中文名 | 等離子體輻照下鎢材料表面納米絲行為機(jī)制研究 | 項(xiàng)目類(lèi)別 | 青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 王萬(wàn)景 | 依托單位 | 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 |
鎢以其優(yōu)異的綜合性能被認(rèn)為是最有可能全面使用的聚變堆面對(duì)等離子體材料,然而鎢材料在高通量He粒子流輻照下表面會(huì)生成一層納米尺寸的金屬絲(鎢納米絲),影響材料使用壽命和聚變裝置的穩(wěn)定運(yùn)行,這是目前聚變界遇到的一個(gè)新的令人頭疼的問(wèn)題。本項(xiàng)目將針對(duì)此問(wèn)題,主要開(kāi)展了如下研究:1)高通量He等離子體輻照下ITER級(jí)鎢、高性能鎢和TZM等面對(duì)等離子體材料的表面納米絲化行為,對(duì)比其異同,揭示本質(zhì);2)高通量D等離子體輻照下ITER級(jí)鎢和納米晶鎢的表面形貌變化及D滯留解吸情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室輻照實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合,探討了He/D在W中的滯留、擴(kuò)散、積聚、起泡和破裂行為,同時(shí)深入的討論了這些行為和W表面納米絲行為的關(guān)系。本課題的實(shí)施對(duì)于了解W材料與He/D等離子體的相互作用、評(píng)價(jià)和模擬邊界等離子體有著重要的意義。
鎢以其優(yōu)異的綜合性能被認(rèn)為是最有可能全面使用的聚變堆面對(duì)等離子體材料,然而鎢材料在高通量He粒子流輻照下表面會(huì)生成一層納米尺寸的金屬絲(鎢納米絲),影響材料使用壽命和聚變裝置的穩(wěn)定運(yùn)行,這是目前聚變界遇到的一個(gè)新的令人頭疼的問(wèn)題。本項(xiàng)目將針對(duì)此問(wèn)題,以實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)實(shí)驗(yàn)為主,以相應(yīng)的計(jì)算模擬工作為輔,同時(shí)緊密依托EAST托卡馬克裝置,系統(tǒng)研究鎢表面納米絲化行為機(jī)制,探討降低鎢納米絲對(duì)托卡馬克裝置運(yùn)行危害的方法。擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有:1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室輻照實(shí)驗(yàn)并結(jié)合原子尺度的計(jì)算模擬工作,明確鎢納米絲的生成條件和過(guò)程及其內(nèi)在機(jī)理;2)研究鎢納米絲在實(shí)驗(yàn)室和托卡馬克裝置實(shí)況條件下的粒子輻照效應(yīng)以及鎢納米絲的熱輻照回縮消失現(xiàn)象,對(duì)比其異同,揭示本質(zhì)。通過(guò)全面而深入的研究,為鎢材料在聚變裝置中的實(shí)際應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
基于表面等離子體共振技術(shù)((Surface plasmon resonance,SPR),又稱表面等離子體子共振,表面等離激元共振,是一種物理光學(xué)現(xiàn)象)...
基于表面等離子體共振技術(shù)((Surface plasmon resonance,SPR),又稱表面等離子體子共振,表面等離激元共振,是一種物理光學(xué)現(xiàn)象)的表面等離子體共振儀是已經(jīng)成為物理學(xué)、化學(xué)和生物...
等離子體聚合物在結(jié)構(gòu)上與普通的聚合物顯著不同,它能形成含有活性基團(tuán)的高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而具有良好的均勻性及對(duì)基質(zhì)的附著性[1,2].有關(guān)采用等離子體聚合膜的TSM傳感器的報(bào)道不多[3,4],本室已...
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評(píng)分: 4.5
通過(guò)ATR衰減全反射的紅外光譜分析和對(duì)蒸餾水接觸角的測(cè)定表明,經(jīng)脈沖輝光放電等離子體的作用,PTFE薄膜表面的組分結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。主要表現(xiàn)為薄膜表面氧基團(tuán)的含量由無(wú)到有,并形成了C=C不飽和基團(tuán)。表面由完全非極性變成表現(xiàn)出部分極性,親水性大為增強(qiáng),可粘性也得到很大改善。
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評(píng)分: 4.6
研究45鋼在乙醇胺電解液中實(shí)現(xiàn)以滲碳為主的碳氮共滲,獲得以高碳馬氏體和含氮馬氏體為主的表面改性層,使其硬度達(dá)到480HV,為基體的1.5倍.結(jié)果表明:45鋼進(jìn)行液相等離子體碳氮共滲依賴于原子(離子)的吸附和擴(kuò)散效應(yīng).弧光放電的電離過(guò)程產(chǎn)生的大量活性碳、氮原子(離子)被吸附到工件表面,同時(shí)弧光放電等離子體對(duì)工件的不斷轟擊使工件表面迅速進(jìn)入奧氏體化的高溫區(qū)間,致使吸附于工件表面的碳、氮原子(離子)通過(guò)熱擴(kuò)散效應(yīng)滲入基體并向內(nèi)擴(kuò)散.
銦錫氧化物是觸摸屏,等離子顯示器和軟性電子的廣泛使用材料。由于它的價(jià)格不斷上漲,使電子工業(yè)要找它的代用品。
較合適和有希望的代用品是銀納米絲做成的薄膜,因它的導(dǎo)電性和透明度和銦錫的相近。但科學(xué)家缺少對(duì)它的力學(xué)性質(zhì)的了解。故未得到發(fā)展。
2015年,西北大學(xué)的McCormick工程學(xué)校的Horacio Espinosa等人已研究銀納米絲的電子學(xué)性能。他們研究這種材料受到循環(huán)負(fù)載的作用下性能的變化情況(是疲勞分析的重要部分)。
它們改變比120納米薄的銀納米絲的張力,用電子顯微鏡監(jiān)測(cè)它們的變形情況。他們發(fā)現(xiàn),所研究的銀納米絲的永久變形部分得到恢復(fù),這說(shuō)明,一些材料的缺陷已經(jīng)自修復(fù);在循環(huán)負(fù)載下消失了。這個(gè)結(jié)果指出,銀納米絲能經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)的循環(huán)負(fù)載作用,這是軟電子學(xué)所需要的關(guān)鍵性能;這是一種意外的發(fā)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
“Silver nanowires demonstrate unexpected self-healing mechanism: Potential for flexible electroinc" "www.sciencedaily.com/release/2015/01/150123110756.htm"
納米鎢銅復(fù)合材料由于具有常規(guī)結(jié)晶材料所不具有的特異性能,而受到國(guó)內(nèi)外材料研究者的關(guān)注。目前納米鎢銅復(fù)合材料的研究主要集中在納米鎢銅復(fù)合材料的制備工藝和燒結(jié)特性兩個(gè)方面。這類(lèi)材料主要用在微電子封裝材料,高性能電觸頭、電極材料以及航天、軍工領(lǐng)域高溫用鎢銅復(fù)合材料中。全致密、高性能的細(xì)晶鎢銅復(fù)合材料的制備關(guān)鍵在于納米結(jié)構(gòu)鎢銅復(fù)合粉體的獲取。
第1章緒論1.1納米結(jié)構(gòu)單元
1.2納米結(jié)構(gòu)單元的特性
1.3納米粉體及納米結(jié)構(gòu)單元的應(yīng)用
1.3.1納米半導(dǎo)體在光催化方面的應(yīng)用
1.3.2在微波吸收方面的應(yīng)用
1.3.3納米無(wú)機(jī)填料在高分子材料中的應(yīng)用
1.3.4納米添加劑在涂料方面的應(yīng)用
1.4納米復(fù)合材料
1.5納米粉體的表面修飾與改性
1.5.1納米粉體的表面改性技術(shù)
1.5.2影響粉體表面化學(xué)改性效果的主要因素
1.5.3表面改性效果的評(píng)價(jià)
1.5.4納米粒子的分散技術(shù)及分散性表征
1.5.5納米粒子的表面改性實(shí)例
第2章無(wú)機(jī)納米材料的表面修飾改性方法及其改性工藝設(shè)計(jì)
2.1無(wú)機(jī)納米材料的表面修飾改性方法
2.1.1液相包覆改性--納米粒子表面無(wú)機(jī)改性
2.1.2有機(jī)物包覆改性--納米粒子表面有機(jī)改性
2.2納米粉體表面改性劑
2.2.1偶聯(lián)劑
2.2.2表面活性劑
2.2.3不飽和有機(jī)酸及有機(jī)低聚物
2.2.4有機(jī)硅
2.2.5水溶性高分子
2.2.6無(wú)機(jī)表面處理劑
2.3納米粉體的改性方案設(shè)計(jì)
2.3.1催化材料--負(fù)載型TiO2/Al2O3光催化劑
2.3.2微波吸波涂料
2.3.3有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料
2.3.4超細(xì)絹云母導(dǎo)電填料
2.4實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
2.4.1實(shí)驗(yàn)材料和化學(xué)試劑
2.4.2試劑預(yù)處理
2.4.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.5表征方法與性能測(cè)試
2.5.1改性粉體表征
2.5.2性能測(cè)試
第3章納米粉體的微乳液改性及TiO2/Al2O3的光催化特性
3.1引言
3.2TiO2光催化降解有機(jī)廢水的原理
3.2.1TiO2的光催化原理
3.2.2摻雜納米TiO2的催化機(jī)理
3.3Al2O3表面無(wú)機(jī)沉積包覆TiO2
3.3.1W/O微乳液法制備納米微粒的原理
3.3.2Al2O3表面無(wú)機(jī)沉積包覆TiO2
3.4UV-Vis光譜分析
3.5光催化性能
3.5.1不同離子摻雜對(duì)TiO2/Al2O3光催化性能的影響
3.5.2摻雜量對(duì)TiO2光催化性能的影響
3.5.3pH值對(duì)摻雜TiO2/Al2O3光催化效果的影響
3.5.4光照時(shí)間對(duì)甲基橙脫色率的影響
3.5小結(jié)
第4章表面有機(jī)化改性及改性粉體的物性
4.1概述
4.2納米粒子的團(tuán)聚機(jī)理與分散方法
4.2.1納米粉體的顆粒形態(tài)和團(tuán)聚機(jī)理
4.2.2防止納米粉體團(tuán)聚的途徑和方法
4.2.3納米粉體分散穩(wěn)定理論
4.3無(wú)機(jī)填料對(duì)填充改性材料性能的影響
4.3.1填充材料的性質(zhì)
4.3.2粉粒狀填料在聚合物中的分散狀態(tài)
4.3.3納米微粒與聚合物基體的界面
4.3.4界面的作用及作用機(jī)理
4.3.5填料與樹(shù)脂基體的復(fù)合結(jié)構(gòu)
4.4納米氧化鋁粉體表面偶聯(lián)改性
4.4.1水解條件對(duì)偶聯(lián)作用的影響
4.4.2偶聯(lián)條件對(duì)偶聯(lián)效果的影響
4.4.3改性納米氧化鋁的紅外光譜分析
4.4.4偶聯(lián)劑修飾對(duì)納米氧化鋁性能的影響
4.5納米氧化鋁粉體表面預(yù)接枝聚合改性
4.5.1聚合條件對(duì)有機(jī)物包覆率的影響
4.5.2反應(yīng)條件的選擇
4.5.3聚合包覆改性納米氧化鋁的紅外光譜分析及其改性機(jī)理
4.5.4氧化鋁/PMMA復(fù)合物
4.6超細(xì)絹云母粉體表面偶聯(lián)劑改性
4.6.1水解條件對(duì)絹云母粉偶聯(lián)改性的影響
4.6.2偶聯(lián)條件對(duì)偶聯(lián)包覆率的影響
4.6.3偶聯(lián)改性云母粉的紅外光譜分析
4.6.4偶聯(lián)劑修飾對(duì)絹云母性能的影響
4.7超細(xì)絹云母表面預(yù)接枝聚合改性
4.7.1聚合條件對(duì)有機(jī)物包覆率的影響
4.7.2聚合物包覆絹云母粉的紅外光譜分析及其改性機(jī)理
4.7.3絹云母/PMMA復(fù)合物
4.8小結(jié)
第5章粉體表面化學(xué)鍍改性及碳化硅納米吸波劑的性能
5.1引言
5.2粉體表面化學(xué)鍍改性原理
5.3納米SiC粉體表面化學(xué)鍍改性
5.3.1納米SiC鍍前預(yù)處理
5.3.2化學(xué)鍍改性
5.4表面有機(jī)物改性
5.4.1有機(jī)物改性的金屬化SiC的熱分析(N2氣氛,10℃/min)
5.4.2有機(jī)物改性的金屬化SiC的IR分析(KBr壓片法)
5.4.3有機(jī)物改性對(duì)碳化硅分散性能的影響
5.5改性SiC吸波涂料的性能
5.6小結(jié)
第6章碳納米管化學(xué)鍍改性及其吸波性能
6.1引言
6.2碳納米管表面化學(xué)鍍改性
6.2.1碳納米管的鍍前預(yù)處理
6.2.2化學(xué)鍍
6.3表面有機(jī)化改性
6.3.1改性碳納米管復(fù)合物的熱分析(TGA-DSC,N2氣氛,10℃/min)
6.3.2改性碳納米管復(fù)合物的IR分析(KBr壓片法)
6.3.3有機(jī)物改性對(duì)碳納米管及其金屬?gòu)?fù)合物的分散性能的影響
6.4吸波涂料的性能--表面金屬化改性對(duì)CNTs吸波劑性能的影響
6.5小結(jié)
第7章導(dǎo)電絹云母及其導(dǎo)電涂料的性能
7.1引言
7.2導(dǎo)電涂料
7.2.1概述
7.2.2導(dǎo)電涂料的組成
7.2.3導(dǎo)電機(jī)理及影響涂料導(dǎo)電性能的因素
7.3絹云母表面化學(xué)鍍改性
7.3.1鍍前預(yù)處理
7.3.2化學(xué)鍍
7.4導(dǎo)電涂料的性能
7.4.1導(dǎo)電涂料的表面電阻率
7.4.2導(dǎo)電涂料的屏蔽系數(shù)
7.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)