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手性钙钛矿纳米材料的构筑及光电性能 下载:31 浏览:311

周明浩1,2 姜爽1 张天永1 史永宏2 金雪2 段鹏飞2,3 《应用化学学报》 2020年5期

摘要:
金属卤化物钙钛矿纳米材料因其丰富的化学结构和优异的光电性能,已成为一种极具应用前景的半导体材料。在钙钛矿无机框架中引入有机手性分子后,能够比较容易地得到手性钙钛矿纳米材料,从而可以极大地推动智能光电材料和自旋电子器件的快速发展。本文将综述手性钙钛矿纳米材料的构筑与手性产生机理的最新研究进展,包括一维手性钙钛矿纳米线、二维及准二维手性有机-无机杂化钙钛矿纳米片、三维手性钙钛矿纳米晶、超分子组装体系中诱导的手性钙钛矿纳米晶等。值得注意的是,不同种类的手性钙钛矿纳米材料在圆二色性、圆偏振发光、铁电性、自旋电子学等方面展现出优异的光电性能及巨大的应用前景。但是,有关手性钙钛矿纳米材料的研究目前还处于初级阶段,其中很多机理还存在争议,许多基础性和应用型的工作也有待开展。

Fe基纳米晶软磁合金退火脆性的研究进展 下载:87 浏览:24

张国忠 李艳辉 吴立成 张伟 《新材料》 2020年5期

摘要:
Fe基纳米晶软磁合金自1988年被发现以来,因其低矫顽力、高磁导率、低铁损、低磁致伸缩系数等优异特性,尤其是高频下突出的软磁性能一直受到广泛的关注;其中,Finemet合金已作为高频变压器等设备的铁心材料在工业生产中得到了应用。近年来,一系列高饱和磁感应强度的新型纳米晶软磁合金的研发,将进一步促进电子、电力设备的小型化和节能化。Fe基纳米晶软磁合金通常是由其前驱体非晶带材经退火处理结晶化制备获得。在热处理过程中带材会产生脆性,这不仅增加了铁心加工成形的难度,也使得铁心在实际工况下易失效,严重制约了其在工业生产中的广泛应用。因此,材料工作者对其退火脆性问题展开了研究,并取得了一系列成果。Fe基纳米晶软磁合金的退火脆化产生可分为两个阶段,即非晶前驱体在低于初始结晶化温度下退火导致结构弛豫引起的韧-脆性转变,以及结晶化后由α-Fe相析出引起的合金脆性增加。目前,评价带材的韧-脆性主要采用相对断裂应变(Relative strain at fracture,εf)和临界应力强度因子(KQ)这两个参量。虽然εf值的离散性较大,但由于测定方法简便且能够定量地反映合金的脆化程度而被广泛应用于带材退火脆性的研究。通常合金的退火脆性随α-Fe相体积分数的增加而增大,而细化α-Fe晶粒则有利于抑制合金的退火脆性倾向。当合金中α-Fe相体积分数在70%以下时,合金的硬度随α-Fe相体积分数的增加呈线性增长,此时硬度也可以间接地反映合金脆化的程度。添加合金元素、优化热处理工艺以及采用新型热处理方法等均可以细化纳米晶合金的组织结构,从而在一定程度上抑制其退火脆性倾向。本文综述了近年来有关Fe基纳米晶软磁合金的退火脆化机制、韧-脆性评价方法,分析了合金成分、热处理工艺、组织结构、退火脆性间的关系,总结了抑制退火脆性的途径等方面的研究进展,并对存在的问题和今后的研究方向进行了探讨。

块体金属玻璃的加工硬化行为 下载:90 浏览:443

孙国元1,2 张敏1,2 《新材料》 2019年4期

摘要:
块体金属玻璃(BMG)具有高强度、高硬度和大的弹性应变极限等独特的力学性能。然而由于缺乏位错、孪生等晶态缺陷,金属玻璃通过高度局域化的剪切带发生塑性变形,因此其通常不显示加工硬化行为,而发生应变软化和/或热软化。这导致了BMG早期灾难性失效,极大地限制了其广泛的工程应用。然而近年来,人们在一些单相BMG材料中观察到了明显的加工硬化行为。这引起了工程界学者的极大兴趣,也引发了关于金属玻璃加工硬化起源机制的讨论。目前人们对于金属玻璃的结构如何影响其性能和形变行为的理解还非常有限,BMG的加工硬化起源仍是当前颇具争议的研究热点。但总的说来,BMG的加工硬化行为与外加应力(能量)引起的内部结构改变,包括多重剪切带的形成、自由体积的演化和纳米晶化行为等密切相关,并最终涉及其变形过程中的剪切带行为。Cu47.5Zr47.5Al5是被最早报道的可加工硬化的塑性BMG。相关研究认为,合金中存在的不同尺度的化学和/或结构非均匀性促进了材料变形过程中多重剪切带的形成和增殖;而大量剪切带在三维方向上的交互作用导致了材料流变应力的增加,从而引起加工硬化。这就是BMG的加工硬化机理,该理论最早由Das等提出,后来被更多研究所证实。之后,研究者们在某些BMG加载-卸载循环纳米压痕试验中观察到了应变硬化-软化现象,并提出了BMG加工硬化的"自由体积模型"。他们认为,外加剪应力的改变导致了非晶结构内部净自由体积的变化,进而通过其对塑性变形微区剪切带行为的影响引起材料硬度的变化。Chen等在对均质结构的Cu50Zr50非晶条带进行弯曲变形后,检测到剪切带内原位纳米晶化,并基于对剪切带-纳米晶相互作用的实验观察,发展了形变诱导纳米晶化导致的应变硬化机制。这些工作丰富和发展了BMG加工硬化的基本原理及其研究方法。本文简要介绍了通常用来评估金属材料加工硬化能力的方法 /参数,并概述了金属玻璃中的剪切带行为;在此基础上,通过对几种典型的BMG加工硬化行为的分析,归纳性地讨论了BMG加工硬化起源可能的机制,以期为研究BMG的力学行为、开发性能优异的塑性BMG结构材料提供参考。

纳米纤维素的制备及产业化 下载:94 浏览:519

杜海顺 刘超 张苗苗 孔庆山 李滨 咸漠 《应用化学学报》 2018年2期

摘要:
纳米纤维素因其独特的结构及优越的性能引起了学术和企业界的广泛关注与重视,日渐成为新材料和纤维素科学领域的研究热点。以木质纤维资源为原料,可分离出两种主要类型的纳米纤维素:纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF)。本文详细综述了CNC和CNF的制备方法,着重介绍了近几年新兴的制备方法,包括可回收的有机酸水解法综合制备CNC和CNF,美国高附加值制浆(AVAP)法制备木质素包覆的CNC和CNF,低共熔溶剂预处理结合机械剪切高效制备CNC和CNF,以及微极性环境下可调控机械剥离制备亲疏水性CNF等。同时,讨论了各种制备方法的优缺点,并介绍了国内外纳米纤维素的产业化研究进展。最后,我们提出纳米纤维素的制备方法未来将朝着绿色、高效和可持续的方向发展。

形变诱发纳米晶局域固态非晶化的研究进展 下载:88 浏览:438

席文 陈铮 胡石 《新材料》 2018年2期

摘要:
形变诱发纳米晶金属材料局域固态非晶化转变是近年来提出的获得局域固态非晶化组织的一种新途径,这种转变机制使得以位错、变形孪晶、晶界滑动和晶粒转动为主要变形机制的纳米晶材料中可能存在一种全新的塑性变形机制,并且,局域固态非晶化的临界转变条件和转变机制可为材料的结构优化设计提供依据。概括了国内外实验及数值模拟手段关于形变诱发局域固态非晶化转变的研究,例如采用机械球磨、高压扭转变形、经典力场和分子动力学等方法,证明了形变诱发局域固态非晶化转变的存在。此外,还分析了发生局域固态非晶化转变的内在机制。基于晶体相场模型的优势,提出用该方法模拟局域固态非晶化转变的突出之处,表明了晶体相场法能够有效研究局域固态非晶化转变过程。

张力退火感生各向异性对纳米晶合金磁性能的影响 下载:61 浏览:457

潘贇1,2 刘天成1,2 李广敏1,2 戴白杨2 吕娜2 张伟2 唐冬冬2 《材料科学研究》 2020年10期

摘要:
对Fe74.1Cu1Nb3Si15B6.9(%,原子分数)纳米晶合金进行连续张力退火,研究了张力退火感生各向异性对纳米晶合金磁性能的影响。结果表明,张力退火产生的感生各向异性常数(Ku)与退火张力(σ)满足线性关系。随着退火张力的增大合金在f=5 k Hz和H=3 A/m测试点的有效磁导率(μe)先增大后减小,且随着磁场和频率的提高有效磁导率(μe)的衰减减小。退火张力为67 MPa时有效磁导率(μe)在磁场强度H为0~800 A/m和频率f为1 k~3 MHz范围内保持约800,表现出恒导磁特性。同时,合金的单位质量损耗(Pm)随着退火张力的增大而减小,当退火张力为67 MPa时损耗为68 W/kg (测试条件:Bm=300 mT,f=100 kHz),与无张力退火相比下降约67%。同时,通过磁光克尔效应观察到张力退火后合金内部形成垂直于张力方向的180°片形畴,随着退火张力的增大磁畴宽度减小且趋于一致,退火张力为67 MPa时片形畴的宽度约为85μm。

纳米晶、亚微米微晶2009铝合金塑性形变的波动特性 下载:51 浏览:558

朱其芳 孙泽明 王福生 张金波 邵贝羚 刘安生 姚伟 《纳米技术研究》 2022年4期

摘要:
纳米晶、亚微米微晶2009铝合金塑性形变试样上各点的应变量是不相同的,并且呈波动性变化,随着外加载荷的增加而波动的幅度增加,表明在拉伸过程中,其应力传播和剪切变形传播在三维方向都具有波动特性.形成峰值与材料缺陷造成应力集中有关,实验结果表明纳米晶、亚微米微晶2009铝合金材料的塑性变形的流动行为的波动特性和非均匀特性,证明了介观力学提出的观点,即材料进入塑性变形后,晶粒群将进入平移-转动涡流,将材料的初始结构层次(包括晶粒、晶界、晶群以及试样整体)全部纳入变形范畴.

力争促使纳米硅器件进入产业化 下载:85 浏览:518

​何宇亮1 王树娟2 《纳米技术研究》 2020年1期

摘要:
研究发现纳米晶硅(nc-Si:H)薄膜是一种具有实用前景的功能半导体材料.在研制成的纳米硅异质结二极管、薄膜太阳能电池以及灵敏传感中已显示出它的优异性能,具有进入产业化的前景和可行性.强调在纳米技术产业化的进程中企业应担负起重要角色,国家也应给其相应的政策支持。

低温固态反应制备纳米BaTi1-xZrxO3介电材料 下载:55 浏览:460

冯春燕1 丁士文1 柴佳1 张红1 户冬丽2 《纳米技术研究》 2022年1期

摘要:
采用低温固态反应合成了一系列BaTi1-xZrxO3固溶体纳米粉末(O≤X≤O.3).经XRD证明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体.TEM形貌观察,粒子为均匀球形,平均粒径70 nm.通过制陶实验,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数、介电损失.结果发现,采用低温固态反应在BaTiO3中掺入适量锆以后,室温介电常数由纯钛酸钡的3000提高到8600,而介电损失却下降了一半

低温固态反应制备纳米BaTi1-xZrxO3介电材料 下载:55 浏览:458

冯春燕1 丁士文1 柴佳1 张红1 户冬丽2 《纳米技术研究》 2025年期

摘要:
采用低温固态反应合成了一系列BaTi1-xZrxO3固溶体纳米粉末(O≤X≤O.3).经XRD证明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体.TEM形貌观察,粒子为均匀球形,平均粒径70 nm.通过制陶实验,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数、介电损失.结果发现,采用低温固态反应在BaTiO3中掺入适量锆以后,室温介电常数由纯钛酸钡的3000提高到8600,而介电损失却下降了一半

纳米晶粒受控生长抑制PZNT铁电薄膜中异相形成 下载:53 浏览:462

万尤宝1 张建新2 袁国祥2 杨培志3 杨辉4 《纳米技术研究》 2022年1期

摘要:
在LaAlO3(001)、MgO(001)、SrTiO3(001)衬底以及SrTiO3(001)/PZT(001)种膜上用液相外延方法生长了PZNT薄膜.生长结果表明:在LaAlO3(001)基片PZNT晶粒以三维岛状自发生长,薄膜中有大量的焦绿石异相;在MgO(001)和SrTiO3(001)衬底上,为三维岛状异质外延生长,薄膜中焦绿石异相几乎消失;引入[001]取向的PZT种膜后,岛状三维生长变为二维生长,显著改善了外延膜的质量,获得了完整的PZNT膜.分析了衬底取向对紧邻层纳米尺寸范围的晶粒形成、薄膜晶粒的发育、克服薄膜中异相形成等的影响,总结了获得完整PZNT薄膜的生长条件

复相纳米微粉在非水体系的辐照制备 下载:81 浏览:523

​李晓俊 朱峰 《纳米技术研究》 2020年5期

摘要:
采用γ射线还原法可以在非水体系中同步合成出复相的纳米无机粉体,对此种方法做了详细介绍,并且对于获得的复相无机纳米晶粉体进行了XRD的表征分析,证实了在还原体系中采用此法得到的粉体粒径尺度在纳米量级。

胶体化学法合成InP量子点 下载:78 浏览:422

吴启明 张道礼 张建兵 陈胜 《纳米技术研究》 2019年1期

摘要:
采用InCl3·4H2O为铟源,P(Si(CH3)3)3为磷源,TOPO为包覆剂,十二烷胺为表面活性剂,通过胶体化学法合成InP量子点.使用TEM对量子点表面形貌进行了分析,利用荧光光谱仪和紫外可见分光光度计分析了其光学性质.所合成的量子点具有较好的分散性和表面性能,随着粒径的减小,表现出较好的量子效应.量子点表面性能的好坏是影响其光学性能的一个关键因素。

纳米PbTiO3的制备及其燃烧催化性能 下载:87 浏览:508

高红旭1 赵凤起2 罗阳3 陈沛4 高茵5 王百成6 李上文7 《纳米技术研究》 2018年5期

摘要:
以醋酸铅、钛酸丁酯,冰醋酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备出纳米钛酸铅粉体,用X射线粉末衍射、红外、透射电镜、扫描电镜能谱和X射线光电子能谱对产物的组成、大小、形貌进行表征;研究了纳米钛酸铅对双基推进剂燃烧性能的影响,并进行了初步燃烧催化机理实验.结果表明,纳米PbTiO3为立方钙钛矿结构,平均粒径约为30 nm左右,应用在双基推进剂中对改善推进剂的燃烧性能有一定的效果。

半导体氧化物纳米晶掺杂纳米多孔石英玻璃及应用 下载:91 浏览:843

​刘强 《纳米技术研究》 2025年1期

摘要:
半导体氧化物纳米晶掺杂纳米多孔石英玻璃是一种新颖的纳米复合材料,具有广泛的应用潜力。半导体氧化物纳米晶具有优异的光学、电学、磁学性质,而纳米多孔石英玻璃则具有良好的化学稳定性和高表面积特性。本文旨在研究半导体氧化物纳米晶在纳米多孔石英玻璃中的掺杂制备方法及其对材料性质的影响,并探讨其在光学器件、电子器件和催化剂等领域的应用。通过该研究,可以提供一种可行的方法来改善材料的性能,并为纳米材料的设计和合成提供新的思路和途径。
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