《材料,纳米,论文,英文,期刊,容易》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料,纳米,论文,英文,期刊,容易（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料,纳米,论文,英文,期刊,容易可控的温和水热法合成一维纳米-Fe2O3摘要：单晶的一维纳米-Fe2O3可以灵活的通过一步水热法合成。引入的SnCl4发挥了关键作用,通过它确定了-Fe2O3的组成和形态。添加SnCl4倾向于形成Fe2O3而不是FeOOH，增加SnCl4浓度可以使形态从纳米棒状调到双航天飞机型。其特征在于通过X-射线粉末衍射产品，透射电子显微镜和选区电子衍射来分析。这个简单的方法不需要任何种子，催化剂，或模板，从而大规模和低成本生产的有前途的。关键词：水热合成；纳米
2、Fe2O3；形态1.引言：铁氧化物代表可在广泛的应用使用材料的一种重要类型，如催化，传感器，磁器件，和可充电锂电池。Fe2O3的性质主要是由晶体结构，组合物，颗粒的大小和形态确定的。因此，以控制组成的Fe2O3的合成，大小和形状的应用有重要意义。由于碳纳米管在1991发现，一维的纳米结构引起了极大的兴趣，由于其独特的大小和形状的未来技术应用相关的性能。-Fe2O3在室温条件下最稳定的离子氧化物。据预计，Fe2O3的一维纳米结构会发现新的应用或改进现有的应用的性能。现有对制备-Fe2O3的许多研究报告。氧化铁纳米线阵列的生长由气固相法通过尖端生长机制。大量的氧化铁纳米管对齐的模板技术通过分析铁热
3、分解法制备阵列Fe3前驱体在多孔阳极氧化铝膜。唐等人报道的氧化铁纳米棒通过FeOOH纳米前驱体煅烧合成。有序介孔结晶壁-Fe2O3通过二氧化硅模板制备。朱等人报道新型的3D海胆状-Fe2O3超结构的合成。然而，有一些报告致力于合成-Fe2O3一维聚集的纳米结构。在这里，我们表明，氧化铁纳米棒和双梭组成的纳米颗粒可以通过一步水热法合成四氯化锡的引入，避免了后续工序的表面活性剂或模板合成一维纳米结构去除聚合。2.实验：水化铁，氯化锡水化氯和钠的氢氧化物是分析级并且照发不进一步纯化。在典型的实验程序，mmolSnCl4和mmolFeCl3是溶解在30毫升溶于蒸馏水中的室温。10毫升2MNaOH溶液和
4、黄棕色立即发生。然后是混合溶液转移到商业聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜50毫升容量。反应釜是温度180度为12时没有搅拌和颤抖在加热然后酷到自然的环境温度。制品离心洗两次蒸馏水和乙醇分别与绝对干空气，终于在60C。制备的粉末样品的XRD图是用RigakuD/max-2200pc使用Cuk辐射X射线衍射仪收集和石墨单色器。透射电子显微镜和选择区域电子衍射使用JEOLjem-2100f场发射透射电子显微镜得到的。3.结果和讨论图1显示了产品的典型的XRD图谱。的XRD谱全反射可以被索引的-单相的六方晶系结构的三氧化二铁。没有其他的SnO2或FeOOH相的XRD分析发现。所制备的样品的形态进行了研究，通
5、过TEM，如图2所示。你可以看到-氧化铁纳米棒的1100nm和长度可达1米，每纳米线的直径是直的，相对尖的两端。能量色散谱表明，纳米棒组成的锡，铁和氧所示。选定区域电子衍射模式从不同的位置从单个纳米棒或不同的氧化铁纳米棒的本质上是相同的，这表明-氧化铁纳米棒单晶。图2显一个典型的单个纳米棒及其相应的选区电子衍射图的插图。选区电子衍射图案可以作为索引的00-1带轴的六角氧化铁，这与XRD结果相一致。图2显示了高分辨率透射电子显微镜的单个纳米棒形貌。可见晶格条纹进一步证实所得到的纳米棒为单晶。SnCl4添加在控制形成氧化铁纳米棒的关键作用。我们进行了实验，没有与等量的FeCl3和NaOH浓度在18
6、0SnCl4使用C12小时只有FeOOH纳米带的形成，这意味着SnCl4引入造成的形成-Fe2O3而不是FeOOH。我们也试图增加SnCl4的浓度mmol的加入，和一个阶段的-Fe2O3仍获得，与发生的Sn的EDS但是证明的，-形态氧化铁，如图3所示双梭，和航天飞机表面粗糙的锯齿形结构。它是令人惊异的选区电子衍射图案沿010带轴显示双梭在本质上是单晶体拍摄。图3d是相应的高分辨透射电子显微镜图像和相应的选区电子衍射花样。如XRD谱，HRTEM图像和选区电子衍射图案也可能被编入索引的六方晶相的-Fe2O3。所观察到的晶格间距为和nm对应于和的六方-Fe2O3，分别。它不同于产品加入毫摩尔SnCl
7、4，使单晶纳米棒形貌。从锯齿形态，我们可以推测，一维纳米结构的形成可能来自于纳米粒子的聚集，同时定向聚集和颗粒融合过程中有发生以来，SAED模式表明，单晶衍射并发现从HRTEM没有明显的颗粒边界。此外，双梭-氧化铁纳米结构伴随着一些整洁的纳米粒子的发生，如图所示。SnCl4对-Fe2O3形态影响的是明显的，但什么是锡的存在？很显然，锡是目前的-Fe2O3相的EDS分析的基础上，但没有衍射峰的衍射峰锡或相应的氧化物。从相应的选区电子衍射图集中在大量的纳米粒子的地区，人们可以看到多晶衍射环的激烈，这表明形成结晶良好的产品。根据指标的计算和能谱分析的结果，我们相信，纳米相SnO2。由于SnO2含量低
8、，衍射峰不能在XRD分析发现。因此，最终的产品应该混合-Fe2O3SnO2，与氧化铁为主要阶段。-Fe2O3xsno2复合材料已通过索列斯库等人报道，但-Fe2O3形态不同于目前的研究。据认为，SnCl4除了具有关键性的影响对产品的组成和形态，然而，详细-氧化铁纳米结构的形成机理尚需进一步研究。4.结论总之，我们已经成功地开发了一个简单的水热合成路线，单晶Sn掺杂-Fe2O3纳米结构。SnCl4引进具有关键影响的组合物和形态的-Fe2O3。的四氯化锡的添加有利于-Fe2O3的形成而不是FeOOH的，和形态可以被调谐从纳米棒到双梭如SnCl4的浓度增加。这个简单的方法不需任何种子，催化剂，或模板
9、，从而大规模和低成本生产的有前途的。本文中演示的方法也可以扩展到其他的制备掺杂材料。材料先进制备技术论文翻译姓名房立家学号XX年级XX级学历层次硕士授课老师马国俊专业材料学所在院系机械工程学院XX年12月27日经过高能球磨随后再结晶退火处理的预制AZ91镁合金粉的微观结构演变摘要：这项研究分析了高能球磨随后再结晶退火处理对预制AZ91镁合金粉的微观结构特征的影响。为此，使用水平球磨机球磨14小时之后得到上述粉末。然后，机械球磨粉末在氩气保护下从200500范围内再结晶退火处理一小时升到四小时。AZ91粉末微粒溶入它们的-镁固溶体机制中，此时高能球磨产生了-Mg17Al12相。此外，经过高能球磨
10、之后，-镁相的微晶大小减小到了25纳米。与热处理时间形成对比，再结晶退火处理的温度对机械球磨的AZ91粉末的微观结构特征有一个显著效果。1.前言近年来镁合金作为一种结构材料受到很大关注，由于其具有很多优良的性质，比如低密度，较高的强度重量比，良好的阻尼特性，卓越的可加工性以及良好的铸造性能1。关于镁合金的多数研究和发展都应用在汽车工业方面；由于镁具有密排六方晶体结构，室温下的加工性能差，因此压铸成为镁产品的主要生产路线2,3。尽管镁产品的市场还在发展，但是由于镁合金的低刚度和强度，有很多方面尚未开发4。由于镁的滑移系有限及其相对应的较大的泰勒因子，晶粒细化很大程度提高了镁及其合金的机械性能。众
11、所周知，晶粒细化后的镁合金在室温下展现了高强度和高韧性良好的结合，并且在升温的条件下具有超塑性5,6。在20世纪60年代，本杰明和他的同事们首次提出高能球磨，用来制造氧化物弥散强化的镍基超合金7。近年来，这项技术广泛应用在生产纳米级材料的产品上。纳米维度的粒子大小已经在几乎所有的机械球磨的纯金属，合金和金属间化合物中发现8,9。尽管通过高能球磨加工纳米轻质材料，比如铝合金和复合材料，已成为许多研究的主题10-12，但是对于镁及其合金的高能球磨的研究比较少。然而，由于晶粒细化的镁合金有独一无二良好的性能结合，因此高能球磨处理镁合金具有相当大的潜力。在所有存在的镁合金中，AZ91是工业上应用最广泛
12、的合金13。因此，本研究主要致力于通过高能球磨制造纳米级AZ91镁合金。此外，通过粉末冶金手段巩固机械球磨粉末，比如冷压和烧结，粉末挤压，粉末锻造和粉末轧制成型。在紧接着的高温巩固加工过程中，研究了球磨AZ91粉末在不同温度下再结晶退火处理的显微结构的演变。2.材料与方法本研究所使用的原材料是伴有化学成分的镁-铝-锌预制合金粉末，它相当于AZ91D合金。在水平球磨机中球磨上述粉末，使用以下球磨参数:球粉质量比为20/1，磨球直径为5毫米，磨球材料为符合美国钢铁协会420的不锈钢材质，球磨时间为14小时，球磨速度为700转/分钟,球磨气体为氩气。硬脂酸作为过程控制剂。经过高能球磨的镁基粉末在卸载
13、时需要采取特别预防措施。球磨之后，此刻经球磨的粉末是热的，不能立刻打开盖子。此外，打开盖子之后卸载之前，球磨粉料必须暴露在空气中两三个小时。另外，由于与氧气相互作用，卸载粉料时有可能着火。随后进行对机械球磨AZ91粉末再结晶退火处理，在氩气中进行4小时热处理，温度分别为200,300,400和500。通过X-射线衍射研究了经过高能球磨随后再结晶退火处理的AZ91微观结构演变和相的转变。此外，使用威廉姆森-霍尔方法，通过XRD峰值宽度判断AZ91粉末基-镁固溶体的微晶尺寸。3.结果与讨论机械球磨：AZ91粉末微粒是不规则的，片状的，平均微粒大小在105微米左右并且尺寸分布较宽。这个形态是经过铸造
14、锭的机械球磨制造的镁基粉末所特有的。机械球磨AZ91粉末是等轴形状的，这意味着在球磨加工时，球磨时间14个小时是足够充分地达到稳态，此时冷压焊与粉末微粒的破碎达到平衡。测量机械球磨AZ91粉末的平均颗粒尺寸和尺寸分布()分别为37微米和100微米，这表明球磨处理对AZ91粉末的颗粒尺寸特征有一个非常明显的影响。图AZ91和b.MMAZ91粉末的形态AZ91和机械球磨AZ91粉末的XRD衍射花样展示在图2。-Mg17Al12析出相和-镁固溶体基质构成了AZ91粉末微粒的微观结构。这种结构是AZ91铸件所特有的14。高能球磨显著地影响了-镁相衍射峰的强度和宽度，经过高能球磨上述的峰变得更弱更宽。这
15、种现象归因于经过高能球磨，颗粒尺寸减小，微晶细化，增加了晶格畸变，AZ91粉末微粒经剧烈的塑性变形所有性能都得到提升。另外，在对高能球磨AZ91粉末进行XRD衍射分析时，几乎没有检测到-Mg17Al12相的衍射峰，这与在-镁粉末微粒基质中-Mg17Al12相的分布有关。另一个可能性是高能球磨使得-Mg17Al12相细化成非常小的弥散体分布在-镁相中，因此，XRD很难检测到。AZ91铸造件的晶粒尺寸正常范围在10微米150微米之间14,15。用于本研究的AZ91粉末是通过机械球磨AZ91铸造锭生产得到。考虑到AZ91粉末的生产方法和平均颗粒尺寸，可以断定它的粉末颗粒具有极小的尺寸。机械球磨的AZ91粉末的微晶尺寸和晶格畸变，经计算分别为25纳米和%。高的晶格畸变意味着AZ91粉末微粒在高能球磨过程中经历了剧烈的塑性变形，因此，显微结构的缺陷的密度很高。得到的微晶尺寸与晶格畸变的数据可以与高能球磨铝基粉末之前的报道吻合良好10,16。人们提议使用各种模型去描述经高能球磨纳米结构的形成机制。图2.AZ91和机械球磨AZ91粉末的XRD衍射花样再结晶退火：机械球磨AZ91粉末分别在200、300、400和500下退火处理一小时之后的XRD
