关键词： 水泥基   水化硬化   水化机理   微结构   土壤结构   研讨会  

摘要： 为了促进学科发展,充分发挥中国硅酸盐学会的学术交流优势和《硅酸盐学报》作为开展学术交流、学术争鸣重要阵地的作用,定于2016年8月14日;6日在山东省济南市举办水泥基材料水化硬化机理与微结构形成研讨会,研讨内容为:水泥基材料的组成、水化硬化机理、微结构形成及其与物理力学性能的关系。一、论文征集1.征文范围（1）新型水泥基材料的组成与性能;（1）水泥基材料的水化机理

关键词： 水热法   化学气相沉积法   氧化锌   薄层二硫化钼   表面修饰  

摘要： 氧化锌(ZnO)纳米棒是在纳米科学技术领域中极具发展潜力的一种纳米材料。由于在发光材料、磁性半导体材料、催化剂、传感器等方面具有优异的性能和巨大的市场需求,有关氧化锌(ZnO)纳米棒材料的研究亦然十分活跃,ZnO纳米棒的发光性质和磁性与ZnO纳米棒的表面结构关系密切,对ZnO纳米棒进行表面修饰,不仅可以有效地调节其表面结构,改善其相关性能,而且有助于深入理解相关物理机制。本文利用薄层二硫化钼(MoS)和MoO对ZnO纳米棒进行表面修饰,系统研究了修饰对ZnO纳米棒微结构、光致发光性质和磁性的影响,主要内容如下所示:(1)采用了水热法制备ZnO纳米棒,化学气相沉积法制备MoS纳米片。(2)本文尝试通过表面改性方法对ZnO纳米棒的微结构、磁学及光致发光等性能进行探究,制备了ZnO-MoS核壳材料并分析其变化规律。透射电子显微镜和拉曼光谱测试证实了薄层MoS的存在。ZnO-MoS核壳纳米材料中薄层MoS的拉曼峰间距验证了ZnO纳米棒上沉积的MoS样品的层厚为0.63nm,层数为3层。(3)ZnO纳米棒的紫外发光峰强度减弱,其原因可能与MoS修饰对ZnO表面结构的损伤、光生载流子的分离以及MoS对紫外光的吸收等原因有关;ZnO纳米棒的可见光发光峰强度略有降低,说明MoS修饰对ZnO纳米棒中氧空位、氧缺陷等的影响比较小。经薄层MoS修饰后,ZnO纳米棒样品中出现了新的可见光发光峰,其可能来源于2ZnO-MoS之间的界面。经薄层MoS修饰后,室温下ZnO纳米棒样品的磁矩没有因MoS发生明显变化,说明薄层MoS的磁性很弱。(4)与商品MoS粉体相比,经薄层MoS修饰后的ZnO纳米棒对黑索金炸药(RDX)有不错的灵敏度,可以用于探测RDX物质的含量。(5)与薄层MoS修饰相比,MoO表面修饰后,ZnO中Zn的X射线光电子能谱向低结合能方向移动了0.3eV,表面形貌发生了较大变化(从六棱柱形状变为莲藕形状)。MoO表面修饰后,ZnO纳米棒的位于378nm处的紫外发光峰强度降低。

关键词： 注射压缩成型   V型肋微结构   散热能力   正交实验   Moldflow  

摘要： 表面微结构的存在可以显著提高散热面积,实现对传热性能的强化,而微结构的尺寸精度影响微结构对传热的强化效果;由于高分子材料具有更高表面传热系数、更好的成型方式等优点促使了其在传热强化领域得到足够的重视和发展,利用注射压缩成型可以实现对表面微结构的高精度、高稳定性成型,实现对大面积连续性表面结构散热材料的制备。在本文中,首先对V型肋微结构的表面温度分布进行理论计算和分析,并对注射压缩法制备表面微结构进行了研究,采用正交实验法,分析结晶和非结晶材料、工艺参数、距离浇口位置等因素对成型精度的影响,并利用Moldflow对工艺参数影响微结构成型的主要原因进行了分析,最后通过实验验证微结构成型对散热效果的影响。对V型肋微结构单元建立数学模型,分析其在自由对流时,微结构侧表面上的温度分布,结果表明：肋基宽度w,顶角角度2α,基面和流体温差的值越大,微结构侧表面上的散热量越大;要保证微结构的强化效果、较高的经济性及可加工性,微结构几何尺寸设定范围应为：顶角半角角度0<α<25°,肋基宽度0.1mm

关键词： InVO4/TiO2   Pt   光热耦合   降解苯   光解水制氢  

摘要： 自从Fujishima和Honda发现并报道了紫外光照射Ti02半导体电极可以将水分解产生氢气的四十多年间,光催化领域的研究进展引人注目。人们渐渐意识到光能与其他形态的能量相互协同有助于提高能量的利用率。开展具有良好的光热协同催化性能的研究,它对于解决能源枯竭和利用率低下的难题具有很高的研究价值和重要的科学意义。InVO4作为一种对可见光响应的半导体,与传统的光催化半导体材料TiO2进行复合,不但将其吸收光谱范围拓宽了 130 nm左右,大幅提高了太阳光能利用率,并在空间上实现了光生载流子的有效分离,降低了光生电子和空穴的复合几率。更为重要的是,我们发现InVO4/TiO2光催化剂具有良好的光热协同催化性能,其在180 ℃的较低温度下即可将气体有机污染物苯完全氧化分解,其催化效果比单独光催化和热催化效果之和要高约12.5%。为了进一步优化其催化性能,将复合光催化剂与极少量的贵金属Pt进行复合,在80 ℃的低温下就可将苯完全氧化,大幅降低了其完全氧化降解苯所需的温度。Pt的负载有效增强了光热催化耦合效应,其催化效果比单独光催化与热催化之和高约90%。另外,我们还就Pt-InVO4/TiO2的光解水制氢性能进行了较深入的探究,经过一系列优化之后,将其产氢量提高至1263 μmol/g,紫外光下量子效率达到6.90%,有效地拓展了其在光催化应用领域的潜力。本论文的创新点如下:(1)首次发现了 InVO4/TiO2在不负载贵金属的情况下具有光热耦合催化效应,在180 ℃下即可完全降解有机污染物苯,远远低于工业热催化所需的温度;(2)利用少量Pt在InVO4/TiO2上的负载,将复合光催化剂完全氧化降解苯的温度降低至80 ℃,且其光热耦合效果提高了 7.2倍;(3)创新性的拓展了 Pt-InVO4/TiO2在光解水制氢方面的性能,并对实验条件进行了相关的优化,使其4小时内的产氢量高达1263 μmol/g。

关键词： 飞秒激光   激光背部湿法刻蚀   石英玻璃   碳化硅   形貌分析  

摘要： 飞秒激光对透明材料的微加工在近些年内成为了学者们的热点研究方向之一。飞秒激光具有独特的加工精度高、热损伤区域小和加工速率高的特点,在微结构制造中有着广阔的运用前景。在透明材料中石英玻璃具有良好的耐高温、耐腐蚀以及对紫外到红外波段的激光吸收效率高的光学特性,成为了微通道加工的首选材料。而飞秒激光加工具有高硬度和脆性的碳化硅材料,探究微槽结构在工业生产中有着广泛的应用领域。其中激光背部湿刻法与激光直接刻蚀法、激光诱导等离子刻蚀法相比,能够加工出具有更高深宽比的微孔,本实验采用此方法。本文采用掺钛蓝宝石飞秒激光器来实现石英玻璃微孔的刻蚀和碳化硅材料微槽的烧蚀,改变激光工艺参数(激光功率、刻蚀速度、显微物镜聚焦、透镜聚焦和激光焦点在材料中的不同位置)和调整波形进行实验,利用超景深显微镜和电子扫描显微镜对微结构的表面形貌进行检测分析。主要的研究内容包括:(1)进行激光背部湿法刻蚀石英玻璃时,分析激光工艺参数对微孔的深度和边缘质量的影响规律,包括激光功率、刻蚀速度、显微物镜聚焦(4x、20x和50x)和透镜聚焦。并对激光波形进行整形处理探究刻蚀微孔的质量,通过以上分析选出最佳工艺参数。(2)采用实验优化参数进行刻蚀微孔实验,对微孔的上下表面形貌和内壁结构进行分析,观察上下表面的裂纹情况、孔径大小以及周围损伤区域情况,内壁结构是否平整。采用有色酒精溶液渗入微孔中,在超景深显微镜下实时观测有色溶液进入的状况和深度,最后测量微孔的实际深度。(3)在激光直接烧蚀碳化硅实验中,分析激光功率和激光焦点在材料不同位置时对烧蚀实验结果的影响规律,采用电子扫描显微镜观测线结构底部和内测烧蚀形貌以及周围烧蚀影响区形貌,测出微槽的深度和宽度,最终选出最佳工艺参数。(4)分析在显微物镜聚焦(20x和50x)和透镜聚焦下烧蚀微槽的形貌效果,探讨两种聚焦方式下去除SiC材料的特性和烧蚀出不同微槽形状的原因,对比得出加工高精度和光滑微槽的最佳方式。

关键词： 光学超晶格   准晶   波动方程   契伦科夫倍频   自成像   傍轴近似  

摘要： 以光子晶体、光学超晶格为代表的微结构光学材料在现代光学的研究中扮演着重要的角色。本文围绕微结构光学材料展开,一方面探讨微结构光学材料所具有的特殊物理性质,另一方面研究其中的若干新效应,取得了一些具有创新意义和启示意义的成果。本论文主要包含以下几个方面:1.通过长方投影理论,对一类在非线性频率转换过程中具有重要应用的无对称性二维三组元准晶进行了系统研究。通过三维周期点阵向平面投影,获得所需的二维准晶点阵结构,导出了准晶结构参数和投影参数之间的关系,理论上得到二维准晶的倒格矢位置和傅里叶谱的解析表达式,并通过数值模拟进行验证。发现二维准晶与一维准晶结构特性上的统一性,并在此基础上进行了一般性的推广,得到一类n维准晶的傅里叶谱的解析表达式。2.对光学超晶格中的反向契伦科夫倍频过程进行理论研究。从非傍轴条件出发,结合适当的边界条件求解光学超晶格中的耦合波动方程,解析得到契伦科夫倍频的场分布以及相位匹配条件,并对其中反向契伦科夫倍频模式的数学模型进行了进一步的分析,对其具体物理实现方式进行了讨论,指出了在光学超晶格中实现反向契伦科夫倍频的具体条件。3.对泰堡自成像效应进行深入研究。在一维和二维周期光栅自成像研究的基础上,探讨一维准周期光栅自成像的可能性,得到在合理近似下的准周期光栅自成像条件。发展圆形光栅的成像理论,分别通过菲涅尔近似和柱函数方法研究圆形光栅成像特点,得到光栅衍射后的场分布的解析表达式,作出相应的光强分布图。理论探讨圆形光栅成像成为自成像的条件。4.建立径向近轴波动方程。在柱坐标系中对亥姆霍兹方程进行径向缓变振幅近似,得到径向近轴波动方程,并将其用于解决圆形光栅成像问题。该径向近轴方程是直角坐标系近轴波动方程在柱坐标系中的自然推广,我们基于该方程发展了一种新型数值差分计算方法,可广泛应用于多种柱坐标系波动问题的数值求解。

关键词： Ni80Cr20超细丝   微结构   冷拉拔   连续退火   电学性能  

摘要： Z箍缩驱动和激光驱动的惯性约束聚变,均需要用到微米级大电阻丝材。Ni80Cr20作为电热合金,可作为Z箍缩驱动中新型的金属丝阵负载材料和激光驱动中冷冻靶的微加热元件。本文通过结合单模冷拉拔和连续退火工艺制备了Ni80Cr20超细丝。研究了生产Ni80Cr20超细丝的不同工艺过程中的技术特点,结合金属丝强力仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和低温测电阻等多种实验方法,具体研究了冷拉拔和退火相结合的工艺对超细丝产品的性能和微结构的影响。经冷拉拔获得的直径为21.14μm的Ni80Cr20合金超细丝,利用微控退火复绕机进行退火,确定了最佳的连续退火工艺。并以直径为21.14μm的模具进行式穿模实验,结合电化学腐蚀和超景深显微镜辅助穿模的方法,解决了人工肉眼穿模效率低的难题。在拉拔中,丝材直径变细,晶粒碎化,且沿拉拔方向被拉长出现织构现象,加工硬化和晶粒细化使超细丝抗拉强度升高,而加工率较大时伸长率变化不大。经过退火后的超细丝强度又有所降低,晶粒尺寸逐渐长大,伸长率升高。成功制备出超细金属丝横截面的透射电镜样品,并进行了微观结构分析,Ni80Cr20合金超细丝为多晶结构,存在刃型位错、孪晶、晶界区和非晶界区。Ni80Cr20超细丝中存在的原子偏聚区,影响了电子散射几率,冷拉拔加工和退火能够破坏这种结构进而影响超细丝电阻率。室温到50K时超细丝电阻率主要是由晶格散射引起,但是当温度在50K以下时电子间的散射起主要作用。本课题通过冷拉拔和退火相结合工艺制备超细丝,确定了拉拔和退火工艺条件,研究了退火前后丝材的微结构和电学性能,为以后的超细丝的生产提供了理论和实践基础。

关键词： 水泥基   水化硬化   水化机理   微结构   土壤结构   研讨会  

摘要： 为了促进学科发展,充分发挥中国硅酸盐学会的学术交流优势和《硅酸盐学报》作为开展学术交流、学术争鸣重要阵地的作用,定于2016年8月14日;6日在山东省济南市举办水泥基材料水化硬化机理与微结构形成研讨会,研讨内容为:水泥基材料的组成、水化硬化机理、微结构形成及其与物理力学性能的关系。一、论文征集1.征文范围（1）新型水泥基材料的组成与性能;（1）水泥基材料的水化机理

关键词： 纤维素   Si O2-纤维素复合气凝胶   溶胶-凝胶法   复合材料   索氏萃取法  

摘要： 气凝胶材料由于其极高的孔隙率和特殊的三维网络骨架结构而呈现出许多独特的性质。但是在实际应用中,气凝胶材料纤细的脆性纳米多孔骨架,往往使其呈现出强度低、韧性差等缺点,极大地限制了其应用和发展。因此,通过控制气凝胶的孔结构,克服其网络骨架结构的脆性,增加其强度和韧性,是值得深入探索和研究的课题。本研究以化学预处理结合超声处理制备纤维素,以甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane,MTMS)为硅源,基于溶胶-凝胶法和不同干燥过程,制备了不同纤维素含量的Si O2-纤维素复合气凝胶,并对其进行了组织结构表征和力学性能分析。研究中,以木粉为原料,经苯醇抽提除去蜡质和脂质等抽提物、以酸化亚氯酸钠溶液处理除去木质素、经氢氧化钾溶液处理除去大部分半纤维素、经盐酸处理细化纤维,最后经超声处理可获得纤维素。该纤维素直径达纳米尺度,具有较大的长径比,相互交织成网状。整个处理过程不会改变纤维素本身的官能团及组织结构,呈I型纤维素,结晶度接近50%。化学预处理和超声处理对以棉糟粕为原料制备的纤维素影响不大,只起到细化和分散纤维的作用。获得的纤维素具有纳米尺度,呈I型纤维素,结晶度达76.08%。以酸解法获得的纤维素呈短棒状,尺寸均匀,长径比相对较小。以MTMS为先驱体、DMSO为分散剂,加入醋酸水溶液、尿素和十六烷基三甲基氯化铵(hexadecyl trimethyl ammonium chloride,CTAC),采用溶胶-凝胶法,并结合常压干燥和冷冻干燥制备出Si O2-纤维素复合气凝胶。通过改变添加纤维素的含量,获得不同纤维素含量的复合气凝胶。通过对复合气凝胶的微观形貌、孔结构特征以及力学性能等方面进行表征和分析,研究了不同含量的纤维素对复合气凝胶的影响。结果显示,Si O2-纤维素复合气凝胶具有三维网络状结构,纤维素以分散或团聚的状态存在其中。经冷冻干燥和超临界干燥得到的气凝胶,微观结构明显好于常压干燥得到的气凝胶。该材料热稳定性受纤维素含量的影响,加入的纤维素比例越大,热失重的比例也越大。少量的纤维素加入不改变Si O2的非晶形态,不会从本质上改变Si O2原有的化学键结合方式。相比纯Si O2气凝胶,加入纤维素后,复合气凝胶的比表面积、总孔容和平均孔径均有所下降。不同纤维素含量的复合气凝胶力学性能有所差别。随着纤维素含量的增多,复合气凝胶的压缩强度总体呈上升趋势,但其韧性变差。常压干燥后气凝胶强度大大增加,但呈现脆性,变形量大大减少,仅为5%左右。

关键词： 超级电容器   结构形貌   镍基氢氧化物   电化学性能  

摘要： 镍基氧化物及氢氧化物是一类重要的超级电容器电极材料,研究表明其电化学性能取决于材料的尺寸、形貌、结构等参数,因此调控这些参数是合成高电化学性能镍基电极材料的主要手段。本文采用水热方法成功制备了四种高性能的镍基电极材料,包括毛毡形态纳米β-NiOOH、β-Ni(OH)纳米片、Co掺杂α-Ni(OH)纳米纤维以及蒲公英形态纳米CoNiAl三金属氢氧化物。以下为具体研究内容:(1)毛毡形态纳米β-NiOOH的制备及电化学性能研究:采用水热方法制备了呈现分级结构的毛毡形态纳米β-NiOOH,此结构可使β-NiOOH与电解质离子之间充分接触,并缩短了电子迁移和离子扩散距离,从而使材料具有良好的电化学性能:当扫描速率为5 mV s时,材料的比容量高达2585 F g,而在电流密度为30 A g时,比容量为1240 F g。另外,由于材料独特的纳米结构可以承受电化学氧化还原反应中产生的应变及应力,因而极大提高了材料的稳定性,在4000次充放电循环测试后,材料仍保持为原比容量的86%。(2)β-Ni(OH)纳米片的制备及电化学性能研究:采用水热方法以丙三醇为助剂制备了β-Ni(OH)纳米片,研究表明丙三醇具有表面粗糙度调控的作用,其可使纳米片的表面积从13.09 m g提高到22.65 m g,这增加了纳米片与电解质离子之间的接触面积,因而提高了其电化学性能。在反应溶液中丙三醇体积分数为5%时,所制备的纳米片展现最佳的电化学性能:电流密度为1.3 A g时,纳米片的比容量达到2100 F g,而在电流密度为26.3 A g时,比容量为1281 F g。(3)Co掺杂α-Ni(OH)纳米纤维的制备及电化学性能研究:采用水热方法在泡沫镍衬底的表面形成由Co掺杂的α-Ni(OH)纳米纤维所构成的纳米毛毡形态。研究表明,Co掺杂和材料独特的纳米结构使材料呈现出高电化学性能:当钴的掺杂量为11.1%时,材料的电化学性能最优,电流密度为1.1 A g时,材料的比容量可达到2687F g,而在电流密度为35.3 A g时,比容量为1335 F g。(4)蒲公英形态纳米CoNiAl三金属氢氧化物的制备及电化学性能研究:采用水热方法在泡沫镍表面生长出蒲公英形态纳米CoNiAl三金属氢氧化物,通过优化钴、镍、铝三元素比例使所制备的材料呈现出高电化学性能和良好的充放电循环寿命:当镍、钴、铝摩尔比为8:2:1时,所制备的材料在扫面速率为5 mV s时比容量高达2827 F g,在2000次充放电循环后,比容量仍可保留起始比容量的85%。