关键词： 纳米Fe基软磁材料   射频磁控溅射   机械合金化   M(?)ssbauer谱   微结构  

摘要： 基于纳米Fe基合金优良的软磁特性和广泛的应用前景,本文针对FeSiBNbCu纳 米晶薄膜的成膜工艺,微结构与磁性间关系;以及Fe-Ni-Ge三元体系的机械合金化 行为,热处理后的相变特性等问题进行了深入的研究,并获得了如下结果: 1. 采用射频磁控溅射的方法,通过改变成膜工艺参量,在无需后热处理的条件 下,成功地制备了α-Fe(Si)纳米晶镶嵌在非晶背景下的薄膜,发现高溅射功率是一次 性制备纳米晶薄膜的有效手段。 2. 研究了溅射功率对薄膜微结构的影响,发现当溅射功率较低时,薄膜的成分 以非晶无定型为主;当溅射功率较高时,α-Fe(Si)和α-Fe(B)纳米晶析出,无需退火便 直接形成镶嵌结构,析出的晶态颗粒沿Fe(110) 面高度取向:随着溅射功率的升高, 晶态相的体积分数增加,而非晶相则相应减少。但是在100W至150W之间的范围内, 薄膜的微结构变化主要表现为晶粒的长大,而各晶态相的体积分数基本保持不变。 α-Fe(B)相中B原子的占位概率也随着溅射功率的上升而增加,导致α-Fe(B)相的超精 细场随之下降:50,100,150和200W的溅射功率下对应的α-Fe(B)相超精细场分别 为235kOe,229kOe,223kOe和218kOe。 3. 研究了薄膜中的磁矩取向与薄膜微结构间的关系。结果表明,磁矩与膜表面 法向间的夹角β随着微结构的变化而变化。当薄膜以非晶结构为主时,磁矩主要平行 于膜面;随着纳米晶镶嵌结构的形成,磁矩取向与膜面法向间的夹角β逐渐减小。但 随着薄膜中晶粒的长大,磁矩取向基本保持不变。 4. 通过机械合金化方法,研究了Fe-Ni-Ge体系的合金化行为,结果表明:球磨 时间较短时,样品由fcc-Ge的固溶相,bcc-Fe(Ni)、bcc-Fe(Ge)固溶相,具有非晶特征 的bcc-Fe的混合固溶相及富镍的FeNiGe顺磁相组成;随着球磨时间的增加,fcc-Ge 的固溶相消失,而其它各相的原子结构组态也发生变化。顺磁相的相对含量随着球磨 时间的增加而减少,同时铁磁相(包括bcc-Fe(Ni)、bcc-Fe(Ge)固溶相和具有非晶特征 的bcc-Fe的混合固溶相)的相对含量则相应增多。样品的平均超精细场随着球磨时间 的增加从160. 90kOe增大到178. 93kOe,饱和磁化强度也随着球磨时间的增加而增大。 5. 对球磨样品,通过退火处理研究了其相组成和相变特性,结果发现经过退火 处理后获得了富镍的FeNiGe顺磁相和贫镍的FeNiGe铁磁相两相共存的结构。两相 均具有类似于Fe3Gez相的B82六角晶体结构,当进入2d空位的Ni原子数较少时,贫 镍的FeNiGe相具有与Fe3Ge2相相同的铁磁性;当Ni的取代量达到一定程度后,富 镍的FeNiGe相呈现顺磁性。同时发现,退火后样品的平均超精细场和饱和磁化强度 均减小。

关键词： 铁电随机存储器   铁电薄膜   PbZr1-xTixO3   SrBi2Ta2O9   薄膜织构   纳米尺度   电畴   极化反转   电性能   疲劳  

摘要： 铁电材料与微电子技术相结合,促成了新兴交叉学科——集成铁电学的出现,以铁电随机存储器(FRAM)为代表的铁电集成器件的诞生,推进了信息时代的发展。FRAM器件利用了铁电材料剩余极化双稳态的特点,具有非易失、高密度、抗辐射、抗干扰等优点,被认为是下一代的主存储器,FRAM的研制是当今材料科学领域的研究前沿。 ABO型PbZrTiO(0

关键词： 海水侵蚀   混凝土   微结构演化   宏观力学性能   钙矾石   模量演化  

摘要： 本文以淮河入海水道滨海枢纽工程混凝土抗侵蚀性研究为工程背景,对海水侵蚀条件下混凝土材料的微结构演化及宏观力学性能进行了研究。将连续损伤力学理论和细观力学理论结合,给出了考虑孔洞内压和基体损伤演化的混凝土材料的宏观本构关系,并且根据得到的本构关系提出了海水侵蚀下混凝土材料有效弹性模量的一个演化模型。 首先,采用微观实验方法对砂浆中的钙矾石的生长规律进行了研究,通过定量X衍射分析测定了钙矾石含量随侵蚀时间的演化规律。制备了纯钙矾石晶体,应用环境扫描电子显微镜(ESEM)的冷台状态原位观测了晶体的形成、生长规律,并且定期观察了不同浓度硫酸盐侵蚀条件下砂浆内部微观结构随侵蚀时间的演化规律。实验研究的成果为第四章的细观理论分析提供了依据和验证。 其次,采用普通硅酸盐水泥,分别配制了水灰比在0.4-0.8范围内的水泥砂浆试件,采用宏观的加速、对比腐蚀实验,研究了水泥砂浆材料在硫酸盐侵蚀条件下,其动弹性模量、抗压强度、线膨胀量和抗折强度随侵蚀时间的演化规律,并且通过微观实验(环境扫描电镜观测(ESEM)、X射线衍射分析(XRD)以及能谱分析(X-EDS))分析了宏观力学性能演化的机理。分析表明:硫酸盐侵蚀混凝土材料,从而引起材料宏观力学性能演化这一过程本质上包含两个问题:一是化学问题即硫酸盐渗透导致钙矾石形成,引起混凝土材料凝聚性降低,导致强度降低;二是力学问题即钙矾石形成后,其自身的结构特性、力学性能以及生长对混凝土材料的相互作用导致混凝土材料中微损伤发展,引起材料宏观力学性能的演化,并最终使材料耐久性降低形成破坏。 最后,应用损伤力学和细观力学相关理论,研究了海水侵蚀环境下混凝土材料的宏观本构关系,并且基于本构关系提出了海水侵蚀下混凝土材料的有效模量演化模型。首先将钙矾石的影响等效为孔洞内压和基体内的微损伤,把混凝土材料看成两相模型——含内压的圆球形孔洞和含微损伤的固体基体;其次,在考虑孔洞内压的基础上,研究了海水侵蚀下混凝土材料的宏观本构关系,在该本构关系的研究中,考虑了损伤演化的影响

关键词： 烧结Nd-Fe-B   有机添加剂   磁性能   显微组织  

摘要： 本文主要研究的是有机添加剂对烧结Nd-Fe-B 永磁材料磁性能和显微组织的影响。通过在烧结Nd-Fe-B 工艺过程中添加不同类型的有机添加剂,发现添加有机试剂后磁体磁性能和显微组织都有明显变化。适量的添加有机添加剂可以降低磁体中的氧含量,抑制晶粒长大,使磁体的晶粒细小、均匀,晶界清晰、连续,有利于获得高矫顽力磁体。有机添加剂还可以改善磁粉表面的物理特性,提高了磁粉压型取向度和密度,从而提高了磁体的剩磁和磁能积。当有机添加剂的添加量过大时会使磁体中有机残留物增多,增碳、增氧,降低磁体磁性能。 另外,本试验还发现一种新型有机添加剂。这种有机添加剂具有较强的润滑作用,可以有效地提高磁体的取向度,不足之处在于挥发性不好,排气时间较长。

关键词： PZT   sintering   microstructure  

摘要： PZT ceramics, Pb(Zr1-xTix)O-3, are good dielectrics and piezoelectric materials. These properties reach a maximum in the morphotropic phase boundary (MPB), where phase coexistence occurs. The width of this coexistence region was found to be dependent on the size of the ferroelectric domain, through the size of the grains, within the relation that the larger the domain size, the shorter the coexistence region 1 [Scares, M. R., Senos, A. M. R. and Mantas, P. Q., Phase coexistence region and dielectric properties of PZT ceramics. J. Eur. Ceram. Soc., 2000, 20, 321-334].(1) In turn, a shorter coexistence region means a higher dielectric permittivity in compositions near the MPB zone (1)[Scares, M. R., Senos, A. M. R. and Mantas, P. Q., Phase coexistence region and dielectric properties of PZT ceramics. J. Eur Ceram. Soc., 2000, 20, 321-334](1) and therefore, PZT ceramics with high densities and large mean grain size are necessary to obtain materials with better electrical properties. Here, a sintering additive of PbO-SiO2 was investigated to produce high dense materials with a good microstructural development, i.e., large grain sizes, at low sintering temperatures. Using 3 wt% of glassy phases, high densities are already observed at 800 degrees C, 82-85%. Above 950 degrees C, the higher the SiO2 content in the glassy phase, the lower the densities. Larger amounts of the glassy phase increases the density at low temperatures and the microstructures are uniform, even after 12 h of sintering time. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

关键词： 聚合物基纳米复合材料   累托土   环氧树脂   正电子湮没   自由体积  

摘要： 高分子纳米复合材料是由分散相的大小为纳米级的微粒分散体系与聚合物复合所得的材料,它能明显提高体系的物性,所以聚合物基纳米复合材料迅速发展为最先进的复合材料之一。在聚合物基纳米复合材料中,其中聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料在制备方法、结构、性能及应用方面优点突出,已成为当前基础研究和应用开发的热点。 本文成功制备了一系列环氧树脂/累托土、环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,测量了复合材料的力学、热学性能,并用X射线衍射仪、红外分光光度计和正电子谱学技术研究了复合材料的微观结构,并对环氧树脂/累托土复合材料与环氧树脂/蒙脱土复合材料的微结构和宏观性能进行了比较。主要内容如下: 1.制备了累托土重量百分比含量分别为0.2%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、2.0%的环氧树脂/累托土纳米复合材料。XRD研究表明,累托土在环氧基体中较易被剥离成纳米片状。利用冲击、拉伸实验仪及DSC分析仪研究了复合材料的宏观性能,结果表明,只需添加0.5%的有机累托土,纳米复合材料的冲击性能、断裂伸长率、耐热性能就得到很大提高。利用正电子寿命谱技术研究了材料的自由体积及界面特性,结果表明,发现累托土的加入没有改变环氧树脂中的平均自由体积孔洞的大小,但减少了树脂的自由体积浓度。且累托土片层与环氧基体之间形成了界面层。 2.制备了环氧当量分别为188、222、263、550、1110g/mol的环氧树脂/累托土纳米复合材料以研究环氧当量对复合材料微结构与宏观性能的影响。XRD研究表明,环氧当量越高,越易生成剥离型纳米复合材料。环氧当量较低时,生成以插层型为主的复合材料。利用冲击、拉伸实验仪及DSC分析仪研究了复合材料的宏观性能,结果表明,随着环氧当量的提高,无论是纯环氧树脂或纳米复合材料的冲击强度和玻璃化转变温度都下降,但纳米复合材料的力学和热学性能都优于纯环氧树脂,并且在环氧当量较大时,材料的力学性能得到更多的提高。利用正电子寿命谱研究材料微结构表明,随着环氧当量的增加,材料的自由体积浓度降低。但其平均自由体积孔洞大小基本不变。当复合材料从插层型过渡到剥离型时,复合材料的自由体积浓度急剧变化。符合多普勒展宽谱研究结果表明,S参数对累托土的加入很敏感。S参数的变化说明在复合材料中的累托土已经发生了结构变化。在多普勒展宽商

关键词： 氧化锌纳米线   多孔氧化铝模板   电化学沉积  

摘要： 氧化锌(ZnO)是直接带隙宽禁带(E=3.37eV)半导体材料,它的生长温度较低,化学性质稳定,具有大的激子束缚能(～60meV),可实现室温下的紫外受激辐射,在紫外发射器件、紫外激光器件等领域具有广阔的应用前景。一维氧化锌纳米线因其优异的光学、电学等特性,引起了越来越多的关注。近年来,多孔氧化铝由于具有纳米级的孔径、尺寸可调等独特的优点,成为合成纳米材料的一种常用模板,以多孔氧化铝为模板,已经制备出了纳米量级的纤维、纳米棒、金属管、半导体等新型材料。 本工作首先制备了优良的多孔氧化铝有序孔洞阵列;以其为模板,采用直流和交流电化学沉积的方法,在其规则排列的孔中沉积得到锌的纳米线;然后将其在高温下氧化,得到氧化锌的纳米线。利用x射线衍射光谱、扫描电子显微镜等手段研究了它们的微结构性质。 报告的第一章是前言部分。主要讲述了氧化锌材料的性质、制备方法和多孔氧化铝模板合成纳米材料的研究进展。第二章介绍了多孔氧化铝模板的制备及其形貌结构表征。采用阳极氧化法分别在草酸、硫酸电解液中制备了多孔氧化铝膜有序孔洞列阵,利用扫描电镜观察了它们的表面和侧面形貌。交流电化学沉积所用模板的氧化时间为5h。由于用作直流电化学沉积的模板要求具有一定的厚度,方可进行后期操作,所以模板氧化时间均为10h,厚度可达100μm左右。用在直流电化学沉积中的模板,需要将多孔氧化铝膜从铝基体上剥离下来,去除阻挡层,在一面蒸镀电极,然后用三极直流电镀的方法进行电化学沉积。 第三章主要讲述了锌和氧化锌纳米线的制备、形貌和结构表征。利用扫描电镜对锌纳米线的表面形貌进行了表征,发现锌纳米线根植于多孔氧化铝的孔洞中,直径和模板孔径相当。然后将锌纳米线在大气中加热,使其氧化成为氧化锌纳米线。X射线衍射谱测量表明,用电化学沉积方法得到的锌和氧化锌纳米线均为多晶结构,并且发现随着模板孔径的增大和电沉积时间的延长,锌纳米线的x射线衍射谱强度明显增强。测量了多孔氧化铝厚膜和

关键词： 海泡石   矿物材料   功能材料   自调湿性能   显微结构   调湿机理  

摘要： 本文针对目前国内外自调湿功能材料中存在的吸放湿量小、速度慢、工艺复杂和理论 研究少等问题,采取酸活化和热活化法,制备性能较好的海泡石自调湿功能材料,优化制 备工艺,研究海泡石自调湿矿物材料显微结构与自调湿性能关系和海泡石自调湿理论。 通过对海泡石原料、酸的种类、酸浓度、酸活化时间、酸活化温度、海泡石与酸的质 量固液比、热活化温度、热活化时间、烘干方式的优化,制备的海泡石自调湿功能材料最 大吸湿量可达0. 7400g/g,最大放湿量可达0. 6886g/g;前5小时吸湿速度最快可达0. 0264 g/(g·h),前30小时放湿速度最快可达0. 0132g/(g·h)。 研究了酸活化、热活化对海泡石的作用机理及对其显微结构的影响。实验证明,酸活 化能明显提高海泡石的比表面积和孔容积,其主要作用是增加了海泡石中微孔和中孔的数 量;150℃以上热活化会降低海泡石的比表面积和孔容积,热处理温度越高,比表面积和 孔容积越小,热活化对海泡石的影响作用主要发生在微孔区域。全面测试了海泡石自调湿 功能材料的调湿性能,结果表明:其最佳调湿区为74%～98%RH,在此范围内材料具有湿 容量高,等温吸放湿曲线陡和吸放湿回线小的特点,等温吸放湿曲线最接近调湿材料理想 等温吸放湿曲线。对海泡石矿物材料显微结构与自调湿性能关系的研究表明:影响其调湿 性能的主要因素是微观形貌、比表面积、孔容积和孔径分布。海泡石纤维的变细、短化能 提高放湿性能,但对吸湿性能没有明显作用。在低相对湿度(<43%)下,比表面积是决定 调湿性能的主要因素。在中高相对湿度(43%～98%)时,孔容积是决定调湿性能的主要因 素。其中,在最适宜人类生活工作的中等相对湿度(43%～74%)下,调湿性能由35. 8～86. 0 A孔径范围内的孔径分布决定。 海泡石的调湿机理为:在低相对湿度下,调湿作用机理是单、多层分子吸附,比表面 积决定调湿性能。在中高相对湿度下,调湿作用主要是依靠毛细凝聚作用,调湿性能由孔 容积决定。在中等相对湿度时,调湿性能由其对应孔径范围内的孔径分布决定;孔道为一 端封闭的圆筒形,并在与该湿度范围相对应的孔径范围内具有大孔径分布的材料是理想的 调湿材料。

关键词： 金属复合材料   钛基合金  

ISBN: (纸本)7040178648

摘要： 本书主要介绍了原位合成钛基复合材料的发展现状，原位合成增强体的合成机理、生长机制及合金化元素对增强体生长形态的影响，原位合成钛基复合材料的室温、高温拉伸性能及蠕动、持久性能，并深入分析了原位合成增强体的强化机理及断裂失效机制、原位合成钛基复合材料的加工机制、原位合成钛基复合材料应用领域以及发展状态。

关键词： 水泥熟料   陶瓷材料   显微结构   工艺制度  

摘要： 水泥陶瓷材料显微结构,不仅记录了制品生产过程的全部,而且也反映了制品的物理化学性能。水泥材料的显微结构研究,以C3S、C2S和中间相的形态、自形程度和相互交代关系为对象,陶瓷材料显微结构研究,以新生矿物相和骨料胶结物为对象。确定制品生成过程中的温度、压力、通氧条件的相对差别,进一步推断各生成环节的工艺失衡条件。用以指导材料制品的生产。