本章扼要介绍了溶胶-凝胶法的工艺原理及影响因素、溶胶-凝胶技术在材料合成方面的应用，物理气相沉积技术制备材料的主要工艺方法，化学气相沉积工艺及其在无机材料制备中的应用等。另外,许多新材料是多物相的、其性能是经过材料中的不同的物相协同优化的复合材料。材料复合技术涉及到的内容非常广泛，包括材料体系、复合方法及其应用等，本章有选择地介绍了有关陶瓷基复合材料、金属陶瓷、水泥基复合材料、碳纤维增强碳复合材料和纳米复合材料等材料复合新技术及新型复合材料方面的内容

采用累积叠轧压方法,研究了TA1/Q235钢累积叠压变形特性及界面组织.研究结果表明:随着总应变的增加,TA1与Q235钢的变形程度的差别增大,当真应变大于1.0时二者的变形差基本上维持在1.0左右.TA1的应变在850~900℃范围内发生突变,并伴随着径向变形差值增大.当变形温度小于850℃时,在Q235钢侧,呈现出非常明显的垂直于压缩方向的变形组织;当复合变形温度为850~950℃时,在Q235钢侧出现了明显的铁素体柱状晶组织,晶粒排列整齐,几乎都垂直于界面,并且随着温度升高,铁素体晶粒粗化.当累积变形量小于1.5、变形温度为850℃时,金属间化合物的厚度为0.7~1μm,当累积变形量为2.0时厚度约1.7μm.当累积变形量为1.0时,在700~850℃条件下压制,界面化合物层厚度变化不大,为0.8~1μm,900℃时其厚度增加了1倍多,950℃时达到约2.3μm

采用机械合金化法成功制备Cu40Ti60-xZrx(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu40TixZry非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度Tx逐渐升高,对非晶粉末在相应的Tx温度附近退火15min后发现,Cu40Ti30Zr30合金没有析出相,Cu40Ti10Zr50析出了Zr2Cu,Cu4Ti和少量的一些未知相

开发一种高炉粉尘再资源化处理工艺,采用\非熔态还原-磁选分离-Zn的回收、富集\方法对典型高炉粉尘进行Fe、Zn非熔态分离研究.结果表明:在910~1 010℃,使用纯H2、CO为还原剂进行非熔态还原,同时实现粉尘中Fe2O3(s)→Fe(s)和ZnO(s)→Zn(g)的高度转变,金属化率达到90%以上,气化脱锌率达到99%以上,且还原过程未发生烧结.还原产物直接经磁选分离、富集得到TFe品位>90%的富Fe物料;含锌挥发物经回收、富集得到ZnO含量>92%的富Zn物料.成功地将高炉粉尘全部转化为MFe、ZnO等有价资源,实现了零排放,且分离过程不需高温熔融,过程能耗低,无环境污染

对具有析氧抑氯选择电催化性能的海水电解制氢用绿色环保阳极材料进行了研究.采用阳极电沉积法在Ti/IrO2基体上获得γ-MnO2氧化物涂层钛电极,在镀液中掺杂其他元素进行阳极电沉积,获得了MnV、MnCr、MnMoFe和MnFeV混合氧化物涂层钛电极.模拟海水电解实验表明,掺杂元素显著提高锰氧化物涂层钛电极析氧抑氯选择电催化性能,MnFeV电极的析氧效率达到100%,可以满足析氧抑氯选择性电催化性的要求.结构分析结果表明,掺杂后的锰氧化物电极形成了具有掺杂V、Fe的γ-MnO2相结构的混合氧化物Mn(Fe,V)O2,Mn(Fe,V)O2中金属以Mn4+、V5+和Fe3+形式存在,与氧形成了非定比化合物(Mn,Fe,V)Ox.Fe和V等掺杂元素起到细化晶粒和提高晶格畸变能的作用,有效地提高了电极的析氧抑氯电催化性能

利用正交试验设计分析了乳化剂质量分数、油性剂种类和乳化液体积分数对板带钢乳化液润湿性的影响,研究了不同阴离子和非离子乳化剂的复合比例对乳化液动态接触角的影响机理.结果表明:影响乳化液在普碳钢Q235表面接触角和铺展系数的因素的大小顺序为乳化液体积分数>乳化剂质量分数>油性剂种类;阴离子和非离子组成的复合乳化剂改善乳化液润湿性的效果优于单一非离子或阴离子乳化剂.最后,运用Y-G-G经验方程计算普碳钢Q235基板的表面张力和乳化液与基板的界面张力.计算结果表明:普碳钢Q235基板的表面张力约为43 mN·m-1,当阴离子乳化剂的质量分数为50%时,复合乳化液与基板的界面张力最小,较单独添加阴离子乳化剂时的界面张力降低了10.78%

为减少冷轧带钢的非对称板形缺陷的产生,设计了工作辊非对称弯辊控制系统.应用影响函数法计算辊系变形,同时考虑辊缝中金属横向流动对带钢出口横向张力分布的影响,通过迭代法计算出工作辊两端施加不同弯辊力后的辊间压力分布、出口厚度横向分布以及出口横向张应力分布.理论分析结果表明,工作辊非对称弯辊可以在一定程度上改善辊间压力分布不均,减轻轧辊磨损和减少轧辊掉皮事故的发生,降低带钢边部的非对称板形缺陷.实际应用结果证明,当倾斜调整量小于10%时,应用工作辊非对称弯辊替代倾斜调整,可以获得更好的板形精度

氧还原反应(ORR) 是碱性燃料电池和金属-空气电池的重要阴极反应.由于常见的铂基氧阴极材料存在价格昂贵、稳定性较低等问题, 因此, 开发低成本、高效率的非贵金属基氧阴极材料具有重要的研究意义和应用价值.氮掺杂碳材料是目前氧阴极材料研究的热点, 炭黑中碳原子的排列方式类似于石墨, 由于其价格低廉、来源广泛, 在碳材料的研究中具有独特的优势.本文基于炭黑, 采用化学法制备了氮掺杂炭黑氧阴极材料, 研究了其氧还原反应催化活性, 并进行了相关表征.结果显示炭黑-吡咯复合材料具有极好的氧还原反应活性, 700℃热处理后性能最优, 在1 mol·L-1KOH中其起峰电位约为0. 9 V, 极限扩散电流密度为2. 6 m A·cm-2, 转移电子数高于3. 5, 这些特性使得这类材料具有广阔的应用前景

研究了微波加热条件下（500～800 ℃），AlCl3氯化钒渣中有价金属Fe、Mn、V和Cr变温动力学。通过X射线衍射和扫描电镜能谱表征了氯化产物随时间的物相演变和形貌变化，考察了AlCl3/钒渣的质量比和熔盐配比对氯化提取率的影响。结果表明，AlCl3/钒渣的质量比为1.5、(NaCl-KCl)/AlCl3熔盐质量比为1.66∶1时Fe、Mn、V和Cr的提取率最佳，分别为91.66%、92.96%、82.67%、75.82%和63.14%，微波加热30 min，5种元素的提取率达到或者超过常规加热方式6 h的氯化提取效果。通过热力学和动力学分析，橄榄石相优先于尖晶石相发生氯化反应。而且V和Cr的氯化反应速度小于Fe和Mn。Fe和Mn氯化过程为扩散控制，其非等温扩散活化能为17.02和17.10 kJ·mol?1, V和Cr在氯化过程中的限制性环节为界面化学反应，其表观活化能分别为40.00和50.92 kJ·mol?1；微波与熔盐耦合强化氯化反应的机理可以描述为扩散作用增强和局部化学反应增强

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域