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激光作用下纳米SiC颗粒的原位生长

激光作为一种热源,由于其具有的瞬态非平衡能量输出机制以及作用在材料时的超快加热效应,近几年在纳米材料的制备中已有所应用。当激光束照射纳米粉体材料时,激光束光斑内呈高斯分布的能量密度使得在激光束作用下的粉体材料处于一个梯度温度场内,为材料的合成提供了条件。本文研究了激光照射下SiC纳米颗粒的生长机理,以SiC纳米颗粒材料为前驱体,以激光为热源,研究了激光直接照射下SiC纳米颗粒原位生长特性。所完成的工作主要有:1.在分析纳米材料已有烧结理论的基础上,结合激光加工中有关热传导理论,建立了纳米材料在激光作用下晶粒尺寸变化的数学模型。对不同加工参数变化下的晶粒直径尺寸进行了数值计算,提出了晶粒长大简化数学模型,并对不同激光参数下的晶粒生长进行了数值模拟。2.根据激光的能量分布特性,分别采用被照射表面与光斑平行和垂直两种方式进行SiC纳米颗粒激光照射试验。并对样品进行X射线衍射、扫描电镜等分析,对两种方式下激光照射层的相组成和微观组织与结  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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激光照射下纳米SiC颗粒原位生长及纳米SiC涂层制备

碳化硅(SiC)纳米晶须是一种尺度在纳米级的高强度和高韧性的一维单晶体。由碳化硅(SiC)纳米晶须构成的膜具有极高的韧性、强度和更优良的化学稳定性。作为涂层可提高金属基体和陶瓷基体的机械性能及环境服役行为。 本文研究了激光直接照射下 SiC 纳米颗粒的生长机理,并以 SiC 纳米颗粒材料为前躯体,以激光为热源,研究了 SiC 纳米材料的激光烧结特性。所完成的工作有: (1) 研究激光作用下纳米粉末材料的烧结及晶粒生长行为,分析激光作用下纳米材料的物质传输机制,建立纳米材料在激光作用下晶粒尺寸变化的数学模型。并对不同加工参数变化下的晶粒直径尺寸进行了数值模拟。 (2) 对 SiC 纳米材料进行激光照射实验研究,并对激光作用后制件做 X 射线衍射及 SEM 电镜分析,探索了 SiC 纳米材料在激光直接照射下光斑温度场内的相组成及微观组织形貌变化规律,初探矩形光斑模式下激光直接照射制备纳米陶瓷的工艺性,分析了激光参数对烧结工艺的影响,...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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激光照射下SiC晶须原位生长的研究

激光作为一种热源,由于其具有的瞬态非平衡能量输出机制以及作用在材料时的超快加热效应,近几年在纳米材料的制备中已有所应用。当激光照射材料时,在激光作用的三维空间内,激光能量呈现出一定的梯度分布,为材料的合成提供了条件。本文以激光为热源,以SiC纳米颗粒材料为前驱体,进行了激光照射下SiC纳米颗粒原位生长晶须的试验,探索SiC晶须在激光照射下稳定生长的条件及其生长过程。所完成的工作主要有:1.研究SiC晶须的生长阶段,分析激光照射原位生成晶须的机理和传质机制。2.从晶体生长动力学角度对晶须生长的过程进行分析,同时分析了二次成核的生长部位及方向。3.采用被照射表面与光斑垂直的方式进行SiC纳米颗粒激光照射试验。对样品进行扫描电镜分析,探索晶须稳定生长的条件。4.针对采用不同粘结剂样品生成的晶须,分析激光能量密度对晶须形貌和数量的影响。  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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Nd:YAG激光照射制备SiC纳米晶须的研究

激光加工,以激光作为热源,具有瞬时高能量密度输出及超快加热效应,已在纳米材料制备领域获得广泛重视。激光与材料相互作用时,空间呈高斯分布,并形成梯度分布的温度场,使得材料制备亦呈现梯度分布。本文以Nd:YAG激光为热源,以SiC纳米颗粒材料为前驱体,进行了激光照射下纳米SiC颗粒原位生长晶须的试验。通过对比Nd:YAG激光器与CO_2激光器,探索SiC晶须在激光照射下稳定生长的工艺参数及生长机理。所完成的主要工作如下:1.对比分析CO_2激光与Nd:YAG激光在波长、空间分布、激光工作模式及材料吸收率方面的异同。2.以CO_2激光为例,简化激光束为基模高斯光束,建立激光照射纳米SiC模型,并使用Ansys软件对该过程温度场进行仿真分析。分析温度场可用于指导试验中激光参数的选择。3.以Nd:YAG激光作为热源,采用激光与材料照射表面相互垂直的方式,进行纳米SiC颗粒照射试验,优化参数配置,进而找出最优参数组合。同时,对样品照射层进行...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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水溶性ZnS:Mn纳米晶的合成及表面修饰

纳米技术和生物技术的结合是目前最受人关注的研究领域,而纳米粒子则是连接这两个领域的一个重要桥梁。荧光纳米晶具有优异的光学性质,将其作为生物标记物其性能可在在多个方面超越现在广泛使用的有机染料标记物,将给生物学和医学带来极大的突破,同时也将大大加速纳米技术的产业化进程。本论文工作主要从事水溶性掺杂型荧光纳米晶的合成、光学性质和表面修饰技术的研究,为开发新型纳米晶生物标记物提供必要的材料基础。水溶性ZnS:Mn 纳米晶的合成。利用巯基羧酸作为稳定剂,得到了可在水中稳定分散的ZnS:Mn 纳米晶。MPA 的加入还提高了Mn 在ZnS 中的掺杂效率,使反应的重复性得到改进。通过对不同后处理过程的研究,揭示了纳米晶表面性质对其荧光的影响,通过优化后处理过程得到了具有高荧光强度的ZnS:Mn 纳米晶。ZnS:Mn 纳米晶的表面无机和有机分子修饰。通过两步法得到了SiO_2/ZnS:Mn 复合荧光纳米粒子,其荧光稳定性和抗光氧化能力得到了很大...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
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纳米二氧化钛抗菌性能研究

纳米TiO_2是近十年来发展起来的一种新型光催化环境友好型无机材料,可用于空气净化、污水处理等,现已成为新一代的无机抗菌净化材料,越来越受到人们的重视。本文以经过改性的纳米TiO_2为抗菌材料,对细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌(黑色变种)及真菌如白色念珠菌、酿酒酵母、黑曲霉进行了抗菌性能的研究。考察了环境光照、初始pH值、环境温度、初始菌浓度、实验菌种、纳米TiO_2的初始浓度及能量实验等因素对纳米TiO_2杀菌效果的影响。本实验采用三角瓶振荡及悬液定量的方法进行研究,得到如下实验结果。纳米TiO_2不仅能在紫外光的激发下产生具有杀菌作用的羟基自由基,在可见光及微弱的光源下,经过表面改性的纳米TiO_2亦显示出一定的杀菌作用。环境pH值为5及温度为10℃时,纳米TiO_2杀菌效果达到最佳。对细菌和真菌的抗菌效果进行了比较,纳米TiO_2浓度为1%时杀菌效果最好,而且实验证明对两者的杀菌率基本上都达到了95%。能量实...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽农业大学
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纳米粉体制备及其对棉织物抗紫外整理的研究

生活水准的提高,环保意识的增强以及绿色消费的兴起,人们对纺织品的舒适性、安全性和卫生保健性日趋重视。棉织物是目前使用最为广泛的服装面料。它也是夏季最常用的服装面料。棉织物因其手感柔软,吸湿透气,穿着舒适,染色性能好,自然环保等特性而备受人们青睐。但是,棉织物在紫外线 280—400nm 波长范围内具有比较高的紫外线辐射渗透性,与其它天然纤维,如羊毛、蚕丝、麻等相比,棉纤维的防紫外线辐射性能最差。众所周知,过量的紫外线辐射会引起皮肤病,甚至会引发皮肤癌。近些年,由于臭氧层的破坏,特别是在两极,出现了巨大的臭氧层空洞,而且这种趋势仍在增加,这势必造成人们的担忧。因此,提高棉织物防紫外线辐射性能便显得尤为重要。纳米技术是近年来新崛起的高新技术。纳米材料因其多方面的独特性能已在许多领域显示出巨大的应用前景。但在纺织工业中的应用才刚刚起步。运用纳米技术,可开发纺织新材料,改善织物功能,如抗紫外线,红外线,抗老化,抗菌,高强耐磨,抗静电等,...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>