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聚丙烯腈基炭微纳米球及其制备方法
炭材料因其具有丰富的组织结构和许多优异的性能而获得了广泛的应用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纤维等炭材料早已深入到社会生活的各个领域并为人们所熟知，炭富勒烯及炭纳米管的发现引起了人们对纳米级炭材料的研究热潮。炭元素同时可以形成球状结构，粒径大小范围从几十纳米至几十微米间的球形炭材料，由于具有耐热、耐化学腐蚀性、强度高、粒径大小及比表面积可调，可在吸附、储能储气、纳米器件、催化剂载体、润滑剂等方面得到广泛的应用。 从沥青制备炭微球已为人们所熟知，具体方法有直接热缩聚法、液相乳化法、悬浮法，所得到的炭球粒径一般在几十到上百微米。近年来兴起了一些新的制备炭微球及纳米球的方法，如加压炭化法、电弧放电法、气相沉积法、热解法等，极大的丰富了炭微球及纳米球的制备工艺。然而，这些方法总是存在这样或那样的局限性，如工艺繁琐、收率低、产品不均一、成本高等。 本技术提供一种单纯以聚丙烯腈为前驱体的生产炭微纳米球的方法，该方法直接以聚丙烯腈球为前驱体制备炭纳米球，无需共聚或包覆其它需去除性物质。该方法工艺简单，产率高，适于大规模生产。 具体工艺包括： 1.聚丙烯腈球的无皂乳液聚合 将单体丙烯腈、无离子水以一定比例混合，氮气保护下剧烈搅拌以除去空气，然后升温，加入引发剂进行乳液聚合，反应2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；将该乳液冷冻干燥后得到粒径为150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的稳定化 将步骤（1）得到的聚丙烯腈微纳米球粉末置于鼓风干燥箱中，程序升温，在180～350℃进行预氧化稳定化处理，氧化时间为1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微纳米球。 3.聚丙烯腈球的高温炭化 将步骤（2）得到的稳定化后的聚丙烯腈球在惰性气体保护下于700～1500℃程序升温，进行炭化处理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微纳米球。 球径可控且纯度极高，无需分离等后续工艺。如果进一步石墨化可获得微纳米石墨球。
上海理工大学
2021-04-11
一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置和方法
本发明公开了一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置，包括：反 应腔，其内部形成的空腔用于作为前驱体与微纳米颗粒的反应空间； 多个前驱体供应装置，其分别通过管道与所述反应腔相通以提供不同的前驱体；载气输送系统，前驱体通过该载气输送系统输出的载气输 送到反应腔中；以及粉体颗粒装载装置，用于承载待修饰的微纳米颗 粒；通过多个前驱体供应装置分别向反应腔交替地输送前驱体，并进 入旋转的粉体颗粒装载装置中以与微纳米颗粒表面接触进行原子层沉 积反应，从而在微纳米颗粒的表面形成包覆薄膜，实现表面修饰。本 发明还公开了利用
华中科技大学
2021-01-12
针对光学微腔调控金属纳米颗粒电磁环境的实验
金属纳米结构中的自由电子振荡与外部光场发生耦合，形成局域表面等离激元共振，可以将光场压缩到纳米尺度。利用高品质因子光学微腔来调控金属颗粒的电磁场环境。相比于真空环境，光学微腔调制的电磁环境与等离激元共振模式有更强的耦合，增强了等离激元的辐射输出。高效的输出渠道使得能量不再集中于吸收区域，从而减小其热损耗。相比于真空中的金属颗粒，微腔调制的金属颗粒可以将单原子的辐射效率提升40倍，输出功率提升50倍。
北京大学
2021-04-11
一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置和方法
本发明公开了一种用于微纳米颗粒表面修饰的装置，包括：反应腔，其内部形成的空腔用于作为前驱体与微纳米颗粒的反应空间；多个前驱体供应装置，其分别通过管道与所述反应腔相通以提供不同的前驱体；载气输送系统，前驱体通过该载气输送系统输出的载气输送到反应腔中；以及粉体颗粒装载装置，用于承载待修饰的微纳米颗粒；通过多个前驱体供应装置分别向反应腔交替地输送前驱体，并进入旋转的粉体颗粒装载装置中以与微纳米颗粒表面接触进行原子层沉积反应，从而在微纳米颗粒的表面形成包覆薄膜，实现表面修饰。本发明还公开了利用上述装置进行微
华中科技大学
2021-04-14
太阳能薄膜电池一种关键技术：磁控溅射制备微晶硅薄膜
目前在工业上广泛采用的CVD技术制备硅膜，工艺和设备复杂，成本高，且在安全和环保环节上投入巨大。我们在国内首创出了微晶硅薄膜的PVD法沉积工艺，在温度低于300度的条件下，在单晶硅片和普通玻璃片上制备出不同结晶度的微晶硅薄膜和纳米结构硅薄膜，可以得到具有高度<111>方向取向生长的微晶硅薄膜，并实现了控制工艺的稳定性和可重复性。利用磁控溅射技术成功实现微晶硅薄膜的制备是一项重大突破，从根本上克服了现有技术的缺点，具有绿色、高效、简单等优点。目前需要合作伙伴，把该实验室技术放大到工业规模。
大连理工大学
2021-04-14
一种精确控制微纳尺寸相变材料非晶化率连续变化的方法
本发明公开了一种通过施加低电平脉冲实现微纳尺寸 GST 相变 材料非晶化率连续变化的控制方法，包括控制非晶化率连续单调增大 和连续单调减小的操作，通过利用两个或两个以上的连续脉冲的幅值、 宽度和间隔等三个参量综合自适应变化精确控制焦耳热产生，继而实 现 GST 相变材料晶化率的连续变化，具体包括步骤：对相变存储单元 施加具有一定参量的两个或两个以上的连续脉冲；在连续脉冲的作用 下，相变材料获得一定的热量，使部分相变材
华中科技大学
2021-04-14
一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略
自然界中，贵金属金（Au）的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度，利用湿法化学合成方法，人们才能获得具有独特光学性质的，密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式，可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构，获得更多的结构信息。但是，具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧（DAC）技术对4H相的Au纳米材料进行研究，探索其结构和相变过程，达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明，压力在1.2 – 26.1 GPa之间，Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时，该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力，获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时，相比纯4H相的Au纳米带，具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点，可以促进4H-fcc的相变过程。此外，课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论（DFT）计算的结合，首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为（-112）4H晶面的整平，并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解，而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略，该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。
南方科技大学
2021-04-13
纳米钛酸钡基电子陶瓷粉体的溶胶-凝胶自燃合成产业化
铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域。大部分铁电陶瓷是钙钛矿型复氧化物，其中最为重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大战的1942年到1945年间，由美国、苏联、日本各自发现的高介电常数、强介电体的材料。由于其具有优越的介电、压电、铁电性能，被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。纳米BaTiO3基电子陶瓷具有独特的绝缘性、压电性、介电性、热释电性和半导体性为元器件的小型化、集成化带来可能，大大提高了产品的附加值和市场竞争力。如采用纳米BaTiO3粉末制多层电容器，可以显著减薄每层厚度增加层数，从而大大提高电容量和减小体积。因此，低成本合成钛酸钡基纳米陶瓷粉体对我国信息产业、电子工业等的发展具有重要的意义。 溶胶-凝胶自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴随着高温燃烧合成的深入研究和超纯、超细氧化物陶瓷的制备而出现的一种低成本制备与合成单一氧化物和复杂氧化物的技术。它是指有机盐凝胶或有机盐与金属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应，燃烧产生大量气体，可自我维持并合成所需燃烧产物的材料合成工艺。它的主要的特点有以下几点：(1)：燃烧体系的点火温度低(150℃-200℃)，一般为有机物的分解温度；(2)：燃烧火焰温度较低(1000℃-1400℃)，燃烧时产生大量气体，可获得具有高比表面积的陶瓷粉体。高温燃烧合成燃烧温度一般高于1800℃，合成的粉体粒度较粗，而SLCS则可制得纳米粉末；(3)各组分达到分子或原子水平的复合；(4)：反应迅速：燃烧合成一般在几分钟内完成；(5)所合成的粉体疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用设备和工艺简单、投资小；(8)：自净化：由于原料中的有害杂质在燃烧合成过程中能挥发逸出，所以产品纯度易于提高。 本项目申请者采用SAS技术已经成功地合成了粒度达70nm左右的BaTiO3陶瓷粉体。 广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。
北京科技大学
2021-04-11
智慧微格教学平台
北京大智汇领教育科技有限公司
2025-01-09
ST陶瓷刀片
ST新型陶瓷刀片是葛昌纯教授等采用独创的新型复相陶瓷和先进的粉末冶金工艺结合而取得的一项发明，具有很高的耐磨性，红硬性、抗热震性和化学稳定性，较高的韧性和抗冲击的能力。不但可以用于精加工和半精加工，而且在很多情况下用于粗加工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金难以加工或不能切削的冷硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强材料，也适用于高速加工调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良好的通用性。刀片硬度HRA93 -94，断裂韧性7-8MPa，在切削高合金耐磨铸铁Cr26（硬度为HRC60-61）和Cr15Mo3（硬度为HRC61-64）时切削速度分别达80米/分钟和50米/分钟，在国际上未见有先例报道。ST新型陶瓷刀片不仅适用于车削，也适用于铣削、镗孔、刨削，在冷却液条件下的各种加工和作数控机床刀具。切削速率为硬质合金刀具的3-4倍。其经济社会效益如下： 不增加车床人力条件下使单台机床产量成倍提高，可节约工时、电力、机床占用台数和生产面积30%以上。 在很多情况下可实现“以车代磨”，简化生产工艺，减少工序，使成本大幅度下降。可代替部分进口陶瓷和硬质合金刀片，节约外汇，也可出口创汇。 六年生产实践证明，每个ST新型陶瓷刀片可为企业产生经济效益100元左右。ST陶瓷刀具不但可以用于精加工和半精加工，而且在很多情况下用于粗加工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金难以加工或不能切削的冷硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强材料，也适用于高速加工调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良好的通用性。
北京科技大学
2021-04-11