功能材料研究生考试论文

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功能材料在机械工程中的应用(论文)

功能材料在机械工程中的应用(论文)

机械工程材料课程论文功能材料在机械工程中的应用作者: 车辕摘要:功能材料是指具有特殊的电、磁、光、热、声、力、化学性能生物性能及其相互转化的功能,不是被用于结构目的,而是用已实现对信息和能量的感受、计测、显示、控制和转换位主要目的的高新材料。

功能材料是现代高新技术发展的先导和基础,是21世纪重点开发和应用的新型材料。

其在汽车上的应用也是显而易见的。

关键词:散热快耐高温高寿命Abstract: Functional material means of a special electricity, magnetic, light, heat, sound, power, chemical weapons and biological weapons mutual transformation function is not being used for structural purposes, but has been used to achieve energy information and feelings, or measuring, display, control and conversion spaces main purpose of the high material. Functional materials is a modern high-tech development and pilot basis, the focus is the development and application of 21 new materials. Its application in the car is obvious.Keyword: Heat release soon Withstand high temperatures High life 在没有学《机械工程材料》这门课程之前,我总是觉得这材料吗无非不就是些钢或是铁什么的,用当初弱智的想法总认为这门课没有多大意思,可是这个想法在上过课后可以说是彻彻底底的改变了,其实说为"改变"太轻了,应该说是"醒悟",为什么会这么说呢?想想这么多年来,自己总以为自己对汽车稍有些了解,正是因为这才报了汽车这专业,可是到头来,咱连钢和铁都没分得清,真是惭愧啊!难道这只是一个观念上的"改变"就行了吗?回答肯定是不行,观念的改变只是个表面现象,而真正让人得到是什么啊,是教训,是什么教训,是让一个人了解自我认识自我的教训,让自己知道了自己到底缺什么到底应该学些什么,这才是此教训的最终目的,之所以这样,我才叫这样的感想叫“醒悟”。

梯度功能材料的制备与应用及其发展状况(功能材料论文)

梯度功能材料的制备与应用及其发展状况(功能材料论文)

梯度功能材料的制备与应用及其发展状况摘要:近年来,梯度功能材料(FunctionallyGradientMaterials,FGM)由于其优异的性能和特殊的功能,得到了迅速发展,展现出极大的应用价值。

FGM的制备方法主要有粉末冶金法、等离子喷涂法、激光熔覆法、自蔓延高温燃烧法等。

FGM在航空航天、电磁工程、生物工程、核能和电气工程等领域都有广泛的应用。

文章综述了FGM的制备方法、特性、在各领域的应用以及发展现状,对未来的发展做了一些展望。

关键词:梯度功能材料;制备方法;特性;应用;发展前景梯度功能材料(functional gradient material, FGM),即材料的组分和结构从材料的某一方位(一维、二维、三维)向另一方位连续地变化,使材料的性能和功能也呈现梯度变化的一种新型材料[1]。

20世纪80年代后期,日本学者新野正之等首先提出功能梯度材料的概念[2],很快引起多个国家宇航领域科技工作者的极大关注,功能梯度材料的研究在各国迅速展开,二十多年来,国内外在功能梯度材料的组织结构、性能、制备工艺、设备以及材料的应用方面都取得了令人瞩目的成果。

1梯度功能材料制备方法1.1粉末冶金法(PM)PM法是将10μm~100μm粒径的粉末(金属、陶瓷)充分混合,按组分梯度分层填充或连续成分控制填充,压实后烧结制备FGM[3]。

PM法具有设备简单、易于操作、成本低等优点,但需要对烧结温度、保温时间和冷却速度等工艺进行严格控制。

1.2等离子喷涂法等离子喷涂法是将原料粉末送至等离子射流中,以熔融状态状态直接喷射到基材上形成涂层。

该方法使用粉末作喷涂材料,以气体作载体将粉末吹入等离子射流中, 依靠等离子弧将粉末熔化,熔融的粒子被进一步加速,然后以极高的速度打在经过净化和粗化处理的基材表面,产生强烈的塑性变形,相互挤嵌、填塞,形成扁平的层状结构涂层。

喷涂过程中改变陶瓷与金属的送粉比例,调节等离子射流的温度及流速,即可调整成分和组织,获得FGM涂层。

功能材料论文

功能材料论文

功能材料论文功能材料是一类具有特殊功能或性能的材料,它们可以在各种领域发挥重要作用。

本文将就功能材料的定义、分类、应用以及未来发展方向进行探讨。

首先,功能材料是指具有特殊功能或性能的材料,它们可以通过特定的制备工艺和结构设计实现对光、电、磁、声、热等能量的转换、传感、存储和控制。

功能材料的研究和开发已成为当今材料科学与工程领域的热点之一。

其次,功能材料可以根据其功能特性进行分类,包括光学材料、电子材料、磁性材料、传感材料、储能材料等。

光学材料主要用于光学器件、显示器件和光学通信领域;电子材料主要用于电子器件、集成电路和电子元件领域;磁性材料主要用于磁记录、磁传感和磁存储领域;传感材料主要用于生物传感、化学传感和环境传感领域;储能材料主要用于电池、超级电容和储能器件领域。

再者,功能材料在各个领域都有着广泛的应用。

例如,光学材料在激光器、光纤通信和光学传感器中发挥着重要作用;电子材料在集成电路、半导体器件和电子元件中具有重要地位;磁性材料在磁记录、磁传感和磁存储领域有着广泛的应用;传感材料在生物传感、化学传感和环境传感领域发挥着重要作用;储能材料在电池、超级电容和储能器件中具有重要地位。

最后,功能材料的研究和开发具有重要的意义,未来的发展方向主要包括新型功能材料的设计与制备、功能材料的性能优化与调控、功能材料的应用拓展与产业化等方面。

随着科学技术的不断进步和社会需求的不断增长,功能材料必将在未来发挥着更加重要的作用。

综上所述,功能材料作为一类具有特殊功能或性能的材料,在当今社会发展中具有重要地位。

它们的研究和应用将为各个领域的发展提供重要支撑,未来的发展前景十分广阔。

希望本文能够对功能材料的研究和应用有所启发,推动功能材料领域的进一步发展。

advanced functional materials的投稿类型

advanced functional materials的投稿类型

advanced functional materials的投稿类型摘要:一、引言二、Advanced Functional Materials 的投稿类型1.原创研究论文2.综述论文3.观点文章4.通讯文章5.快报三、各类投稿类型的特点与要求1.原创研究论文2.综述论文3.观点文章4.通讯文章5.快报四、投稿注意事项五、结论正文:Advanced Functional Materials(先进功能材料)是一本关注功能材料领域研究的国际性学术期刊,为科研工作者提供了一个展示创新研究成果和交流先进技术的平台。

本文将详细介绍Advanced Functional Materials 的投稿类型及各类投稿类型的特点与要求。

一、引言Advanced Functional Materials 主要接收功能材料领域的研究论文,旨在发表具有创新性、高水平和前沿性的研究成果。

为了方便作者投稿,该期刊提供了多种投稿类型,以满足不同类型研究成果的发表需求。

二、Advanced Functional Materials 的投稿类型1.原创研究论文(Original Research Papers)原创研究论文是Advanced Functional Materials 的主要投稿类型,接收关于功能材料领域的新发现、新原理、新技术和新应用等方面的研究成果。

这类论文要求具有明显的创新性和学术价值,数据可靠,论证严密,结论明确。

2.综述论文(Review Articles)综述论文主要对功能材料领域的研究现状、发展趋势、前沿问题和未来展望进行系统梳理和总结。

这类论文要求作者具有较高的学术地位和丰富的研究经验,能够全面、客观地评价相关研究领域的成果和发展趋势。

3.观点文章(Perspectives)观点文章主要针对功能材料领域的研究热点、关键问题或新兴研究方向发表作者的见解和预测。

这类论文要求具有较高的学术价值和启发性,能够引导读者思考和探讨相关问题。

纤维素先进功能材料论文

纤维素先进功能材料论文

纤维素先进功能材料论文摘要:通过对纤维素先进功能材料的分析可知,纤维素先进功能材料能够有效利用纤维素的价廉、量大、易获得、可再生等特点,拓展纤维素材料的使用领域。

相信纤维素先进功能材料的应用范围将会越来越广。

新技术和新溶剂的开发和使用,会极大地推动纤维素功能材料的开发。

纤维素是自然界中分布最广、存储量最大的天然高分子,它能够构成植物细胞壁,然后通过植物的光合作用继续产生大量的纤维素。

换句话讲,纤维素是一种优秀的可再生资源。

在使用过程中,纤维素与合成高分子相比,具有无毒、无污染、容易改性的特点,所以,它的存在更有利于社会的可持续发展。

1 纤维素材料随着石油、煤、天然气等不可再生能源的应用,环境问题日益严重,这些能源的用量也在逐渐减少,所以,纤维素材料的研究已经成为了国际重点研究领域,纤维素的先进功能材料也已经逐渐成为了纤维素的科研热点。

因为天然纤维素不能熔融,也很难在常规溶剂中溶解,所以,该材料的加工性能很差,这种情况限制了纤维素材料的运用。

在传统的纤维素材料生产中,主要采用黏胶法或铜氨溶液法。

虽然黏胶法一直在纤维素再生产中占有主要地位,但是,这种方法大量使用烧碱和硫酸,在生产过程中会释放有毒气体,严重污染环境。

2 物理法制备纤维素功能材料2.1 纯纤维功能材料纤维素中的纤维能够制造出性能优良的纺织品。

使用黏胶法制备再生纤维是目前最普遍的方法,但是,这种方法造成的污染很严重,所以,需要使用新工艺代替。

在制备工程中,氯化锂或二甲基乙酰胺受自身体系的制约,很难进行工业化生产,所以,开创了4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)体系,实现了新的工业化生产。

利用这种方法生产出的再生纤维又被称为Lyocell纤维。

这种纤维不仅有天然纤维的手感,还具有模量高、湿度强和延展性好等特点。

再生纤维制造出的衣服不仅穿着舒服,而且耐磨,经常被应用于高档服装制造上。

但是,这种制作溶剂的价格非常高,并且对回收技术的要求也很高,需要大量的前期资金投入,所以,这种方法并没有被推广。

功能材料及应用论文-单晶硅太阳能应用

功能材料及应用论文-单晶硅太阳能应用

生活中的功能材料——单晶硅太阳能电池研究及发展一、引言随着人类社会的不断发展,人与自然的矛盾也愈来愈突出。

目前全世界范围面临的最为突出的问题是环境与能源.即环境恶化和能源短缺。

人类的主要传统能源( 石油、煤炭、天然气) 的储存量是有限的,且对环境有污染,所以节能环保型能源的开发和利用迫在眉睫。

这个问题当然要通过各国政府采取正确的对策来处理。

发展新能源材料及相应的技术,将是解决这一些问题最为有效的方法之一。

太阳能是人类取之不尽,用之不竭的可再生能源,也是清洁能源,不产生任何的环境污染。

事实上近年来人们对太阳能材料的研制和利用,已显示了积极有效的作用。

这一新型能源材料的发展.既可解块人类面临的能源短缺问题,又不造成环境的污染。

从50年代的硅电池,60年代的G a A s 电池,70年代的非晶硅电池,80年代的铸造多晶硅电池,到90年代的I I一Ⅵ化合物电池的开发和应用,到现今有机聚合物太阳电池和纳米结构太阳电池的研究开发,构成了太阳能光电材料和器发展的历史脚印。

目前太阳能电池材料主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅电池。

硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。

二、单晶硅太阳电池的生产制备工艺(一)、基本结构(二)、太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。

②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。

③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。

④提高切割速度,实现自动化切割。

具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类:1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。

2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。

3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。

硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。

材料现代分析与测试技术论文

材料现代分析与测试技术论文

材料结构分析结课论文学院:物理化学学院专业班级:应化1001 姓名:学号: 311013030110材料现代分析与测试技术论文随着经济的迅速发展,人们对材料的需求日益增加。

为了满足这些现代技术对材料的需求,世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

功能材料作为现代技术的标志,引起了各国的关注,已经成为材料科学中的一个分支学科,并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。

本篇综述简单介绍了功能材料的材料是现代科技和国民经济的物质基础。

一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。

因此,现在称材料、信息和能源为现代文明的三大支柱,又把新材料、信息和生物技术作为新技术革命的主要标志。

材料的发展虽然历史悠久,但作为一门独立的学科始于20世纪60年代。

材料的研究和制造开始从经验的、定性的和宏观的向理论的、定量的和微观的发展。

20世纪70年代,美国学者首先提出材料科学与工程这个学科全称。

1975年美国科学院发表的《材料与人类》专著中[1],对材料科学与工程定义为:探索和应用材料的成分、结构、加工和其性质与应用之间关系的一门学科。

功能材料的概念是美国 Morton J A于1965年首先提出来的。

功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料,如磁性材料、光学材料等,它具有优良的物理、化学和生物功能,在物件中起着“功能”的作用[2]。

20世纪60年代以来,各种现代技术的兴起,强烈刺激了功能材料的发展。

为了满足这些现代技术对材料的需求,世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

同时,由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用,许多新功能材料不仅已经在实验室中研制出来,而且已经批量生产和得到基本性能、特点和分类及其发展现状和发展趋势。

(1)X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理:根据布拉格公式:2dsinθ=λ可知,对于一定的晶体,面间距d一定,有两种途径可以使晶体面满足衍射条件,即改变波长λ或改变掠射角θ。

有机功能材料合成技术课程小论文

有机功能材料合成技术课程小论文

有机功能材料合成技术课程论文、光电有机功能材料的发展摘要:随着环境问题与能源问题的日渐严峻,作为清洁能源的太阳能的利用越来越受重视。

有机太阳能电池在第三代太阳能电池器件中将承担极其重要的角色。

相比于无机材料,有机材料存在明显优势,但是与无机太阳能电池相比,有机太阳能电池的转化效率还较低。

如何从本质上解决有机半导体光电转换效率低的问题,是太阳能电池研究的关键。

关键词:有机光电材料,太阳能电池正文:有机太阳能电池的研究进展众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。

其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。

而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。

众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。

其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。

而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。

众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。

其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。

而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。

功能材料论文概要

功能材料论文概要

软磁材料概述摘要软磁材料如今已广泛的应用于我们的生活之中,如20世纪推进电力工业迅速发展的硅钢和在电子技术领域的应用是随处可见的。

人类使用人工生产的软磁材料是从100多年前开始的,软磁材料的发展经历了从金属及合金到纯铁软磁材料再到Si-Fe合金、又到铁系合金、而后又发展了非晶态和纳米晶软磁合金的过程。

目前,使用量最大的是Si-Fe合金。

软磁材料的种类繁多,应用广泛。

本文主要讲了用量最大的铁基软磁合金和非晶态及纳米晶软磁合金合金中比较常用的软磁材料以及他们的一些特性。

关键字:软磁材料、铁基软磁合金、非晶态及纳米晶软磁合金合金。

1.磁功能材料磁功能材料是指那些利用材料的磁性能和磁效应来实现对能量和信息的传递、转换、调制、存储和检测等功能作用的材料。

随着科学技术的发展,磁性材料也得到了迅速的发展和广泛的应用,目前,磁性材料已经用于机械、电子、电力、通宵和仪器仪表登领域。

磁性材料的种类繁多,按材料的磁特性和磁效应功能以及用途,将磁功能材料分为软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、磁记录材料、磁致伸缩材料、磁控形状记忆合金、磁电阻材料、巨磁阻抗材料、磁光材料、磁卡效应材料、微波磁性材料、磁流体以及复合磁性材料。

2.软磁材料的一般特性及分类软磁材料为磁功能材料中使用的较早的一种,一般是强磁性的铁磁性或亚铁磁性物质,其的总体特点是:它的磁滞回线细长,磁导率很高,对于外加磁场具有具有很高的灵敏度;矫顽力低,一般低于100A/m,容易被反复磁化。

性能优异的软磁材料,具有低的矫顽力、高的饱和磁感应强度、高的起始磁导率、高的电阻率与低损耗等特点。

以下两张表分别是一些典型的软磁性材料的矫顽力和起始磁导率:表2.1 典型软磁材料的矫顽力表2.2 典型软磁材料的起始磁导率从表2.1和表2.2可以看出,目前磁性能最佳的是Co基非晶合金。

工程上广泛使用的软磁材料分为软磁合金和软磁铁氧体。

软磁合金的生产较早,始于19世纪,而软磁体的发现是在20世纪30年代。

[2016学位论文].以卟啉基金属聚合物为前体合成多功能磁性纳米材料及其应用..

[2016学位论文].以卟啉基金属聚合物为前体合成多功能磁性纳米材料及其应用..

『毕业论文社区』优质论文硕博学位论文1/79太原理工大学硕士研究生学位论文I以卟啉基金属聚合物为前体合成多功能磁性纳米材料及其应用研究摘 要金属纳米材料由于其纳米级尺寸而具有很多独特的物化特性,从而引起了众多科研人员的广泛关注。

金属纳米粒子已经在很多领域得到广泛应用,如永磁体,高密度磁存储器件,磁共振成像,药物运输,生物传感器,可回收催化剂等。

近年来,科研人员又通过一些新方法将其应用到一些新兴领域,如以异核双金属聚合物为前体,通过纳米压印和高温热解的方法,制备磁性金属合金纳米阵列结构,从而实现高密度信息垂直磁记录;另外,由于金属纳米粒子的磁性质和表面等离子效应,科研人员通过将金属纳米粒子掺杂到OLED 和太阳能电池功能层中,有效地改善了器件性能。

其中需要特别说明的是,由于金属合金纳米粒子具有独特的组成和结构使其具有一些单金属不具备的性能。

就金属合金纳米粒子的制备方法来说,主要通过将含不同金属的前体物理混合后,通过高温可控分解来制备合金纳米粒子,但这种方法制备的纳米粒子粒径不可控且不稳定,也容易发生团聚、烧结等问题。

本论文设计并合成一系列异核双金属聚合物和单核金属聚合物,并以这些聚合物或者其混合体为前体,利用纳米压印光刻技术制备位元规则介质,用于信息高密度磁存储体系;同时也将以所合成的金属聚合物为单一前体,通过高温可控分解的方法制备表面碳包覆的磁性纳米粒子,再尝试将这些磁性纳米粒子掺杂到OLED 中,探究其在OLED 中的应用和作用机制。

本论文主要研究内容如下:(1)设计并合成卟啉基金属聚合物。

在这里,我们利用卟啉化合物的模板效应,合成一系列金属卟啉化合物(DETPP-Fe, DETPP-Co 和DETPP-Ni ),同时合成了含金属Pt 的配体和芴基配体,最后,通过将金属卟啉化合物和这些配体分别进行偶联反应,合成了一系列卟啉基异核双金属聚合物(DETPP-P-FePt ,DETPP-P-CoPt 和DETPP-P-NiPt )和单核金属聚合物(DETPP-P-Fe ,DETPP-P-Co 和DETPP-P-Ni)。

功能材料小论文剖析

功能材料小论文剖析

聚芳醚类离子交换膜简介1.离子交换膜简介离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液的的离子具有选择透过功能的膜,一般是由高分子材料制成。

因为通常在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。

离子子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的带电基团带有电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有亲水性。

例如,由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离阳离子受水分子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。

阳离子交换膜是对阳离子具有选择透过性。

阳离子膜通常是磺酸型的。

阴离子交换膜对阴离子具有选择透过性。

一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团。

离子交换膜的材料主要有:聚乙烯均相阴阳膜、聚苯醚均相阳膜、聚砜型均相阴膜、聚氟乙烯-多胺型阴膜、偏氟乙烯阳膜、甲基丙烯酸均相阳膜、聚三氟氯乙烯阳膜。

2.质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池(PEMFC)在原理上相当于执行水电解的“逆”过程。

其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为传递氢离子的介质,只允许氢离子通过。

工作时相当于一个直流电源,阳极即电源负极,阴极即电源正极。

质子交换膜燃料电池以离子交换膜为电解质,以Pt、C为氧化剂,氢气或重整气为燃料,空气或氧气为氧化剂工作温度一般在60 ~100 摄氏度的一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的发电装置是一种高效节能安全可靠的新型环保电池,适用于交通、电站、可移动电源及潜艇等多种用途具有广阔的市场前景9已引起越来越多的国家和企业的重视都纷纷斥巨资于这一项目9目前已接近于商业化应用[1]。

氢燃料电池阳极和阴极之间由质子交换膜隔开,它是该电池的核心部件,在电池中充当固态电解质,分隔燃料和氧化剂以及传递反应离子和水,对电池的性能起着关键作用。

功能材料论文

功能材料论文

功能材料的发展现状以及应用前景摘要功能材料是指具有特定光,电,磁,声,热,湿,气,生物等特性的各类材料。

这些材料在能源,通信,电子,激光,医药等方面都具有广泛的应用,但它们的发展现状以及应用前景究竟怎么样呢?通过查找一些基本的书籍及文献,本文将简单介绍纳米材料,高分子材料,光学材料的发展现状以及应用前景。

关键词:纳米材料光学材料高分子材料发展现状应用前景第一章引言纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

其应用于电声器件,陶瓷,传感器,半导体器件,催化剂,医疗,加点,环保,计算机等。

纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段,美、日、德等少数国家,虽然已经初具基础,但是尚在研究之中,新理论和技术的出现仍然方兴未艾。

我国已努力赶上先进国家水平,研究队伍也在日渐壮大。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,通常分子量大于10000。

高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料,按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等,是生命起源和进化的基础。

而其在我们的日常生活更是起着非常重要的作用。

光学材料是指近l0年来,随着现代光学、光电子及信息技术的发展而兴起的光电数码产品和信息产品所应用的技术含量高、制作难度大、光学性能优越的光学材料,一般是指镧系光学玻璃、环保系列光学玻璃、低熔点及磷酸盐光学玻璃等。

由于光电信息产品的信息采集、传输、存储、转换和显示都与光学材料密切相关,使光学材料的功能得到了迅速开发,在高科技领域得到了日益广泛的应用。

纳米材料,高分子材料,光学材料现已广泛应用于计算机,医学,航空航天,能源,环境以及我们的日常生活,并在其中起着举足轻重的作用,而当今社会对这些材料的研究层出不穷,但究竟研究到了什么样的地步呢?本文将通过查找资料的形式总结了这些材料的发展现状以及应用前景。

第二章光、纳米、高分子材料的发展现状及应用前景2.1 纳米材料2.1.1 纳米材料的应用前景纳米材料的物化性能与微米多晶材料有着巨大的差异,具有奇特的力学、电学、瓷学、光学、热学及化学等多方面的性能,从而使其作为一种新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域起着重要的作用,其应用前景不可估量。

advanced functional materials审稿意见

advanced functional materials审稿意见

advanced functional materials审稿意见【实用版】目录1.审稿意见概述2.论文结构与内容评价3.学术贡献与创新点4.论文存在的问题5.修改建议与展望正文【审稿意见概述】经过审阅,本文研究了先进功能材料的相关领域,对先进功能材料的发展现状和未来趋势进行了全面的分析。

作者在论文中提出了一些新的观点,具有一定的学术价值。

本文旨在对先进功能材料的研究提供有益的参考,以推动相关领域的发展。

【论文结构与内容评价】本文结构清晰,内容完整。

首先,作者对先进功能材料的背景和研究意义进行了详细的介绍。

接着,论文从材料设计、制备、性能及应用等方面进行了深入研究,展示了先进功能材料在不同领域的应用前景。

最后,作者对先进功能材料的未来发展趋势进行了展望,提出了一些建设性的建议。

【学术贡献与创新点】本文的主要学术贡献在于对先进功能材料的全面梳理和分析,提出了一些新的观点。

首先,作者对先进功能材料的设计理念进行了探讨,强调了从源头上解决材料性能问题的重要性。

其次,本文对先进功能材料的制备方法进行了总结,有助于指导相关研究者进行实验研究。

最后,本文对先进功能材料的应用领域进行了拓展,为相关领域的研究提供了新的思路。

【论文存在的问题】尽管本文在某些方面具有一定的学术价值,但仍存在以下问题:1.部分论述不够严谨,需要加强论证。

2.论文中引用的文献不够全面,建议作者查阅更多相关文献以充实论文内容。

3.部分实验数据不够详细,建议作者补充实验数据以增强说服力。

【修改建议与展望】针对以上问题,建议作者在修改论文时注意以下几点:1.加强论述的严谨性,使论文观点更加站得住脚。

2.查阅更多相关文献,全面了解先进功能材料的研究现状,为论文提供更有力的支持。

3.补充实验数据,使论文结果更具说服力。

总体而言,本文研究了先进功能材料的多个方面,具有一定的学术价值。

2012 研究生功能材料与应用 论文

2012 研究生功能材料与应用 论文

姓名:黄刚 学号:J201261868 (在职硕士类) 专业:机械电子工程纳米材料综述摘 要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级(0.11 nm~ 100nm ) 的超微粒子(纳米微粒) 及由其聚集而构成的纳米固体材料。

纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。

其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:(1) 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;(2) 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;(3) 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;(4) 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。

另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。

纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:(1) 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;(2) 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。

2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域,是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。

由于纳米粒子具有壳层结构。

粒子的表面原子占很大比例,并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构,这与体相样品的完全长程有序结构不同。

纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。

双酚F型及双酚F_A型环氧树脂的合成与性能研究(可编辑)

双酚F型及双酚F_A型环氧树脂的合成与性能研究(可编辑)

双酚F型及双酚F_A型环氧树脂的合成与性能研究国防科学技术大学硕士学位论文双酚F型及双酚F/A型环氧树脂的合成与性能研究姓名:董奇志申请学位级别:硕士专业:材料物理与化学指导教师:安立华;盘毅2002.10.1国防科学技术人学研究生院学位论文摘要多次采用下交实验法,系统地研究了低粘度液态双酚型和双酚/共聚型环氧树脂的合成工艺及合成工艺中诸因素对树脂性能的影响,得到了双酚型和双酚/共聚型环氧树脂的最佳合成工艺条件。

对环氧树脂的固化进行了深入研究,确定了以为固化荆的最佳固化工艺条件:固化剂用量%,固化温度℃,固化时间。

对双酚/共聚型及共混型环氧树脂进行了性能测试,利用红外光谱对改性树脂的结构进行了分析,利用射线衍射法对改’陆树脂的结晶性能进行了研究,利用法对其分子量及分子量分布进行了研究,利用照片对其固化物断面的形态结构和相容性进行了分析,并利用热分析的方法初步研究了配比为%的双酚/共聚型”氧树脂与的固化反应动力学,得到其表观活化能./,表观反应级数.,其最佳固化机理宜采用阶梯升温程序.凝胶温度℃,固化温度℃.后处理温度℃。

对双酚/共聚型及共混型环氧树脂的性能进行了对比研究,其结果表明:利用双酚或双酚型环氧树脂对双酚型环氧树脂分别进行共聚或共混改性,都可以大大降低其粘度,同时还可以显著改善其固化物的性能;在共聚改性中,以/ 的摩尔配比为%时最佳,此时,其共聚树脂℃时粘度为..,比未改性的双酚型环氧树脂的粘度下降%;以三乙烯四胺为固化剂,其固化物的为℃,比未改性的双酚型环氧树脂提高近℃:软化点为℃,比未耐,比性的双酚型环氧树脂提高近℃;拉伸强度为.、弯曲强度为未改性的双酚型环氧树脂提高%:在共混改性中,以重量配比为:时最佳,此时,共混树脂℃时粘度为..,固化物拉伸强度为.、弯曲强度为.,其玻璃化温度和软化点都比未改性的下降;对比研究结果表明在双酚型环氧树脂的共聚和共混改性中,以共聚改性的树脂产品性能较佳,相容性较好,价位较低。

功能材料论文

功能材料论文

功能材料论文功能材料,是指在特定的条件下,通过其特殊的结构与组成所具有的特殊性能和功能的材料。

它们在各个领域都扮演着重要的角色,如电子、光电、催化、能源等。

本论文将对功能材料的概念、分类和应用进行详细的探讨,并介绍一些具有代表性的功能材料。

一、功能材料概念功能材料主要指具有特殊性能和功能的材料,它们在特定条件下可以实现特定的物理、化学或生物作用。

与传统结构材料不同,功能材料的性能主要来自于其特殊的结构和组成。

功能材料的发展,旨在满足人们对新型材料的需求,并推动科学技术的进步和产业的发展。

二、功能材料分类功能材料根据其性能和功能可以分为多个类别。

以下是几种常见的功能材料及其主要特性:1. 光电材料:光电材料是指对光与电的能量转换和传输过程具有特殊性能的材料,包括光电导体、光电半导体和光电绝缘体等。

它们在太阳能电池、光传感器等领域具有广泛的应用。

2. 催化材料:催化材料是指在化学反应过程中,通过其特殊的结构和组成,能够加速反应速率或降低反应温度的材料。

催化材料广泛应用于催化剂、汽车尾气净化等领域,具有重要的经济和环保意义。

3. 磁性材料:磁性材料是指在外磁场作用下,具有特殊的磁性行为和性质的材料。

它们广泛应用于电子设备、磁记录材料等领域,对推动信息技术发展起到了重要作用。

4. 超导材料:超导材料是指在特定的温度下,电阻为零,电流可以无损耗地通过的材料。

超导材料在能源传输和磁共振等领域具有广泛的应用前景。

5. 电池材料:电池材料是指用于储能和能量转换的材料,包括锂离子电池材料、燃料电池材料等。

随着电动汽车和可再生能源的发展,电池材料将发挥越来越重要的作用。

三、功能材料应用功能材料在各个领域都有重要的应用。

以下是几个典型的功能材料应用举例:1. 功能材料在电子领域的应用:光电材料在光电器件中的应用,如太阳能电池、光传感器等;磁性材料在硬盘、磁记录材料中的应用;二维材料在柔性显示、传感器等领域的应用。

2. 功能材料在能源领域的应用:锂离子电池材料、燃料电池材料在新能源储存和转换中的应用;光催化材料在光能利用和水分解中的应用;超导材料在能源传输和磁共振成像中的应用。

梯度功能材料发展前景分析论文

梯度功能材料发展前景分析论文

梯度功能材料发展前景分析论文梯度功能材料是近年来新兴的一种材料,其具有优异的性能和广泛的应用前景,因而备受关注。

本文将对梯度功能材料的发展前景进行分析,并指出其在未来的应用趋势。

首先,梯度功能材料以其特有的物理和化学性质,广泛应用于医学、航空航天、能源等领域。

其中,在医学领域中,梯度功能材料被用来制造人体组织,如人工骨、嵌入式心脏起搏器以及注射给药系统等。

在航空航天领域中,梯度功能材料的应用正在不断扩大。

许多研究表明,梯度功能材料能够更好地抵御高温、低温、剧烈震动和辐射等环境。

因此,梯度功能材料正在被广泛用于宇航器发动机和宇航服的制造,以提高宇航员的生命安全和飞行效率。

在能源领域中,梯度功能材料也被用来改善储能装置的性能,例如电池和超级电容器等。

其次,梯度功能材料在信息技术领域也有着广泛的应用前景。

随着信息技术的发展,新型信息设备和电子产品的需求不断增加,而梯度功能材料的出现为这些需求提供了一个更好的解决方案。

梯度功能材料可用于制造高性能微电子器件(如芯片、传感器和存储器),并可对电子设备进行优化设计。

此外,梯度功能材料还可以用于太阳能电池和显示器等电子元器件的制造,从而提高其能量产出和显示效果。

第三,梯度功能材料在环境治理方面也有着广泛的应用前景。

目前,全球环境污染问题越来越严重,大气污染、水污染和土地污染等问题困扰着人类。

而梯度功能材料的出现为这些问题的解决提供了一个新思路。

例如,梯度功能材料可用于制造高效地吸附有害气体和微粒的过滤器,用于净化污染空气。

同时,梯度功能材料还可以用于制造高效率的废水处理装置,用于净化污染水体。

最后,梯度功能材料在未来的发展中将呈现多元化和专业化两种趋势。

一方面,随着梯度功能材料应用领域的不断扩大,梯度材料的类型也会越来越多,如电子梯度材料、机械梯度材料、生物梯度材料等。

这将促进梯度功能材料的多种应用,提高其运用的效率和精度。

另一方面,梯度功能材料的专业化将进一步造就其市场竞争力。

材料科学与工程专业毕业论文选题参考新型功能材料的合成与性能研究

材料科学与工程专业毕业论文选题参考新型功能材料的合成与性能研究

材料科学与工程专业毕业论文选题参考新型功能材料的合成与性能研究材料科学与工程专业毕业论文选题参考:新型功能材料的合成与性能研究摘要:本文旨在探讨新型功能材料的合成与性能研究。

首先介绍了新型功能材料的概念和意义,随后阐述了合成方法的选择与优化,再通过多种分析技术对材料的性能进行评估与研究。

最后总结了这些研究对新型功能材料的应用前景和发展趋势的推动作用。

1. 引言材料科学与工程是一门研究材料的合成、性能与应用的学科,新型功能材料正是材料科学与工程领域的研究热点之一。

新型功能材料具有多种优越性能,如高强度、高导电性、高热稳定性等,广泛应用于能源、环境科学、生物医学等领域。

因此,对新型功能材料的合成与性能研究具有重要的意义。

2. 合成方法选择与优化合成方法是制备新型功能材料的重要环节。

根据所需材料的结构与性能,在一系列已有的合成方法中选择适合的方法进行研究。

例如,溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等都是常用的合成方法,可以根据材料的特性选择最佳的合成途径。

同时,在合成过程中优化实验条件,如温度、pH值、反应时间等,以获得理想的材料性能。

3. 性能评估与研究对新型功能材料的性能评估与研究是确保其应用价值的关键。

本节将介绍几种常用的性能评估方法。

3.1 结构表征结构表征可以通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术对材料的结构与形貌进行观察和分析。

3.2 物化性质测试物化性质测试是对材料的物理性质、化学性质以及热学性质等进行分析。

例如,利用傅里叶红外光谱(FTIR)测试材料的功能基团,采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)测试材料的吸收与发射特性等。

3.3 功能性能测定对于功能材料,其特殊的功能性能是评价其优劣的重要标准。

例如,如果研究的目标是新型光催化材料,可以通过光催化降解染料来测试其光催化性能;如果研究的目标是新型电池材料,可以测定其电化学性能,如循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)等。

新型玻璃技术及应用-论文

新型玻璃技术及应用-论文

新型玻璃技术及应用-论文题目:新型玻璃技术及应用摘要:随着科技的不断进步和人们对高品质生活的追求,新型玻璃技术的研究与应用正逐渐引起人们的关注。

本文主要通过综合分析和文献回顾,探讨了当前新型玻璃技术的发展现状以及应用领域。

研究发现,新型玻璃技术主要包括功能玻璃、超透明玻璃、自修复玻璃、可穿戴玻璃等多个方面。

功能玻璃可以通过添加特定的功能材料,如导电材料、发光材料等,赋予玻璃特殊的功能,如可触控、发光等。

超透明玻璃具有更高的透明度和折射率,广泛应用于高端建筑、平板显示器等领域。

自修复玻璃能够自动修复表面的划痕和破损,提高了玻璃的耐久性和使用寿命。

可穿戴玻璃则可以在眼镜、手表等设备上实现信息显示和交互功能。

此外,本文还对新型玻璃技术的发展前景进行了展望,并提出了进一步研究的方向和建议。

关键词:新型玻璃技术;功能玻璃;超透明玻璃;自修复玻璃;可穿戴玻璃;应用领域引言:玻璃作为一种常见的建筑材料和工业材料,具有高透明度、耐腐蚀、隔音隔热等优点,在现代社会中发挥着重要作用。

然而,传统玻璃在功能及应用方面存在一些局限性,如缺乏特殊的功能、折射率较低、易于破损等。

随着科技的不断发展,新型玻璃技术的出现为克服这些问题提供了新的可能性。

本文旨在综述新型玻璃技术的研究现状和应用领域,并探讨其未来的发展和前景。

方法:本文采用文献回顾的方法,从相关的学术数据库中筛选出与新型玻璃技术相关的研究文献,并对这些文献进行综合分析和归纳。

结果与讨论:1. 功能玻璃:功能玻璃是一种通过添加特定的功能材料,如导电材料、发光材料等,赋予玻璃特殊功能的新型材料。

目前,功能玻璃主要应用于触控屏、显示器等领域,但其潜在应用领域仍有待进一步开发。

2. 超透明玻璃:超透明玻璃具有更高的透明度和折射率,能够提供更清晰的视野。

目前,超透明玻璃已被广泛应用于高端建筑、平板显示器等领域,并呈现出良好的市场前景。

3. 自修复玻璃:自修复玻璃是一种能够自动修复表面的划痕和破损的玻璃。

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聚偏氟乙烯复合材料多孔薄膜的制备与表征1、研究背景:水资源是维持人类在地球上正常活动的物质保障。

水资源的过度使用、水污染、气候变化及人口增加导致了水资源短缺的危机[1]。

根据联合国报道,大约有12亿人居住在水资源匮乏地区,16亿人正面临着水资源短缺问题。

水资源短缺也严重威胁着农业活动,导致了部分国家的饥荒问题。

此外,我国每年污水排放量超过600亿吨,然而有90%都不能够得到有效的回收利用,造成了严重的水污染问题。

因此解决水资源短缺的问题刻不容缓,而水资源的大规模调动是一项耗时长、投入高的民生工程,因此治理水污染不失为一个可以快速缓解水资源短缺的方案。

膜分离技术由于具有分离效率高、能耗小、操作简单等优点成为解决水污染的新技术。

我国膜技术的研究起始于1950年,经过六十多年的发展,已经在能源、石化、电子、食品、医药卫生、轻工业及环境保护等诸多领域发挥了重要的作用。

在众多的膜材料中,聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)因具有优异的机械性能、热稳定性及电磁学性能在膜分离领域具有很大的潜在应用价值。

膜分离技术具有分离效率高、操作简单、成本低廉等优点,在环境、电子、化学、能源及生物医药领域具有广阔的应用前景,近年来受到越来越多关注。

降低成本、扩展薄膜应用是促使膜技术进步的主要因素,目前研究者致力于提高薄膜的耐污染性、油水分离性能及抗化学腐蚀性。

市场上常见的高分子膜材料主要有聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚醚砜(Polyether sulfone,PES)、聚四氟乙烯(Polytetra fluorothylene,PTFE)和聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoridePVDF)等。

PVDF具有良好的机械性能、耐化学腐蚀性、介电性,且易溶于极性有机溶剂常用于制备高性能薄膜。

但是PVDF薄膜在使用过程中主要存在两个问题,一是亲水性较差,在使用过程中易受到污染而降低薄膜的使用寿命,不利于实际生产应用;二是虽有一定的疏水性,但通过一般方法制各的PVDF薄膜不具有超疏水性,不可作为油水分离薄膜使用。

2、研究目标:增加PVDF薄膜的亲水性以延长PVDF薄膜的使用寿命,或通过特殊方法制备超疏水性的PVDF薄膜具有重要的意义。

探索具有较好亲水性的PVDF多孔膜和具有超疏水性的PVDF油水分离制备工艺为目的。

首先通过非溶剂诱导相分离法研究了不同添加剂对PVDF薄膜形貌和晶型的影响,例如氧化石墨烯(Graphene oxide,GO),碳纳米管(Carbonnanotubes,CNTs)。

其次,探索聚乙烯吡咯(PolyvinylpyrrolidonePVP)和GO对PVDF多孔膜结构的影响,进而研究其对PVDF多孔膜亲水性能和吸附性能的影响。

最后,通过静电纺丝法制备了具有超疏水性的PVDF/CNTs纳米复合材料纤维膜,测PVDF/CNTs 纳米复合材料纤维膜的油水分离能。

主要研究成果如下:PVP)和GO对PVDF多孔膜结构的影响,进而研究其对PVDF多孔膜亲水性能和吸附性能的影响。

最后,通过静电纺丝法制备了具有超疏水性的PVDF/CNTs纳米复合材料纤维膜,测PVDF/CNTs 纳米复合材料纤维膜的油水分离性能。

主要研究成果如下:(1)通过溶液共混的方法分别将GO或CNTS引入到PVDF溶液中,用浸没沉淀法制备PVDF/GO、PVDF/CNTs 复合材料多孔膜。

由于GO的表面含有大量的极性基团(羧基、羟基、羰基),这些极性基团的存在能够增强铸膜液与水的相互作用,从而使得溶剂和非溶剂之间的交换速率增加。

因此PVDF/GO复合材料薄膜表面孔径的平均尺寸随GO含量的增加而减小,表面孔数量随GO含量的增加而增多,截面蜂窝状孔的尺寸随GO含量的增加而增大。

CNTs是PVDF优异的成核剂,在成膜过程CNTs会诱导PVDF的结晶相分离,从而导致薄膜表面出现较多的瘤状结构,表面孔的数量减少。

由于CNTs表面不含有极性含氧官能团,不会加速溶剂和非溶剂的交换速率,因此PVDF/CNTs薄膜截面孔形状及平均孔径尺寸未发生变化。

(2)通过接触角测试发现PVDF/PVP/GO复合材料多孔膜的水接触角随着GO含量的增加而减小。

其中纯PVDF薄膜具有最大的水接触角(80.9o),PVDF/PVP/G02样品具有最小的水接触角(49.7 o)。

通过形貌表征可知PVP的加入可以诱导表面大孔及截面指状孔数量的增加。

GO的加入可减小微滤膜表面孔径尺寸,增加截面大孔的尺寸。

因此PVDF/PVP/GO复合材料薄膜的孔隙率随着PVP和GO的加入而增大,其中PVDF/PVP/G0样品具有最大的孔隙率(93.3%)。

通过吸附性能测PVDF/PVP/GO 复合材料多孔薄膜吸附亚甲基蓝的能力随着GO含量的增加而增强,PVDF/PVP/G02多孔膜吸附亚甲基蓝的能力最强。

(3)研究了纺丝液浓度、溶剂类型、湿度对PVDF纳米纤维膜结构的影响。

当PVDF 纺丝液浓度从15%(质量体积比)逐渐增加到25%时,串珠结构逐渐消失,纤维的直径均匀。

在加湿条件下,溶剂会跟空气中的水发生交换,聚合物的表面形成聚合物的稀相和浓相,稀相逐渐长大,形成微纳米孔,因此在加湿条件下制备的纤维表面有很多纳米级微孔。

接触角测试表明PVDF/CNTs纳米复合材料纤维膜的水接触角随CNTs含量的增加而增大,所有纤维膜都具有良好的油水分离性能。

其中PVDF/CNTs样品具有最好的油水分离性能。

3、研究原理:PVDF一般由自由基引发乳液聚合或悬浮聚合而成,形成- (CH2-CF2)-的重复元。

CH2和CF2沿着PVDF分子链的空间排列,使其具有五种不同的晶体结构,分别为α、β、γ、δ、ε。

其中最常见的三种晶型为α、β和γ[2,3],图1.1为这三种常见晶型示意图。

根据文献报道,PVDF的非晶区、α、β及γ晶型的密度分别为1.68 g/cm-3、1.92 g/cm-3、1.97 g/cm-3 1.93 g/cm-3[6]。

PVDF的不同晶型具有不同的热学、电学及磁学等性能。

在适当的热学、机械及电场的作用下,晶型之间可以相互转化。

熔融结晶或溶液沉积通常得到α晶结晶得型,全反式构象的β晶型可通过拉伸得到,斜方晶系的γ晶型在接近Tm到,δ可由α晶型在高电场极化下得到。

晶型的相互转化过程如图1.2所示[5]此外,在溶液结晶过程中,聚合物溶液的浓度、温度及添加剂等对PVDF薄膜晶型都有很大的影响。

最新研究表明溶剂挥发速率越快越倾向于形成β晶型。

PVDF 在N,N.二甲基乙酰胺(N,N.Dimethyl acetamide,DMAc)中低于70 ℃结晶时,主要形成β晶型。

Wang[4]等用浸没沉淀法在60 ℃时得到的PVDF薄膜为典型的α晶型,在15 ℃时得到α、β母晶体共存的薄膜。

此外,在混合溶剂体系中,增加PVDF良溶剂的比例有利于β晶体的生成。

溶剂分子和聚合物分子链之间的极性相互作用常用来解释β晶体形成的原因,通常认为高极性的溶剂导致β晶体的生成[7]。

Buonomenna发现将PVDF/DMF铸膜液分别放入25℃或60 ℃凝结浴中,发现在25 ℃时主要生成β晶型,在60℃时主要生成α晶型。

Li等用浸没沉淀法研究了离子液体(Ionic liquid,IL)对PVDF薄膜的影响。

研究发现,在无IL时生成的晶型主要为α晶型,而含有IL时生成大量的β晶型。

PVDF分子链和IL之间的极性相互作用是形成β晶型的原因。

Tao等在不同温度下将PVDF溶于TMP后铸膜,发现低温下溶解的PVDF薄膜含有较多的β晶型,即溶解状态越好越倾向于形成α晶型,溶解状态稍差易形成β晶型。

这是因为溶解较差的PVDF溶液分子链缠结多、运动能力差,在这种状态下,相邻分子链的阻碍链段的运动,结晶速率相对较慢,而在溶解状态很好的溶液里面分子链的运动较快,从而结晶速度较快,形成热力学稳定的α晶型。

4、应用进展:4.1 PVDF薄膜的亲水改性PVDF薄膜表面能低、润湿性差,导致水通量较低。

此外,当使用疏水性PVDF薄膜进行水处理时,污水中的自然有机物易被吸附在薄膜表面微孔中,导致分离效率降低、薄膜寿命减短。

目前普遍认为亲水性的增加会给薄膜提供更好的抗污染性制,因为在薄膜的强亲水性表面会形成一个纯水层,能够阻止疏水性污染物吸附或沉积在膜的表面,从而降低膜的污染。

因此通过不同方法对PVDF薄膜进行亲水改性,以增加薄膜使用寿命、减小操作成本具有重要的意义。

4.1.1 引入第二组分改善PVDF薄膜亲水性用共混法引入亲水性聚合物是增加PVDF薄膜亲水性的一个简单有效的方法。

亲水性的聚合物通常都溶于PVDF溶液,因此可以在相分离过程中引入PVDF薄膜。

聚合物材料包括聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮衍生物等。

发现在聚砜(Polysulfone,PSF)微滤膜中添加PEG,发现随PEG含量增加PSF/PEG膜的亲水性增加。

Saljoughil等在铸膜液中添加不同含量的PVP,发现膜的亲水性和水通量随着PVP含量的增加而提高。

通过共混的方法将PVA引入到PVDF基体中能够显著增加PVDF中空纤维膜的亲水性,但是PVDF/PVA共混膜的拉伸性能相比于原始PVDF膜出现了下降,不利于实际应用[8]。

zhi等用氧化硅粒子接枝聚甲基丙烯酸羟乙醑嵌段聚甲基丙烯酸甲酯为填料,采用浸没沉淀法制备了PVDF超滤膜,由于亲水性纳米粒子和两亲性聚合物的加入,PVDF复合材料膜亲水性、孔隙率及水通量都得到了极大的改善。

两亲性共聚物除了作为改性剂外,还能够直接制备以PVDF为基体的亲水性膜。

例如Liu等用自由基聚合方法合成了一种以PVDF为骨架材料的高聚物,然后直接制备成膜,得到的PVDF薄膜具有更好的亲水性和抵抗蛋白质污染的能力。

向PVDF薄膜中引入纳米粒子是另一种增强膜亲水性的方法,到目前为止,加入到PVDF薄膜中的纳米粒子主要有Ti02、Si02、A1203、ZnO、CNTs 和G0入到聚合物溶液中。

Teowt的等和Wang等用原位胶体沉淀法分别制备了PVDF/Ti02和PVDF/A1203薄膜。

在他们的研究中,膜表面的固化和离子的嵌入是同时发生的,因此纳米粒子能够分布在膜基体内部及薄膜的表面。

Bottno研究纳米颗粒Si02PVDF/Si02纳米复合材料膜性能的影响,结果表明薄膜的水通量随纳米Si02含量的增加而增加,但薄膜的截留率及机械强度出现了下降。

Safarpour[9]等用rGO/Ti02作为添加剂用相转化法制备了PVDF超滤膜,由于rGO/Ti02具有良好的亲水性,其加入加速了溶剂和非溶剂之间的传质过程,并使得膜的表面孔减小并形成大孔通道。

其中当rGO/Ti02含量为O.05 wt%时,PVDF 薄膜的亲水性最好,孔隙率最大(83.1%)。

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