双元光敏基团的梯形聚硅氧烷材料作为光取向材料,采用偏光显微镜(POM)及晶体旋转法,研究了梯形聚硅氧烷光取向层的制备条件,包括取向剂浓度、紫外光辐照度及光照时间对光取向层的取向行为的影响.结果表明,取向剂浓度越大,光敏基团更易于组装成垂直取向状态,进而诱导液晶分子形成垂直取向的分子排列方式.在一定的紫外光辐照度范围内可以有效地引起偶氮苯光敏基团的面内、面外异构化及再取向,有利于取向层诱导液晶分子形成平面取向的分子排列方式.紫外光光照时间的增加有利于取向层诱导液晶分子形成平面取向的分子排列方式

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1m·s-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制.结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成.随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3.腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO3-不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2+和CO32-的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成.外层膜的晶粒比较细小、致密.内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强

利用差热分析仪和X射线衍射仪研究了矿物棉纤维的析晶行为.矿物棉纤维的差热曲线上存在两个重叠的析晶峰.X射线衍射结果和扫描电镜分析结果表明该矿物棉在高温下析出两个结晶相:钙镁黄长石和钙长石,前者的析晶温度范围为850~920℃,后者的析晶温度范围为880~1 010℃.利用Ozawa方程和修正的Kissinger方程分析了两个析晶相的析晶机理和析晶活化能.钙镁黄长石的Avrami指数n为0.682,属于表面析晶机理,与扫描电镜观察到的结果相吻合;扫描电镜观察到钙长石生长方式为三维生长方式;计算得到钙镁黄长石和钙长石的晶体生长活化能EG分别为248 kJ·mol-1和347 kJ·mol-1

对在700℃,迭加压力过载峰Sp=-196MPa的复杂波形载荷作用下,试样的显微断口形貌进行了分析。由于Sp的作用使得疲劳条纹呈现有规律性的半圆弧形宽间距条纹,借助于它,测得疲劳裂纹扩展速率da/dN与ΔK的关系服从Paris公式;疲劳裂纹Ⅱ阶段与Ⅰ阶段扩展交替出现的形貌证实了:在大应力条件下,裂纹的扩展并不是长裂纹的延伸,而是短裂纹的\超前开动\及\跃迁式\连接过程。由于Sp的作用,断口上出现了三种不同形貌的\台阶\结构及宽条纹上的\挤入\、\挤出\、\二次裂纹\形貌,证实了疲劳条纹形成的滑移机制及形成上述形貌的晶体学位向关系。裂纹的疲劳蠕变混合形貌反映了高温下交互作用的影响