納米微晶技術(shù)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的納米微晶技術(shù)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：納米微晶技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】 容性設(shè)備 絕緣在線監(jiān)測(cè) 介質(zhì)損耗因數(shù) 泄漏電流 電流互感器 納米微晶材料

一、容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

變電站容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，絕緣在線監(jiān)測(cè)是一種保障一次設(shè)備運(yùn)行安全的技術(shù)手段，同時(shí)可以為狀態(tài)檢修提供輔助決策。容性設(shè)備的泄漏電流中包含了阻抗角、容性電流、阻性電流、等值電容量等表征設(shè)備絕緣狀態(tài)的特征參數(shù)，因此對(duì)泄漏電流實(shí)施在線監(jiān)測(cè)可以獲取設(shè)備的絕緣狀態(tài)參數(shù)，據(jù)此判斷設(shè)備的健康狀態(tài)[1]。

容性設(shè)備的泄漏電流信號(hào)微弱，變電站電磁環(huán)境復(fù)雜，加之電網(wǎng)中高次諧波的作用，這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響很大，因而對(duì)電流傳感器的性能提出了很高的要求。普通電流互感器的輸出信號(hào)在變電站復(fù)雜電磁環(huán)境下的耦合及傳輸過(guò)程中畸變過(guò)大，難以準(zhǔn)確反映設(shè)備的絕緣狀態(tài)。雖然目前數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)及相關(guān)硬件平臺(tái)已比較成熟，但由于普通電流傳感器的性能難以滿足以上要求，導(dǎo)致很多已投運(yùn)的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍存在測(cè)量精度差、數(shù)據(jù)分散性大的缺陷，系統(tǒng)難以發(fā)揮作用[2]。歸納起來(lái)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前還存在以下幾方面問(wèn)題函待解決：

1）電流互感器一致性差，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性差、分散性大，難以準(zhǔn)確反映設(shè)備健康狀態(tài)；

2）長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性差，外部的強(qiáng)電磁干擾和環(huán)境影響如溫濕度的變化等導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，某些情況下引發(fā)系統(tǒng)誤報(bào)警；

3）抗干擾能力差，弱信號(hào)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的耦合及傳輸容易造成信號(hào)畸變，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠穩(wěn)定[3]；

綜上分析，傳感器的性能很大程度上影響了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效能的發(fā)揮，因此提高傳感器性能、改善信號(hào)源質(zhì)量對(duì)于提升在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的效能成為比較可行的途徑。

二、容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)的檢測(cè)原理

以電容型電壓互感器（CVT）為例，依據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造及電氣原理進(jìn)行分析[1]，可建立其等效電氣模型如圖1所示。

圖1中：C1――高壓電容；C2――中壓電容；L1――中壓變壓器一次繞組；L2――補(bǔ)償電抗器；I1――容性電流；I2――中壓變壓器空載電流；Ir――阻性電流；R――等效介質(zhì)電阻；Ix――全電流；U1――高壓電容分壓；U2――中壓電容分壓；Ux――運(yùn)行電壓

據(jù)設(shè)備等效電氣模型分析，設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ可采用采用正弦參數(shù)分析法進(jìn)行計(jì)算，正弦參數(shù)分析法應(yīng)用了三角函數(shù)的正交性，信號(hào)的采樣頻率fs為信號(hào)頻率f的整數(shù)倍時(shí)滿足三角函數(shù)正交性須具備的條件。由圖1可知，設(shè)備泄漏電流信號(hào)Ix、中壓電容C2分壓抽頭輸出信號(hào)U2（參考電壓）的采樣須采用同步信號(hào)采樣技術(shù)，該部分由高速同步采樣硬件實(shí)現(xiàn)。

三、納米微晶電流互感器

電流互感器工作在變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境中，容性設(shè)備的泄漏電流正常情況下比較小，根據(jù)其等值電容量大小泄漏電流一般為5～500mA，介質(zhì)損耗角δ一般不大于0.1度，設(shè)備末屏接地扁鐵的寬度通常為20mm左右（如圖2所示），因此要求互感器具有較高的精度和一致性，同時(shí)要求互感器的角差盡可能小。綜上分析，在互感器磁芯的選取上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、用于互感器的磁芯必須在極弱的磁場(chǎng)下具有極高的磁導(dǎo)率，對(duì)于5mA左右的泄漏電流（電容型套管的典型泄漏電流值），作用于磁芯上的磁場(chǎng)強(qiáng)度只有萬(wàn)分之幾奧斯特（Oe），比通常的0.1級(jí)精度的互感器磁芯工作磁場(chǎng)小一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而對(duì)互感器磁芯材料的選取提出了很高要求；

2、采用較粗的漆包線繞制次級(jí)線圈，以降低線圈的直流電阻，有利于提高精度；

3、合理確定磁芯尺寸，磁芯尺寸過(guò)大，降低了工作磁場(chǎng)，增大了線圈直流電阻，影響互感器精度；而磁芯尺寸過(guò)小，造成線圈的阻抗過(guò)小，不利于互感器精度的提高；

4、對(duì)互感器采取有效的屏蔽保護(hù)措施。

目前常用的電流互感器磁芯材料主要有軟磁合金1J50、1J79（坡莫合金）、1J85（鐵鎳合金）系列等，新型納米微晶材料因其良好的導(dǎo)磁性能近年來(lái)也得到了廣泛應(yīng)用[5]，為了驗(yàn)證弱磁場(chǎng)下的導(dǎo)磁性能，研制單位采用1J85和納米微晶分別試制兩組各100只外形尺寸相同的磁芯：內(nèi)徑32mm，外徑50mm，寬20mm，對(duì)兩種磁芯在弱磁場(chǎng)下的磁化特性進(jìn)行了比對(duì)測(cè)試，其磁化特性曲線可知，在弱磁場(chǎng)下，納米微晶磁芯的導(dǎo)磁性能明顯高于常規(guī)軟磁合金磁芯[6]。在完成上述測(cè)試的基礎(chǔ)上，將兩種磁芯采用直徑0.28mm漆包線在全自動(dòng)環(huán)形繞線機(jī)上均繞制500匝，并將線圈浸漆絕緣處理，采用日本產(chǎn)27ZH100硅鋼片對(duì)線圈進(jìn)行屏蔽，裝入外殼，環(huán)氧灌封處理。在初級(jí)一匝、次級(jí)空載時(shí)測(cè)試其弱信號(hào)傳輸性能（測(cè)試點(diǎn)取電容型套管的典型泄漏電流值：1～5mA），測(cè)試數(shù)據(jù)可看出，納米微晶互感器的線性度明顯優(yōu)于普通軟磁合金互感器。

四、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況

2014年10月納米微晶傳感器應(yīng)用于福建福清供電公司某110kV變電站2#主變套管絕緣在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)套管絕緣數(shù)據(jù)。經(jīng)調(diào)取運(yùn)檢部門(mén)于2013年底對(duì)該主變110kV側(cè)套管實(shí)施的停電預(yù)試數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合，系統(tǒng)運(yùn)行效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

五、結(jié)論

納米微晶電流互感器對(duì)系統(tǒng)性能的改善主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1）突破普通電流互感器應(yīng)用于絕緣在線監(jiān)測(cè)場(chǎng)合的局限性，提高絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度和數(shù)據(jù)一致性；

2）改善絕緣在線監(jiān)測(cè)傳感器在變電站強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性，減少信號(hào)畸變。

目前納米微晶電流互感器已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多座變電站的絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用，運(yùn)行情況良好，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]恒，嚴(yán)璋.高電壓絕緣[M].北京：清華大學(xué)出版社，1992.

[2]孫才新，輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)現(xiàn)狀與前景[J].中國(guó)電力.2005-2.

[3]郭碧紅，楊曉洪.我國(guó)電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況分析[J].電網(wǎng)技術(shù).1999-8-23.

[4]羅光偉，向守兵，陳曉東.高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].黑龍江電力.2004-1-26.

[5]孫玉坤，李冬云，鄒杰.我國(guó)磁性材料領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析.磁性材料及器件[J].2016-1.

[6]高銀浩，張文慶.納米材料的制備及應(yīng)用新進(jìn)展[J].廣州化工[J].2009-5.

第2篇：納米微晶技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：微晶纖維素；二氧化錳；原位生成； Pb2+；復(fù)合分層材料

中圖分類號(hào)：X703.1；TS101.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The Preparation and Absorption Performance of Microcrystalline Cellulose-based Hierarchical Composites

Abstract： In this paper， in-situ synthesis of manganese dioxide was carried out by using KMnO4 and MnSO4 as raw materials and microcrystalline cellulose as a carrier， and then the hierarchical composites were prepared. The microstructure and chemical composition of MnO2/cellulose were characterized by SEM， EDS， FT-IR and XPS. The effects of time and the concentration of the precursor KMnO4 on the adsorption of heavy metal ions were also discussed. The results showed that the layered composites MnO2/cellulose have the highest adsorption capacity to Pb2+ when the quality of the precursor KMnO4 was 4 mmol/L and the time was 400 min. The maximum adsorption capacity to Pb2+ can reach 265.3 mg/g.

Key words： microcrystalline cellulose； manganese dioxide； in-situ synthesis； Pb2+； hierarchical composites

針對(duì)含重金屬離子的工業(yè)廢水，研究、開(kāi)發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)，具有重大的社會(huì)和環(huán)境意義。微晶纖維素是一種新興的纖維素家族的生物質(zhì)功能材料，其成本較低、來(lái)源廣、可再生且生物降解性好，能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。其較大的比表面積、微觀多孔結(jié)構(gòu)以及豐富的羥基基團(tuán)為加工成吸附材料提供了良好的基礎(chǔ)和依據(jù)。納米二氧化錳（MnO2）是一種兩性過(guò)渡金屬氧化物，具有很多獨(dú)特的性能，如尺寸小、比表面積大、吸附選擇性高。隨著納米粒徑的減小，二氧化錳表面光滑程度變差，形成凹凸不平的原子臺(tái)階，增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面。另外，其表面含有豐富的羥基，對(duì)重金屬離子具有強(qiáng)烈的吸引和富集能力，對(duì)環(huán)境中污染物的貯存、遷移和轉(zhuǎn)化有著極其重要的作用。

本文以微晶纖維素為基材，采用原位生成和氧化還原結(jié)合法，以高錳酸鉀（KMnO4）和硫酸錳（MnSO4）為原料，在一定的反應(yīng)條件下，通過(guò)Mn2+和MnO4-離子相互撞擊，在微晶纖維素（MCC）表面原位生成二氧化錳納米粒子，制備了單層覆蓋均勻的微晶纖維素基復(fù)合分層材料MCC-MnO2，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。以Pb2+溶液模擬被污染的廢水，通過(guò)單因素分析法探討吸附r間t和前驅(qū)體高錳酸鉀（KMnO4）的摩爾濃度對(duì)吸附效果的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原位生成微晶纖維素基復(fù)合分層材料

以3∶2的摩爾比稱取一定量的一水合硫酸錳（MnSO4?H2O）和高錳酸鉀（KMnO4），并將其分別溶解在150 mL和100 mL的去離子水中，待攪拌均勻后，稱取3.262 5 g微晶纖維素，將其投放在上述的硫酸錳溶液中，浸漬時(shí)間30 min，再將上述配制的高錳酸鉀溶液逐滴添加到硫酸錳與微晶纖維素的反應(yīng)體系中，室溫下反應(yīng) 6 h。

反應(yīng)方程式如下：

2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2+2H2SO4+K2SO4

反應(yīng)結(jié)束后，將所得的產(chǎn)品離心分離，用去離子水洗滌數(shù)次，將產(chǎn)品置于50 ℃的烘箱中干燥24 h，最后收集產(chǎn)品，并將其儲(chǔ)存在恒溫恒濕干燥箱中，待后續(xù)測(cè)試用。

1.2 吸附性能測(cè)試

將0.2 g MCC-MnO2投入到100 mL濃度為500 mg/L的鉛離子（Pb2+）的溶液中，水浴震蕩 0 ～ 12 h后，按式（1）測(cè)量其對(duì)該金屬離子的吸附容量Q（mg/g）。

Q =（C0-C1）/m ×V （1）

式（1）中，C0、C1分別代表初始和吸附后的金屬離子溶液濃度，mg/L；V為溶液的體積，L；m為吸附劑質(zhì)量，g；Q為吸附容量，mg/g。

2 結(jié)果與討論

2.1 微晶纖維素基復(fù)合分層材料的表征

2.1.1 掃描電鏡（SEM）分析

通過(guò)SEM觀察反應(yīng)前后微晶纖維素的表面形貌。圖 1為前驅(qū)體高錳酸鉀在不同濃度下所制得的微晶纖維素基復(fù)合分層材料的微觀形貌的變化。

如圖 1 所示，（a）和（b）為典型的微晶纖維素的多孔結(jié)構(gòu)形貌，由（c）―（h）可以看出，隨著高錳酸鉀濃度的增加，二氧化錳納米粒子負(fù)載量不斷增加，并伴隨有團(tuán)聚現(xiàn)象出現(xiàn)。分析原因，可能是以下 3 個(gè)濃度范圍引起的：（1）如圖1（c）和（d）所示，當(dāng)高錳酸鉀的濃度較低時(shí)（2 mmol/L），可以看到微晶纖維素表面二氧化錳晶胞的生成，但并沒(méi)有將微晶纖維素表面完全覆蓋，且當(dāng)負(fù)載量較低時(shí)，晶胞生長(zhǎng)不充分，導(dǎo)致像海星狀的二氧化錳不完整晶胞的形成；（2）當(dāng)高錳酸鉀的濃度增加到 4 mmol/L時(shí)（圖1（e）和（f）），二氧化錳球晶體均勻覆蓋在微晶纖維素的表面，由（f）中空白的微晶纖維素表面可以看出屬于單層覆蓋，另外，從放大區(qū)域可以看出，粒徑約為200 nm左右，此時(shí)載體微晶纖維素的面積得到了充分運(yùn)用；（3）繼續(xù)增加高錳酸鉀的濃度至 6 mmol/L，二氧化錳納米粒子會(huì)發(fā)生團(tuán)聚甚至自組裝成較大的微粒，由于微晶纖維素載體面積有限，過(guò)量的二氧化錳會(huì)脫離纖維素的模板，如圖 1（g）中的圓圈所示。

2.1.2 外觀對(duì)比

圖 2 為不同高錳酸鉀濃度下微晶纖維素基復(fù)合分層材料的實(shí)物對(duì)比。

從圖 2 中可以看出，微晶纖維素為白色粉末狀固體，隨著前驅(qū)體高錳酸鉀的加入，材料顏色發(fā)生變化，且高錳酸鉀濃度越高，復(fù)合分層材料的顏色越深，逐漸從褐色轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?，表明微晶纖維素上二氧化錳的生成且二氧化錳的負(fù)載量隨著高錳酸鉀濃度的變化而變化。這與掃描電鏡的結(jié)果相一致。

2.1.3 微晶纖維素基復(fù)合材料的能譜（EDS）分析

采用能譜法分析MCC-MnO2表面的元素成分以及各個(gè)元素在表面的分布狀態(tài)。圖 3 為微晶纖維素基復(fù)合分層材料表面元素的直觀圖。

如圖 3 所示，纖維素基復(fù)合材料的表面主要含有C、O、Mn等 3 種元素，且其中的錳元素在微晶纖維素表面分布均勻，進(jìn)一步證明該方法的合理性以及微晶纖維素表面的二氧化錳納米球分布的均勻性。

2.1.4 紅外光譜（FTIR）分析

為驗(yàn)證復(fù)合材料的成功制備，利用紅外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。圖 4 為MCC（曲線a）和MCC-MnO2（曲線b）的紅外光譜圖。

比較兩者的峰值可知，MCC-MnO2在613.2 cm-1處出現(xiàn)了Mn―O鍵的彎曲振動(dòng)峰，說(shuō)明微晶纖維素表面二氧化錳晶胞的生成。1 637.32 cm-1和 3 344.89 cm-1處分別為表面羥基的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)吸收。另外，位于1 421 cm-1處的CH2彎曲振動(dòng)峰以及891 cm-1處的C―O―C伸縮振動(dòng)峰為纖維素結(jié)晶區(qū)的特征吸收峰，該兩峰在二氧化錳負(fù)載前后并未發(fā)生變化，表明二氧化錳負(fù)載后并沒(méi)有改變微晶纖維素的原始晶體結(jié)構(gòu)。

2.1.5 X射線光電子能譜（XPS）測(cè)試

用X射線光電子能譜進(jìn)一步測(cè)試了MCC-MnO2的元素狀態(tài)。圖5（a）為微晶纖維素（MCC）和微晶纖維素基復(fù)合分層材料（MCC-MnO2）的XPS全譜對(duì)照?qǐng)D。從中可以看出，通過(guò)原位生成法制得的MCC-MnO2中Mn和O的相對(duì)含量與MCC相比有明顯變化，推測(cè)是二氧化錳在其表面負(fù)載所致。進(jìn)一步對(duì)微晶纖維素基復(fù)合分層材料中的Mn2p窄譜峰做分析，從而分析得出錳的價(jià)態(tài)以及樣品的純度。圖5（b）顯示Mn2p的強(qiáng)度峰分別出現(xiàn)在結(jié)合能641.6 eV和653.5 eV處，分屬于氧化價(jià)態(tài)不同的Mn2p3/2和Mn2p1/2，能隙差ΔE =11.9 eV，這與二氧化錳的標(biāo)準(zhǔn)XPS譜圖一致。XPS結(jié)果與紅外光譜高度吻合，進(jìn)一步表明單層覆蓋均勻的MCC-MnO2吸附材料制備成功。

2.2 吸附用

將Pb2+溶液的初始濃度設(shè)定為500 mg/L，稱取0.2 g不同前驅(qū)體高錳酸鉀濃度下所制得的MCC-MnO2置于100 mL上述溶液中，溫度設(shè)定為30 ℃，保持溶液原始pH值，水浴振蕩吸附時(shí)間分別設(shè)定為50、100、200、300、400、500和600 min后取上層清液，測(cè)定上層清液中重金屬離子濃度并計(jì)算吸附量，結(jié)果如圖 6 所示。

由圖 6 可知，初始微晶纖維素模板的吸附容量很小，只有24.8 mg/g，隨著纖維素模板上二氧化錳負(fù)載量的增加，MCC-MnO2對(duì)鉛離子的吸附容量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在一定范圍內(nèi)，隨著二氧化錳負(fù)載量的增加，MCC-MnO2上的吸附位點(diǎn)增加，比表面積增大，從而吸附容量逐漸增大，但是當(dāng)前驅(qū)體高錳酸鉀的濃度繼續(xù)增加到 6 mmol/L時(shí)，二氧化錳負(fù)載量進(jìn)一步增大，此時(shí)二氧化錳會(huì)發(fā)生團(tuán)聚甚至自組裝成較大的微粒，導(dǎo)致過(guò)量的二氧化錳顆粒脫離纖維素的模板，如圖1（g）、（h）所示，阻礙了復(fù)合材料對(duì)金屬離子的吸附。因此當(dāng)前驅(qū)體高錳酸鉀濃度為 4 mmol/L時(shí)，吸附容量達(dá)到最大。

此外，MCC-MnO2對(duì)金屬離子的吸附是一個(gè)快速的過(guò)程，吸附效率比較高，在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到平衡。當(dāng)吸附時(shí)間為400 min時(shí)，對(duì)鉛離子吸附量最大，最大吸附容量高達(dá)265.3 mg/g。在吸附初始階段，由于較大的比表面積以及較多的表面活性位點(diǎn)，吸附速率較高；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)合材料上的吸附位點(diǎn)逐漸被占據(jù)，導(dǎo)致吸附速率趨于穩(wěn)定，最終達(dá)到平衡。

3 Y論

（1）本研究以微晶纖維素為載體，高錳酸鉀和硫酸錳為原料，在MCC表面原位生成二氧化錳，成功制得微晶纖維素基復(fù)合分層材料MCC-MnO2；

（2）選擇Pb2+作為吸附對(duì)象，通過(guò)單因素分析法探討得出：當(dāng)前驅(qū)體高錳酸鉀的濃度為 4 mmol/L、吸附時(shí)間為400 min時(shí)，MCC-MnO2的吸附容量最大，且對(duì)Pb2+的最大吸附容量為265.3 mg/g，與未經(jīng)改性的微晶纖維素相比，吸附容量提高了 9 ～ 10倍。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾江萍，汪模輝. 含鎘廢水處理現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J]. 內(nèi)蒙古石油化工，2007，33（11）：5-7.

[2] 王華，何玉鳳，何文娟，等. 纖維素的改性及在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 水處理技術(shù)，2012，38（5）：1-6.

[3] 何耀良，廖小新，黃科林，等. 微晶纖維素的研究進(jìn)展[J]. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2010，39（1）：12-16.

[4] 鄒衛(wèi)華，劉晨湘，江 利，等. 二氧化錳對(duì)銅、鉛離子的吸附研究[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，26（3）：15-19.

[5] 李芳清，吳志猛. 改性桔子皮對(duì)重金屬Cd2+的吸附研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（33）：16445-16447.

第3篇：納米微晶技術(shù)范文

1實(shí)驗(yàn)原料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)選用房山煤矸石(煅燒后)和山西靈丘鐵礦尾礦，其化學(xué)成分列于表1。由表1可知，煤矸石、鐵尾礦原料中SiO2及Al2O3組分總計(jì)為79.35%和62.40%，原料中含有的TiO2，為微晶玻璃晶體成核提供了條件。煤矸石煅燒后其礦物成分以石英和鈣長(zhǎng)石為主，伴有少量白云母、赤鐵礦，鐵尾礦的礦物成分以石英為主，伴有角閃石、斜長(zhǎng)石等。為改善微晶玻璃使用性能和工藝性能，在煤矸石和鐵尾礦主要原料的基礎(chǔ)上，加入化學(xué)分析純二氧化硅與氧化鋁純作為成分調(diào)整劑，NaNO3與Sb2O3化學(xué)分析純作為澄清劑加入，調(diào)質(zhì)后的基礎(chǔ)玻璃的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1材料的預(yù)處理原狀煤矸石經(jīng)預(yù)先破碎至－2mm后烘干至含水率在1%以下，用裝料量為5kg質(zhì)量級(jí)配為鋼球60kg、鋼鍛40kg的SM500mm×500mm試驗(yàn)用球磨機(jī)粉磨，控制磨后細(xì)度為0.08mm方孔篩篩余10%以下，用CD-1400X型馬弗爐經(jīng)750℃煅燒3h去除原料有機(jī)雜質(zhì)。1.2.2微晶玻璃的制備實(shí)驗(yàn)將一定配比的原料與成分調(diào)節(jié)劑、澄清劑等原料置于剛玉坩堝，而后置入CD-1700X型馬弗爐，在1500℃下充分融化、澄清，保溫180min。將均一的熔漿體澆鑄成12cm×12cm×4cm的正方體大塊并迅速放入650℃的晶化爐保溫2h，以1℃/min降至室溫以消除玻璃內(nèi)應(yīng)力。在馬弗爐內(nèi)升溫至1450℃，并保溫4h充分澄清、均化。將均一的熔漿體澆鑄成12cm×12cm×4cm的正方體大塊并迅速放入650℃的晶化爐保溫5h，以1℃/min降至室溫以消除玻璃內(nèi)應(yīng)力。將上述玻璃大塊切磨成6mm×10mm×40mm長(zhǎng)條試塊。分別置于不同的核化溫度(680、720、760、800)℃和核化時(shí)間3h、晶化溫度(920、960、1000、1040)℃和晶化時(shí)間1h條件下，進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試。實(shí)驗(yàn)所用的強(qiáng)度測(cè)試方法按照GB/T6569－2006《精細(xì)陶瓷彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法》進(jìn)行。DSC分析采用差熱分析儀(STA409C/CDNetzschGertebauGmbH，selb);XRD分析儀為M21X超大功率X射線衍射儀，額定管電壓20～60kV，最大額定電流500mA;SEM分析所用儀器為聚焦離子束場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡。

2結(jié)果與討論

2.1熱分析與組成

差示掃描量熱法(DSC)能夠精確的測(cè)定物質(zhì)與熱量有關(guān)的物理化學(xué)反應(yīng)，為微晶玻璃的核化和晶化溫度的確定提供了重要依據(jù)［13］。將1500℃熔融的煤矸石鐵尾礦微晶玻璃漿體急冷水淬，制備成水淬渣，經(jīng)過(guò)烘干、破碎、研磨至74μm基礎(chǔ)玻璃粉末進(jìn)行DSC分析。圖1為煤矸石鐵尾礦基礎(chǔ)玻璃的熱分析曲線，從圖1中可見(jiàn)DSC曲線上有2處明顯的與熱相關(guān)的反應(yīng):即745℃的吸熱反應(yīng)和917℃的放熱反應(yīng)。745℃的吸熱峰是轉(zhuǎn)變溫度，不是核化吸熱，而是在熱處理中基礎(chǔ)玻璃粉末吸熱發(fā)生軟化變形后微觀結(jié)構(gòu)重排引起的。實(shí)際上，玻璃轉(zhuǎn)變溫度為700～800℃溫度區(qū)間。為了討論微晶玻璃制備中核化溫度的影響，選擇核化溫度為680、720、740和760℃。917℃處尖銳的放熱峰，為玻璃的析晶放熱反應(yīng)，為了討論微晶玻璃制備中晶化溫度的影響，選擇晶化溫度為900、940、980和1020℃。

2.2核化溫度對(duì)微晶玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響

玻璃的主晶相的種類和數(shù)量被原料成分控制，而玻璃的結(jié)構(gòu)和性能受熱處理工藝制度影響［14］。為了優(yōu)化玻璃的熱處理溫度，將微晶玻璃在680、720、740和760℃下核化3h，所得的不同核化溫度微晶玻璃X射線衍射結(jié)果如圖2所示。圖2曲線(1)中經(jīng)核化后的微晶玻璃試樣，在2θ=26.48°、29.66°與43.22°處顯示有晶體小峰，其主晶相為普通輝石(Ca(Mg，F(xiàn)e，Al)(Si，Al)2O6)，說(shuō)明玻璃試樣中已經(jīng)有部分晶核的形成。此外，由于XRD譜中含有數(shù)目眾多的毛刺小峰，說(shuō)明微晶玻璃中含有一定數(shù)量的玻璃相。曲線(2)～(4)中，玻璃試樣經(jīng)720、760和800℃核化保溫3h后，微晶玻璃試樣析出晶相種類均為普通輝石，但是隨溫度從720℃升高到800℃，衍射峰呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)趨勢(shì)，說(shuō)明析出的普通輝石晶相數(shù)量有變化，曲線(4)中經(jīng)800℃的核化處理后的微晶玻璃試樣，其主晶相衍射峰最強(qiáng)。圖3為微晶玻璃經(jīng)1%HF溶液腐蝕、清洗、干燥并噴碳處理，經(jīng)用掃描電子顯微鏡對(duì)核化后(680、720、740、760℃)保溫2h的4組樣品進(jìn)行了SEM和EDS分析圖。從圖3的SEM中可以觀察到微球狀顆粒析出，且隨著核化溫度的升高，微球狀顆粒的分布越來(lái)越均勻，致密度也相應(yīng)的提高。從圖3(a)中可以看出，核化溫度為680℃時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)微晶玻璃的單粒狀晶體，也出現(xiàn)了幾個(gè)粒徑較大的球狀晶粒，晶粒尺寸約為200nm，其中還存在少數(shù)晶粒為30～40nm不等的小晶粒，這些微晶粒的出現(xiàn)，預(yù)示著試樣結(jié)晶的開(kāi)始。對(duì)粒狀晶體1進(jìn)行EDS半定量分析，并結(jié)合圖2的XRD分析可知，該晶體為普通輝石。圖3(b)中經(jīng)720℃核化處理后，微晶玻璃的晶粒開(kāi)始變小而且均勻化，晶粒尺寸為30～100nm，視域中可見(jiàn)個(gè)別形貌清晰的晶粒凝聚的現(xiàn)象，圖中左上角的團(tuán)簇由若干個(gè)30～40nm晶粒凝聚而成約100nm微晶粒，同時(shí)在右下角區(qū)域可見(jiàn)粒徑在100nm以下的微球粒。經(jīng)760℃核化后的微晶玻璃中出現(xiàn)納米級(jí)別的微晶粒數(shù)量增多，遍布于整個(gè)視域中，晶粒大小更加均勻，晶粒尺寸為50～100nm，圖中可見(jiàn)個(gè)別粒徑較大的晶粒，由若干個(gè)30～40nm晶粒團(tuán)簇凝聚而成，其粒徑約200nm。800℃核化后的SEM圖3(d)中，可以觀察到晶粒比較典型的凝聚成團(tuán)的現(xiàn)象，晶粒呈現(xiàn)大量凝聚，納米級(jí)的晶粒邊界開(kāi)始消失［14］。由于彎曲強(qiáng)度離散性小，準(zhǔn)確可靠，而且試樣容易制備，因而彎曲強(qiáng)度作為考察微晶玻璃強(qiáng)度的主要指標(biāo)之一［15］。將經(jīng)過(guò)核化保溫的4組微晶玻璃試樣，以5℃•min－1升溫速率勻速升溫至900℃后，晶化保溫1h，分析核化溫度對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響。經(jīng)過(guò)測(cè)得的數(shù)據(jù)，得到不同的核化溫度對(duì)微晶玻璃彎曲強(qiáng)度影響的關(guān)系圖4。從圖4中可以看出，在晶化溫度為900℃保溫1h條件下，試樣的彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)為隨著核化溫度的升高，核化溫度為760℃的微晶玻璃試樣強(qiáng)度最大，達(dá)到204.32MPa。隨著核化溫度的進(jìn)一步提高，微晶玻璃的彎曲強(qiáng)度減小，當(dāng)核化溫度達(dá)到800℃時(shí)，微晶玻璃試樣彎曲強(qiáng)度下降到156.47MPa。結(jié)合圖3可知，隨著核化溫度的升高，微晶玻璃的晶粒數(shù)量呈增大趨勢(shì)，致密度提高，且晶粒分布越來(lái)越均勻，雖然有大量細(xì)小均勻的晶粒產(chǎn)生，但微晶玻璃內(nèi)仍有大量連續(xù)的玻璃體存在(由圖2可知)，微晶玻璃材料的破壞通常是沿著晶界玻璃體進(jìn)行的，由于基體內(nèi)玻璃體的存在斷裂強(qiáng)度較大，所以微晶玻璃的彎曲強(qiáng)度較低［16］。760℃核化處理后，微晶玻璃基體內(nèi)晶粒明顯增多，其內(nèi)部玻璃體減少，玻璃體的連續(xù)被打破，晶粒間分布均勻致密，此時(shí)微晶玻璃有最大的彎曲強(qiáng)度值。而800℃核化后，微晶玻璃內(nèi)部的微觀組織出現(xiàn)缺陷，這可嫩由于過(guò)高的核化溫度使得晶粒凝聚、重熔導(dǎo)致微晶玻璃內(nèi)部過(guò)大的組織應(yīng)力而出現(xiàn)微裂紋，從而使微晶玻璃的彎曲強(qiáng)度下降［16］。

2.3晶化溫度對(duì)微晶玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響

為了確定微晶玻璃優(yōu)化的熱處理溫度，將基礎(chǔ)玻璃試樣在760℃下核化3h，然后在900、940、980和1020℃晶化處理1h，所得微晶玻璃試樣的X射線衍射結(jié)果如圖5所示。由不同的晶化溫度得到的XRD可以看出，在900、940、980和1020℃晶化溫度下得到的主晶相為普通輝石(Ca(Mg，F(xiàn)e，Al)(Si，Al)2O6)。在2θ角等于30°和35°時(shí)，XRD曲線中有非晶相引起的比較平緩饅頭峰，這說(shuō)明微晶玻璃試樣中不僅存在普通輝石的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也有未完全結(jié)晶的非晶成分，饅頭峰整體比較平緩，說(shuō)明晶化處理后的微晶玻璃析晶情況良好。隨著晶化溫度從900℃升高到1020℃，主晶相普通輝石的衍射峰呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)趨勢(shì)，曲線(3)中微晶玻璃試樣在980℃的晶化處理后，主晶相衍射峰最強(qiáng)，當(dāng)晶化處理溫度升高到1020℃時(shí)，曲線(4)中的晶體衍射峰減弱。圖6為經(jīng)900、940、980和1020℃晶化處理后的微晶玻璃試樣的SEM圖。試樣經(jīng)過(guò)核化后，通過(guò)晶化處理能夠使數(shù)目眾多的晶核形成。經(jīng)過(guò)900℃晶化處理的圖6(a)中，有大量形貌接近于圓形形態(tài)的晶粒生成，一些晶粒尺寸30～50nm的晶粒團(tuán)聚在一起，排列緊密，同時(shí)視域中左上角還存在一些尺寸約100nm的晶粒，晶體排列相對(duì)疏松。隨著晶化溫度的升高，940℃晶化處理的圖片6(b)中可以觀察到晶粒比較典型的凝聚成團(tuán)的現(xiàn)象，大量尺寸約100nm的晶粒之間排列緊密，晶粒間的邊界相對(duì)于圖6(a)晶粒尺寸增大，其形狀更趨向規(guī)則化且結(jié)構(gòu)致密。這對(duì)提高微晶玻璃的物化性能有利，是比較理想的晶化處理結(jié)果。與圖6(b)相比較，圖6(c)中尺寸約100nm的晶粒間相互接觸，但晶粒邊界清晰可見(jiàn)，圖中區(qū)域出現(xiàn)兩塊大的晶粒凝聚，晶粒間的邊界開(kāi)始消失。在圖6(d)中，試樣隨著溫度的升高的延長(zhǎng)，在整個(gè)空間內(nèi)出現(xiàn)了晶粒的大量凝聚，在團(tuán)簇體中的某些區(qū)域，已經(jīng)觀察不到納米晶粒的邊界，部分晶粒已發(fā)生重熔。圖7為晶化后的微晶玻璃試樣與彎曲強(qiáng)度的關(guān)系?？梢钥闯?，隨著晶化溫度的升高，彎曲強(qiáng)度值呈現(xiàn)先增大而后降低的趨勢(shì)，在980℃時(shí)彎曲強(qiáng)度的最大值達(dá)到236.63MPa。當(dāng)晶化溫度為1020℃時(shí)，彎曲強(qiáng)度下降到199.27MPa。微晶玻璃的力學(xué)性質(zhì)不僅受晶體粒晶(材料構(gòu)成)的影響，還受到的氣孔、裂紋、微應(yīng)力，玻璃相和自身空隙等的大小、分布、形狀和分布狀態(tài)等因素影響。如將這些影響因素，可以認(rèn)為，微晶玻璃的粒晶越小，成核密度越大，則強(qiáng)度越高。結(jié)合圖6可知，隨著晶化溫度的升高，微晶玻璃試樣形成晶粒數(shù)量逐漸增多，晶體含量增加，且晶粒分布越來(lái)越均勻，致密度提高。在980℃晶化處理后，微晶玻璃基體內(nèi)產(chǎn)生了大量細(xì)小均勻的晶粒，整體析晶狀況良好，此時(shí)微晶玻璃有最大的彎曲強(qiáng)度值。而1020℃晶化后，微晶玻璃內(nèi)部的微觀組織出現(xiàn)缺陷，發(fā)生了晶粒回收的重熔現(xiàn)象，導(dǎo)致晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了缺陷，試樣的彎曲強(qiáng)度反而降低。

3結(jié)論

第4篇：納米微晶技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化；有機(jī)改性陶瓷；多面體低聚倍半硅氧烷；微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂

復(fù)合樹(shù)脂代表著現(xiàn)代生物材料研究所取得的眾多成就之一。復(fù)合樹(shù)脂是一種由有機(jī)樹(shù)脂基質(zhì)和經(jīng)過(guò)表面處理的無(wú)機(jī)填料以及引發(fā)體系組合而成的牙科修復(fù)材料，因其具有良好的色澤和透明度，已取代傳統(tǒng)的銀汞合金，成為充填治療的首選[1]。但是，臨床研究顯示，復(fù)合樹(shù)脂修復(fù)后易出現(xiàn)繼發(fā)齲和斷裂，導(dǎo)致治療修復(fù)的失敗，后牙尤為明顯[1-4]。目前復(fù)合樹(shù)脂的機(jī)械性能就其應(yīng)用于后牙來(lái)講，仍然需要進(jìn)一步提高。此外眾所周知，牙科復(fù)合樹(shù)脂存在聚合收縮，樹(shù)脂-牙本質(zhì)界面可能出現(xiàn)微隙進(jìn)而導(dǎo)致繼發(fā)齲，相比金屬基修復(fù)材料復(fù)合樹(shù)脂具有相對(duì)較高的熱膨脹系數(shù)和較低的耐磨損性。由于復(fù)合樹(shù)脂含有有機(jī)單體，臨床應(yīng)用中可能會(huì)浸出的未固化單體可能會(huì)導(dǎo)致周圍的牙齦組織的細(xì)胞毒作用，復(fù)合樹(shù)脂材料的粘度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致操作性能不佳。這些都是牙科復(fù)合樹(shù)脂科研和臨床應(yīng)用領(lǐng)域目前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)亟待解決的問(wèn)題[5-7]。

近年來(lái)研究人員一直在為解決這些問(wèn)題，改進(jìn)口腔復(fù)合樹(shù)脂做出著不懈的努力，并且開(kāi)發(fā)出一種新型的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化型復(fù)合樹(shù)脂，此種類型的樹(shù)脂具有廣泛的有點(diǎn)，是今后口腔復(fù)合樹(shù)脂發(fā)展的方向之一。

1 有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化

與傳統(tǒng)的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料不同，有機(jī)樹(shù)脂與無(wú)機(jī)填料的復(fù)合往往是在納米水平上，分散相的尺度至少有一維達(dá)到納米級(jí)，即小于100納米。很多時(shí)候兩相間存在著化學(xué)鍵，通常我們把這種程度上的納米復(fù)合習(xí)慣稱為雜化（Hybrid）[8]。通過(guò)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的方法我們可以獲得兩相性能的互補(bǔ)，提升復(fù)合樹(shù)脂的整體性能，或者合成具有新型功能的樹(shù)脂。

1.1 溶膠-凝膠法

口腔醫(yī)學(xué)應(yīng)用的有機(jī)-無(wú)機(jī)聚合雜化材料多應(yīng)用此法合成。溶膠-凝膠是制備雜化材料最早、最為普遍的一種方法，可在室溫或略高于室溫的條件下進(jìn)行，并且具有工藝簡(jiǎn)單，組分可控，產(chǎn)物純度高等優(yōu)勢(shì)[9]，其原理是利用Si、Ti、Al、Zr等烷氧化物作為無(wú)機(jī)前驅(qū)體，經(jīng)水解、縮合形成無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)溶膠，其中混入可聚合的單體或低聚物，在一定條件下引發(fā)單體聚合，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化凝膠體。

1.2 聚倍半硅氧烷（POSS）復(fù)合法

多面體低聚倍半硅氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxane，POSS）， POSS單體的結(jié)構(gòu)通式為RSiO1.5，具有一個(gè)類似二氧化硅核心SiO1.5周圍被有機(jī)基團(tuán)R包繞。其中Si―O―Si健具有良好穩(wěn)定性及均一性、耐高溫性[10]，并且納米級(jí)籠型骨架有夠有效地糅合、發(fā)揮雜化材料的優(yōu)勢(shì)，故該法已成為合成新型高性能復(fù)合樹(shù)脂的重要手段。

1.3 其他雜化方法

包括表面接枝法和黏土插層法，由于口腔材料合成應(yīng)用不甚廣泛，在此就不一一不詳細(xì)敘述。

2 有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化復(fù)合樹(shù)脂

目前所使用的口腔復(fù)合樹(shù)脂中多數(shù)含有有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化成分，例如，ORMOCER（有機(jī)改性陶瓷），含有POSS成分的復(fù)合樹(shù)脂和微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂[11]，接下來(lái)將對(duì)它們的性能進(jìn)行一一闡述。

2.1 有機(jī)改性陶瓷

有機(jī)無(wú)機(jī)改性陶瓷是一類新型材料，是縮聚物通過(guò)水解縮合合適的聚合三烷氧基硅烷制備，這種雜化材料可能會(huì)出現(xiàn)與每個(gè)獨(dú)立成分相關(guān)的有趣新特性，并可以通過(guò)調(diào)整組分進(jìn)行微調(diào)。相對(duì)于目前使用的牙科樹(shù)脂具有更高的折射率、熱傳導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性。有機(jī)改性陶瓷可用于納米顆粒填料可以增強(qiáng)樹(shù)脂材料的耐磨性，易于拋光，提高復(fù)合樹(shù)脂的美學(xué)性能[12]。此外基于低毒性的合成ORMOCER，可以使制備的復(fù)合樹(shù)脂顯示出良好的生物相容性。

2.2 聚倍半硅氧烷（POSS）基復(fù)合樹(shù)脂：

又被稱為含籠型硅氧烷，它是一類典型的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米復(fù)合材料， POSS單體的結(jié)構(gòu)通式為RSiO1.5，具有一個(gè)類似二氧化硅核心SiO1.5周圍被有機(jī)基團(tuán)R包繞。例如通常用POSS-MA代替Bis-GMA（雙酚A雙甲基丙烯酸縮水甘油酯），當(dāng)?shù)桶俜直热〈鷷r(shí)可以提高復(fù)合樹(shù)脂的機(jī)械性能[13]。POSS在口腔光固化復(fù)合樹(shù)脂中的應(yīng)用已有報(bào)道，如美國(guó)Pentron Clinical Technologies公司2002年已將基于POSS的材料用于一種新型牙齒粘結(jié)劑，其商業(yè)名為NANO-BOND。這代表POSS 材料首次商業(yè)化用于齒科領(lǐng)域。Pentron公司報(bào)道稱由這種粘結(jié)劑所獲得高強(qiáng)度樹(shù)脂可以滲入被侵蝕的牙齒表面，增強(qiáng)牙齒與修補(bǔ)材料之間的結(jié)合力[14]，另外將丙烯酰氧基、環(huán)氧基改性的POSS按一定比例加入樹(shù)脂基質(zhì)中，所得材料在提高機(jī)械性能、降低體積收縮率、耐水解和耐磨損等方面均有改善[15-17]。

2.3 微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂

微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂是最近基于溶膠-凝膠法成功制得的一種新型樹(shù)脂，具有令人矚目的口腔應(yīng)用前景，并且其包被于牙科陶瓷基底上以獲得生物活性表面的可行性已經(jīng)被證實(shí)，并且人牙齦纖維母細(xì)胞和人牙周韌帶細(xì)胞已被證實(shí)可以附著這種樹(shù)脂材料表面進(jìn)行增殖[11]。使用微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂進(jìn)行的固定修復(fù)，修復(fù)體的邊緣區(qū)，可以形成很好的生物活性表面，同時(shí)兼顧采取相關(guān)的組織再生治療技術(shù)可以獲得牙齒和固定修復(fù)體之間邊緣微隙的完全封閉[18]。

3 展望

有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化法是材料學(xué)上研究的熱點(diǎn)，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料是復(fù)合材料家族耀眼的新星?；诖朔ㄖ频玫目谇挥袡C(jī)-無(wú)機(jī)雜化復(fù)合樹(shù)脂可以實(shí)現(xiàn)功能的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有效地提高復(fù)合樹(shù)脂的機(jī)械性能，改善美學(xué)性能，同時(shí)降低復(fù)合樹(shù)脂固有的聚合收縮，微晶玻璃復(fù)合樹(shù)脂這一新穎的具有生物活性的樹(shù)脂需要繼續(xù)研究以發(fā)展具有可控性能和生物活的新型樹(shù)脂材料。

參考文獻(xiàn)

[1] Flávio F，Marcos B，Maximiliano S，et al，Longevity of posterior composite restorations：Not only a matter of materials，Dent Mater，2012，28：87-101.

[2] Kopperud SE，Tveit AB，Gaarden T，et al.Longevity of posterior dental restorations and reasons for failure，Eur J Oral Sci，2012，120：539-548.

[3] Bernardo M，Luis H，Martin MD，et al.Survival and reasons for failure of amalgam versus composite posterior restorations placed in a randomized clinical trial，J Am Dent Assoc，2007，138：775-783.

[4] Sarrett DC.Clinical challenges and the relevance of materials testing for posterior composite restorations，Dent Mater，2005，21：9-20.

[5] Brunthaler A，Konig F，Lucas T，et al.Longevity of direct resin composite restorations in posterior teeth.Clin Oral Investig，2003，7：63-70.

[6] Moszner N，Hirt T.New polymer-chemical developments in clinical dental polymer materials： enamel dentin adhesives and restorative composites，J Polym Sci Pol Chem，2012，50：4369-4402.

[7] Cramer NB，Stansbury JW，Bowman CN，Recent advances and developments in composite dental restorative materials，J Dent Res，2011，90：402-416.

[8] 楊建文，曾兆華，陳用烈編著.《光固化涂料及應(yīng)用》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005.

[9] 奚愚生，楊曉東，劉光明.溶膠-凝膠法制備雜化材料的研究進(jìn)展[J].表面技術(shù).2012，（第3期）：120-123.

[10] 王天玉，黃玉東，張學(xué)忠.籠型多面體低聚倍半硅氧烷研究進(jìn)展[J].材料科學(xué)與工藝.2007，（第15卷第3期）：387-392.

[11] Xanthippi Chatzistavrou，Olga Tsigkou，Harsh D，Amin，Konstantinos M，Paraskevopoulos，Vehid Salih，Aldo R，Boccaccini，Solgel based fabrication and characterization of new bioactive glassceramic composites for dental applications.J Eur Ceram Soc，2012，32：3051-3061.

[12] Norbert Moszner，Thomas Hirt，New Polymer-Chemical Developments in Clinical Dental Polymer Materials： EnamelDentin Adhesives and Restorative Composites，Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry，2012.21：4369-4402.

[13] Xiaorong Wua，Yi Sun，Weili Xie，Yanju Liu，Xueyu Song，Development of novel dental nanocomposites reinforced with polyhedral oligomeric silsesquioxane （POSS）.Dent Mater，2010，26：456-462.

[14] 張?jiān)銎?，梁?guó)正，裴建中，方長(zhǎng)青.POSS/聚合物雜化材料應(yīng)用的研究進(jìn)展.高分子材料科學(xué)與工程.

[15] Wu XR，Sun Y，Xie WL，Development of novel dental nanocomposites reinforced with polyhedral oligomeric silsesquioxane（POSS），Dent Mater，2010，26：456-462.

[16] Soh MS，Yap AUJ，Sellinger A，Methacrylate and epoxy functionalized nano-composites based on silsesquioxane cores for use in dental applications，Eur Polym J，2007，43：315-327.

第5篇：納米微晶技術(shù)范文

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品單位能源消耗限額》促行業(yè)提升

……………………………………………《佛山陶瓷》編輯部（4.1）

從第九屆陶博會(huì)看陶瓷產(chǎn)品及技術(shù)的發(fā)展……………黃 賓（5.1）

節(jié)能環(huán)保成為陶瓷產(chǎn)業(yè)主題和發(fā)展方向

――第21屆中國(guó)國(guó)際陶瓷工業(yè)展陶機(jī)產(chǎn)品掃描……黃 賓（6.1）

中國(guó)陶瓷工業(yè)協(xié)會(huì)第五屆理事會(huì)榮譽(yù)榜……………………（12.1）

綜述與評(píng)述

佛山陶瓷企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)勢(shì)在必行………………黃 賓（11.1）

2007佛山陶瓷主旋律：技術(shù)創(chuàng)新與規(guī)模轉(zhuǎn)移…………黃賓（12.2）

研究與探討

過(guò)渡金屬氧化物系紅外輻射材料的制備和研究……雷中偉等（1.1）

溶膠-凝膠還原氮化合成β-sialon 微粉的研究………張 燁等（1.5）

變色結(jié)晶釉的研制…………………………………劉亞民等(2.1)

糊精對(duì)陶瓷釉和色料的影響…………………………劉得利(2.4)

隧道窯冷卻帶噴嘴的安裝布置對(duì)窯內(nèi)氣體流動(dòng)影響的研究

………………………………………………………艾明香等(2.7)

Li2O-CuO-P2O5玻璃的電性能………………………李同偉等(3.1)

SiC陶瓷水煤漿噴嘴與其它材料水煤漿噴嘴的比較研究

………………………………………………………鄒永生等(3.4)

水熱法制備釹摻雜BaTiO3粉體及其介電性能研究

………………………………………………………何 英等(3.7)

二次燒無(wú)硅灰石坯料配方試制………………………陳迪晴（4.3）

基于AutoCAD VBA液壓集成塊的裝配設(shè)計(jì)……… 張傳才等（4.7）

基于正交設(shè)計(jì)的化學(xué)共沉淀法制備β-磷酸三鈣 ………李素芹等（5.4）

Y3+摻雜對(duì)Al2O3陶瓷的影響………………………鄧毅超等（5.8）

溶膠-凝膠制備納米TiO2的X射線衍射分析………陳利花等（5.12）

中溫高鋁強(qiáng)化瓷的研制……………………………沈茂榮等（6.5）

壓電陶瓷PZN-PZT對(duì)壓電復(fù)合材料性能的影響

…………………………………………………………戴 雷等（6.7）

納米氮化硅粉體的制備……………………………洪 軍等（6.11）

泡沫載體的表面處理對(duì)泡沫陶瓷性能的影響…………趙能偉等（7.1）

復(fù)合晶核劑TiO2/ZrO2對(duì)微晶玻璃晶化行為的影響

………………………………………………………………王 峰等（7.6）

3Y-ZrO2/Al2O3復(fù)合粉體制備工藝研究…………許紅亮等（8.1）

晶化時(shí)間對(duì)MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃顯微結(jié)構(gòu)及性能的影響

………………………………………………………馬 麗等（8.4）

不同燒結(jié)法對(duì)3Y-TZP陶瓷力學(xué)性能的影響………李樹(shù)先等（9.1）

CFD模擬技術(shù)在陶瓷內(nèi)襯多通道煤粉燃燒器中的應(yīng)用

………………………………………………………潘麗萍等（9.5）

降低腰線磚硅橡膠模具線收縮率的研究……………王艷香等（10.1）

新型陶瓷改性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的制備及性能表征

…………………………………………………………葉秀芳等（10.4）

Ti3SiC2/4SiC復(fù)相陶瓷的高溫力學(xué)性能研究………郭雙全等（10.8）

高能球磨制備納米WC/MgO粉末的工藝研究

……………………………………………………張梅琳等（10.12）

干壓結(jié)合冷等靜壓成形對(duì)陶瓷力學(xué)性能的影響

…………………………………………………………陸有軍等（11.5）

佛山陶瓷企業(yè)人力資源現(xiàn)狀及其發(fā)展對(duì)策………梁潔鳴等（11.8）

鐵系金屬釉的制備與研究………………………蔣鴻輝等（12.9）

摻雜V2O5對(duì)MgNb2O6介電陶瓷工藝和性能的影響

……………………………………………………趙永樂(lè)等（12.12）

環(huán)保與節(jié)能

微晶玻璃廢板的利用…………………………………吳小福（1.8）

輥道窯熱平衡測(cè)試數(shù)據(jù)分析及節(jié)能方向探討…………謝炳豪（2.11）

佛山陶瓷企業(yè)開(kāi)展清潔生產(chǎn)的現(xiàn)狀及其方向………徐建國(guó)（3.11）

淺談拋光磚廠污水的凈化回用……………………郭成林等（4.10）

低輻射鍍膜玻璃研究進(jìn)展…………………………陳炳炎等（4.12）

談隧道窯的節(jié)能途徑…………………………………吳柏躍（5.14）

低溫快燒瓷質(zhì)磚的成瓷機(jī)理探討…………………吳銀相（6.13）

利用破損陶瓷和陶瓷廢料制造陶瓷透水磚…………周松青等（8.7）

利用赤泥制備琉璃瓦的研究……………………賀深陽(yáng)等（8.11）

利用含鈦高爐爐渣制備陶瓷釉料…………………王京甫等（8.13）

硅酸鋯中放射性元素分析…………………………郝小勇等（9.8）

提高輥道窯助燃風(fēng)溫度的探討…………………謝炳豪等（11.11）

淺議二氧化硫排污權(quán)交易在廣東陶瓷行業(yè)的實(shí)施

……………………………………………………秦 威等（11.15）

陶瓷磚拋光廢渣回收利用及產(chǎn)品的性能研究………鄭樹(shù)龍等（12.16）

生產(chǎn)與應(yīng)用

數(shù)字技術(shù)和快速制造技術(shù)在陶瓷潔具新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

………………………………………………………梁滿杰等（1.10）

吉林省樺甸市及周邊地區(qū)陶瓷原料的考察情況……蔡飛虎等（1.12）

復(fù)雜陶瓷衛(wèi)生潔具新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的數(shù)字化方法

――無(wú)模砂型快速制造…………………………金 楓等(2.15)

淺析影響日用陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量的因素…………………翟新崗(2.18)

復(fù)雜衛(wèi)生陶瓷潔具的三維實(shí)體建?！緞偟?3.16)

鋯基色料在不同粒度分布熔塊釉中的對(duì)比試驗(yàn)……翟新崗(3.20)

石英砂中二氧化硅含量測(cè)定方法的改進(jìn)…………… 杜 娟(3.22)

一次燒成大規(guī)格超薄瓷質(zhì)磚的生產(chǎn)工藝及其市場(chǎng)應(yīng)用

………………………………………………………江 宏等（4.16）

80m全自動(dòng)天然氣隧道窯監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………梁善良（4.20）

瓷質(zhì)拋光磚“超潔亮”技術(shù)…………………………周 鵬等（5.16）

日用瓷、衛(wèi)生潔具、建筑陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)中的除鐵工藝……李 澤（5.19）

論釉面色彩和乳濁程度的調(diào)整……………………蔡克勤（5.21）

負(fù)離子陶瓷添加劑在陶瓷產(chǎn)品中的應(yīng)用…………蔡懷福（5.24）

陶瓷生產(chǎn)中煤氣使用的主要特點(diǎn)和設(shè)備改進(jìn)………陳潔清等（6.17）

透水磚的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景…………………戴武斌等（6.19）

瓷質(zhì)微粉拋光磚反壓成形工藝的研究……………周 純等（6.23）

赤泥除鐵初探……………………………………徐曉虹等（6.24）

蜂窩陶瓷的制備與應(yīng)用………………………… 侯來(lái)廣等（7.9）

淺談白云陶釉下彩裝飾……………………………翟新崗（7.13）

碳化硅微孔陶瓷過(guò)濾板的制備…………………張獎(jiǎng)池等（7.16）

高固含量SiC 漿料流變性能的研究………………陳宇紅（7.19）

我國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)現(xiàn)狀及企業(yè)技術(shù)中心研發(fā)思路

……………………………………………………簡(jiǎn)潤(rùn)桐等（7.21）

新型陶瓷減水劑的合成及應(yīng)用研究……………林冬梅等（8.16）

低成本全熔塊低溫釉的研制 ……………………鄒繼藝等（8.20）

陶瓷鈷藍(lán)色料的試制及配方的改進(jìn) ………………秦 威（9.11）

日產(chǎn)2000m2干掛陶瓷大板的生產(chǎn)工藝……………譚利軍（9.15）

合成骨灰對(duì)高檔衛(wèi)生瓷色釉顏色的影響…………翟新崗（9.18）

“銅綠”產(chǎn)生的原因分析及解決措施 ………………陳迪晴（9.21）

淺談聚晶釉面拋光磚的開(kāi)發(fā)………………………韓復(fù)興（9.22）

國(guó)內(nèi)外乳濁釉的研究現(xiàn)狀及我國(guó)釉料發(fā)展方向

……………………………………………………徐曉虹等（10.17）

淺談陶瓷產(chǎn)品的三維建?！瓘埲?shù)龋?0.21）

陶瓷廠輪碾機(jī)的磨損研究…………………………孫秋艷等（11.18）

釉料組成對(duì)Cr-Sn紫色料發(fā)色的影響試驗(yàn)………翟新崗（11.21）

坐便器沖水功能的發(fā)展現(xiàn)狀及影響因素…………袁芳麗等（12.18）

日用陶瓷的個(gè)性化設(shè)計(jì)……………………………王 寧（12.21）

陶瓷產(chǎn)品三維展示技術(shù)在網(wǎng)站建設(shè)中的運(yùn)用

……………………………………………………余建榮等（12.24）

機(jī)械與設(shè)備

中鋁球在大噸位球磨機(jī)中的應(yīng)用……………………楊九大（1.14）

工程陶瓷的電火花加工技術(shù)………………………周云鵬等（1.18）

拋光機(jī)6圓磨塊粗拋拋光頭的改進(jìn)…………………楊梓球(2.20)

天然氣全自動(dòng)隧道窯的烘烤與調(diào)試…………………梁善良(2.23)

筒體轉(zhuǎn)式篩在原料車間的推廣使用……………………蒙 牛(3.24)

陶瓷機(jī)械改進(jìn)實(shí)例…………………………………楊梓球（4.28）

自動(dòng)壓磚機(jī)的節(jié)能改造 ……………………………楊燕廉（5.26）

智能彎管流量計(jì)解陶瓷業(yè)煤制氣的計(jì)量難題………謝炳豪（6.27）

真空擠壓成形機(jī)使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題………………蔡祖光（7.25）

大件高溫陶瓷裝窯方法及注意事項(xiàng) ……………浦雪琴等（8.22）

淺談陶瓷潔具虹吸式坐便器………………………王同言（8.25）

變頻器在建陶行業(yè)中的應(yīng)用…………………………陳 鋼（9.24）

現(xiàn)代日用瓷隧道窯的建造與安裝…………………梁善良（10.24）

煤制氣燃料用于高溫熔塊生產(chǎn)的可行性研究…李家鐸等（10.28）

科達(dá)2007寬體壓機(jī)系列介紹……………………許建清等（11.24）

空壓機(jī)傳動(dòng)變頻解決方案…………………………楊燕廉（11.27）

陶瓷磚壓機(jī)中充液閥的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算………李良光等（12.27）

經(jīng)營(yíng)與管理

淺析欽州坭興陶產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)……………………蔣俊賢（1.21）

淺析景德鎮(zhèn)市陶瓷專營(yíng)市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng) ………………許劍雄（1.24）

淺析陶瓷行業(yè)的技術(shù)貿(mào)易壁壘及其對(duì)策…………曾 薇等(2.25)

國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)品牌運(yùn)營(yíng)的誤區(qū)及其對(duì)策研究…………李海東等(3.26)

淺析景德鎮(zhèn)市陶瓷園區(qū)運(yùn)作的若干問(wèn)題……………許劍雄（4.30）

佛山陶瓷出口TBT預(yù)警研究綜述………………劉世明等（7.29）

談陶瓷企業(yè)如何推進(jìn)5S管理………………………秦 威（7.32）

中小陶瓷企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的匹配分析………………李海東（10.31）

陶藝縱橫

論黑陶的藝術(shù)魅力……………………………………李偉等（1.27）

論環(huán)境陶藝的景觀性體現(xiàn)……………………………彭贊賓（1.30）

陶瓷設(shè)計(jì)：我國(guó)陶瓷發(fā)展的瓶頸……………………庾莉萍(2.28)

現(xiàn)代陶瓷首飾的魅力………………………………李 偉等(3.30)

師法自然，源于生活――談石灣陶藝………………劉 東（4.33）

淺論現(xiàn)代陶藝中的藝術(shù)符號(hào)………………………黃維維（4.35）

龍泉青瓷的藝術(shù)魅力…………………………………李 偉（5.27）

淺談紫砂陶器的藝術(shù)特征…………………………馬志遠(yuǎn) （6.29）

陶瓷雕塑藝術(shù)的幾點(diǎn)思考……………………………陳 響（7.35）

日用陶瓷的趣味性設(shè)計(jì)……………………………張文娟（8.28）

淺談浮雕壁畫(huà)………………………………………邱欣燦（8.31）

承傳，發(fā)展，創(chuàng)新――淺談石灣陶塑動(dòng)物的創(chuàng)作…… 霍然均（9.27）

原始彩陶紋飾的文化蘊(yùn)涵初探……………………朱大維（9.29）

俗與雅的“殊途同歸”――淺論民間青花與文人畫(huà)的異同

………………………………………………………劉江輝（10.36）

中國(guó)古代陶瓷器上魚(yú)紋裝飾的特征…………………王 （10.39）

傳承與發(fā)展――透過(guò)徽州磚雕的文化特質(zhì)管窺現(xiàn)代陶藝的創(chuàng)作……余鶯姿（11.29）

談現(xiàn)代陶瓷燈具的審美情趣…………………………余 莉（11.32）

淺談紅綠彩裝飾的藝術(shù)表現(xiàn)………………………孫立豐（12.31）

日本、美國(guó)現(xiàn)代陶藝之比較…………………………張 艷（12.34）

新產(chǎn)品新技術(shù)

科達(dá)機(jī)電推出KD280A“六爪魚(yú)”粗磨頭 等……………黃 工（7.37）

知識(shí)講座

鉍基黃色顏料的研究現(xiàn)狀…………………………李靜平等(1.32)

稀土元素在陶瓷材料中的應(yīng)用………………………朱 虹等(1.35)

硅灰石粉體的制備及其應(yīng)用………………………李金換等(2.30)

淺談BaO-Ln2O3-TiO2體系微波介質(zhì)陶瓷的熱穩(wěn)定性

………………………………………………………龔文強(qiáng)等(2.32)

二氧化硅體系透波材料的透波機(jī)理及研究現(xiàn)狀…… 郝洪順等(3.33)

淺談仿真技術(shù)………………………………………匡偉春等(3.38)

碳化硼材料的制備技術(shù)……………………………裴立宅（4.37）

石英陶瓷的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景………………付 鵬（5.30）

大功率鉛基壓電陶瓷材料的研究進(jìn)展…………… 晏伯武（5.34）

礦渣微晶玻璃的應(yīng)用及發(fā)展………………………吳建鋒等（6.32）

鈦酸鍶鋇陶瓷材料的摻雜改性…………………錢(qián)晶晶等（6.36）

陶瓷制品的放射性及應(yīng)對(duì)策略……………………俞康泰（8.33）

氮化硅晶須結(jié)構(gòu)的性能研究及其應(yīng)用現(xiàn)狀…………李 甫（9.32）

納米陶瓷粉體的表面改性與應(yīng)用………………汪海燕等（10.42）

建筑陶瓷的發(fā)展趨勢(shì)……………………………朱錦輝等（11.34）

鈦酸鋇陶瓷鐵電臨界尺寸的研究進(jìn)展…………肖長(zhǎng)江等（11.37）

佛山陶瓷行業(yè)品牌戰(zhàn)略的法律思考………………胡充寒（12.35）

專家門(mén)診

關(guān)于水晶釉磚釉面蟻裂現(xiàn)象的答疑等……………孔海發(fā)等（1.40）

關(guān)于外墻磚底釉橫向裂紋問(wèn)題的答疑等…………孔海發(fā)等(2.36)

關(guān)于滲花磚與微粉磚成形壓力問(wèn)題的答疑等……孔海發(fā)等(3.41)

關(guān)于微粉拋光磚干燥前強(qiáng)度問(wèn)題的答疑等………孔海發(fā)（4.42）

拋光磚出現(xiàn)針孔問(wèn)題的啟示等…………………蔡飛虎等（5.40）

干燥開(kāi)裂問(wèn)題一例等……………………………蔡飛虎等（6.41）

聚晶微粉磚的底裂問(wèn)題等 …………………… 蔡飛虎等（7.39）

關(guān)于江西和廣東地區(qū)陶瓷資源的比較等…………孔海發(fā)等（8.37）

關(guān)于耐磨磚針孔缺陷的答疑等…………………蔡飛虎等（9.35）

關(guān)于印刷釉發(fā)色鮮艷度的答疑等………………孔海發(fā)等（10.46）

關(guān)于如何檢測(cè)印刷網(wǎng)板的進(jìn)廠質(zhì)量等…………孔海發(fā)等（11.40）

建廠時(shí)規(guī)劃設(shè)計(jì)如何做到科學(xué)規(guī)范的答疑等

……………………………………………………孔海發(fā)等（12.40）

創(chuàng)新園地

建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的指導(dǎo)方針等………………………白 云（1.42）

怎樣保持創(chuàng)新活力等…………………………………白 云(2.38)

有興趣才有創(chuàng)新的可能等……………………………白 云(3.43)

老字號(hào)不是核心競(jìng)爭(zhēng)力等……………………………白 云（4.44）

信息集錦

納米鏡面噴涂技術(shù)解環(huán)保難題等………………………白 云（1.43）

安全玻璃漸成消費(fèi)主流智能玻璃前景廣闊等……白 云(2.39)

2006年國(guó)家免檢產(chǎn)品及企業(yè)名單公布等……………白 云(3.44)

專利信息

污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)方法等………………………………………（1.44）

一種在炻瓷制品上產(chǎn)生巖石紋路圖案的方法等……………(2.40)

微孔陶瓷過(guò)濾基板等…………………………………………(3.45)

耐高溫復(fù)合保溫噴涂料等……………………………………（4.45）

環(huán)保瓷磚等……………………………………………………（5.43）

生產(chǎn)超薄陶瓷磚的工藝方法等……………………………（6.43）

一種抗菌地板等……………………………………………（7.42）

免燒壓磚機(jī)等………………………………………………（8.39）

一種壓磚機(jī)的模具等…………………………………………（9.39）

一種新型釉料攪拌裝置等…………………………………（10.49）

一種用于瓷磚表面有窯變釉面效果的釉料等……………（11.43）

陶瓷閥芯及使用該陶瓷閥芯的水龍頭……………………（12.43）

展會(huì)資訊

第6篇：納米微晶技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：鋰離子電池；硼酸；酚醛環(huán)氧樹(shù)脂；硬炭

中圖分類號(hào)：TM912.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AInfluences of Boric Acid on the Structure and Electrochemical

Performance of Hard Carbon Anode

HAN Shaochang， ZHANG Weihua， FAN Changling，

ZHANG Xiang， ZENG Taotao， LI Lingfang

（College of Materials Science and Engineering， Hunan Univ， Changsha， Hunan410082， China）Abstract：Hard carbon anode containing boron atoms for lithium ion batteries was synthesized by adding boric acid in the precarbonized precursor of phenolic epocy resin. The microstructures of materials were characterized by Xray diffraction， scanning electron microscope and other technical means. The pore characteristics and specific surface areas were determined in nitrogen absorption method. The electrochemical performance of anode was analyzed by cyclic voltammetry， electrochemical impedance spectra and galvanostatic charge and discharge experiments.The results show that the layer distances， specific surface area， pore volume and initial irreversible specific capacities decrease and the initial coulombic efficiency increases with the increase of the content of boric acid. The reversible capacity increases from 332.2 mAh?g-1 to 461.1 mAh?g-1 and the corresponding resistance of solid interphase film decreases from 33.86 Ω to 24.53 Ω when the doping content of boric acid reaches 10%.

Key words：lithiumion batteries； boric acid； phenolic epoxy resins； hard carbon

鋰離子電池的負(fù)極材料是儲(chǔ)鋰的主體，在充放電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了鋰離子的嵌入和脫出.已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的負(fù)極材料主要是各種碳材料，包括石墨化碳材料（如天然石墨、改性石墨、石墨化中間相碳微球等等）和無(wú)定形碳材料（軟炭、硬炭）.相對(duì)于常用的石墨材料來(lái)說(shuō)，硬炭具有長(zhǎng)循環(huán)壽命、高倍率性能、高比容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、與碳酸丙烯酯（PC）電解液相容性好、低成本等優(yōu)點(diǎn)，從而被認(rèn)為是將來(lái)最具潛力的鋰離子電池負(fù)極材料.然而硬炭做負(fù)極材料時(shí)存在電位平臺(tái)較高或沒(méi)有電位平臺(tái)、首次效率低和電壓滯后等缺點(diǎn)[1].

湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2015年第12期韓紹昌等：硼酸對(duì)硬炭基負(fù)極的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響為了克服上述缺點(diǎn)，人們通過(guò)多種手段對(duì)其進(jìn)行改性，主要包括離子摻雜[2-4]、表面處理（表面氧化、表面鹵化、化學(xué)氣相沉積、碳包覆[5]）、機(jī)械球磨、納米化等.ZHOU P[6]研究了硅離子摻雜的硬炭材料并得出與YIN G P[2]的硼離子摻雜類似的研究結(jié)論，例如提高了電池的可逆容量，改善了首次庫(kù)倫效率等電化學(xué)性能.因此摻雜硬炭被證明是具有良好電化學(xué)性能的碳負(fù)極材料.考慮到硼的缺電子性，摻雜到硬炭中可以改變微觀結(jié)構(gòu)和鋰離子脫嵌過(guò)程的電子狀態(tài).本文采用原理簡(jiǎn)單、操作方便的水浴摻雜法，以酚醛環(huán)氧樹(shù)脂為硬炭前驅(qū)體、順丁烯二酸酐為固化劑，通過(guò)對(duì)交聯(lián)纏結(jié)的酚醛環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行較高溫度的溶混、固化、預(yù)分解、機(jī)械研磨，得到預(yù)炭化的硬炭粉末；然后摻入少量的硼酸，利用水浴法得到硼摻雜的硬炭膠體，經(jīng)高溫?zé)峤?，得到硼摻雜硬炭，考察硼酸的添加量對(duì)硬炭基負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響.

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料的制備

實(shí)驗(yàn)室采用的硬炭前驅(qū)體酚醛環(huán)氧樹(shù)脂7300 （PFNE7300）、順丁烯二酸酐、硼酸等試劑均為分析純.首先稱取12 g左右熔化的PFNE7300（軟化溫度為30～45 ℃）于剛玉坩堝中，再稱取占其質(zhì)量40%的順丁烯二酸酐固化劑，在干燥箱中80 ℃溶混2 h，再于120 ℃溶混2 h，每20 min用玻璃棒攪拌0.5 min.將熔融液體放入180 ℃馬弗爐中加熱固化12 h，在真空管式爐中，以高純氬氣做保護(hù)氣體，300 ℃時(shí)預(yù)熱2 h，500 ℃預(yù)分解1 h后，在球磨機(jī)中720 r/min研磨1 min，960 r/min研磨1 min，將所得粉末與硼酸以1∶0，1∶0.05，1∶0.10，1∶0.15，1∶0.20的質(zhì)量比（分別命名為PHC，a5%PS，b10%PS，c15%PS和d20%PS）稱取，加入無(wú)水乙醇10 mL、去離子水50 mL，在80 ℃水浴中加熱攪拌均勻，干燥后放至真空管式爐中，以高純氬氣為保護(hù)氣體，在300 ℃時(shí)預(yù)熱20 min， 1 000 ℃熱解1 h，制得含硼原子的硬炭負(fù)極材料.

1.2材料的表征

用Rigaku D/Max 2500VB型X射線衍射（XRD）儀進(jìn)行物相分析，使用Cu靶Kα1射線（波長(zhǎng)為0.154 1 nm），掃描角度為10～80°；用PHI 5000 VersaProbe X射線光電子能譜儀（背景壓力為6.7×10-8Pa）在氬氣環(huán)境下對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)鍵和化合物分析；用碳硫分析儀CS600進(jìn)行碳含量測(cè)試和氧氮?dú)浞治鰞xONH2000進(jìn)行氫、氧和氮含量測(cè)試；用原子發(fā)射光譜分析儀（ICP）進(jìn)行硼含量測(cè)試；用Carl Zeiss Sigma HD掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)樣品進(jìn)行微觀形貌表征；用單納米粒子Alpha300 R型光譜測(cè)試樣品的拉曼（Raman）光譜；用Micromeritics ASAP 2020表面積和孔隙率分析儀測(cè)試比表面積、孔體積和平均孔徑大小；用GMII型多功能電阻率自動(dòng)測(cè)定儀測(cè)電子電導(dǎo)率；用FZS44B型振實(shí)密度儀測(cè)樣品的振實(shí)密度；用SX512型箱式電阻爐測(cè)試樣品的灰分.

1.3電池的組裝及電化學(xué)性能的測(cè)試

將含硼硬炭、乙炔黑、聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比為8∶1∶1進(jìn)行稱量，并在N甲基2吡咯烷酮中混合均勻后涂在銅箔上，在110 ℃真空干燥箱內(nèi)干燥10 h，然后用沖膜機(jī)沖取所需極片，作為電池的工作電極.在充滿高純氬氣的手套箱中，以聚丙烯Celgard2400微孔膜為隔膜，1 mol/L LiPF6/EC+DMC+EMC（體積比為1∶1∶1）為電解液，金屬鋰片為輔助電極（對(duì)電極），裝配成LIR2016型紐扣電池.采用CHI660C電化學(xué)工作站在室溫下對(duì)電池進(jìn)行循環(huán)伏安（測(cè)試范圍為0～2 V，掃描速度為0.1 mV?s-1）、交流阻抗 （交流電壓的振幅為5 mV，測(cè)試電壓為0.1 V，頻率范圍為105～10-2 Hz）測(cè)試，在Arbin BT2000型電池測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行恒電流首次充放電（電流密度20 mA?g-1，即0.05 C，1 C=400 mA?g-1）、倍率性能和循環(huán)性能測(cè)試.

2結(jié)果和討論

2.1試樣的結(jié)構(gòu)和形貌分析

圖1是摻入不同硼酸量硬炭的XRD圖.由圖可知，這些都是典型的無(wú)定形碳結(jié)構(gòu)[7]；所有試樣的衍射峰大致相同，但是摻入硼酸后硬炭在2θ衍射角為14.5°，27.3°，30.5°，35.2°和40.0°處，可以看到不太明顯的衍射峰，這是因?yàn)閾饺肱鹚岷笥蔡恐挟a(chǎn)生了新相B2O3[2].樣品的XRD圖在2θ衍射角為23°～26°和43°～45°范圍內(nèi)各自有一個(gè)顯著的衍射峰，對(duì)應(yīng)硬炭的（002）和（100）兩個(gè)晶面[8].隨著硼酸摻入量的增加，（002）衍射峰不斷往右偏移，衍射角變大、層間距變小.這是因?yàn)閾饺肱鹪雍?，硼比碳具有更低的電子價(jià)態(tài)，降低了硬炭中π電子的密度，從而使硬炭形成很多石墨微晶，碳材料的有序化程度得到提高、層間距變小[9].摻硼酸后硬炭比未摻硼酸硬炭的峰型更尖銳.可知摻入硼酸后硬炭結(jié)晶度好，石墨微晶增多[2， 10].

2θ/（°）

由表1可知，沿a軸晶粒尺寸隨硼酸摻入量增加不斷增大，這表明硼酸越多硬炭結(jié)晶度越好，材料有序化度提高.這與圖1的（100）衍射峰所顯示的信息基本吻合.隨著硼酸摻入量的增加，材料的灰分含量不斷增加，這是由于樹(shù)脂在炭化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多易揮發(fā)的CH4，CO2和CO等氣體小分子，而硼原子炭化后則以氧化硼、少量氮化硼和炭化硼形式保存下來(lái)[3-4].材料的振實(shí)密度呈“先增后減”的趨勢(shì)，當(dāng)硼酸添加最少時(shí)，硼原子全部進(jìn)入硬炭的層間，隨著硼酸量的增加，直至超過(guò)硬炭接受硼原子量的極限后，硼原子不能再進(jìn)入硬炭層間而游離在碳原子周圍或粘附在硬炭片層表面，從而使得硬炭振實(shí)密度逐漸降低.

表2是摻入不同硼酸量硬炭的主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù).從表中可知，隨著硼酸量的增加，硼和氧元素含量比不斷提高，而碳、氫和氮元素含量比不斷降低.這一方面由于摻入的硼酸加熱分解為B2O3，另一方面硼元素和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂熱解過(guò)程中產(chǎn)生的氧生成B2O3.因此硼和氧元素含量比提高，碳，氫和氮元素含量比相應(yīng)地降低.但硼元素實(shí)際含量比理論含量要少，說(shuō)明硼在材料處理過(guò)程中有所流失.

X射線光電子能譜技術(shù)（XPS）主要用來(lái)研究元素在研究對(duì)象中的化學(xué)狀態(tài).圖2是摻入不同硼酸量硬炭的硼元素的XPS曲線.從圖中可以看到，在186.30 eV，190.10 eV和191.40 eV處為峰值，大致分別對(duì)應(yīng)B4C，BN和B2O3[2].這說(shuō)明鍵能摻雜硼酸硬炭中存在B-C，B-N，B-O鍵，B-C鍵的存在表明部分硼被引進(jìn)到硬炭中或處在晶格上.B-N鍵的N原子來(lái)源于樹(shù)脂中的雜質(zhì)原子，在不高的熱解溫度下遺留的.酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和摻入的硼酸都含有氧元素，從而不可避免地產(chǎn)生B-O鍵，且以主要形式存在.

圖3是摻入不同硼酸量硬炭的Raman光譜圖.從圖中可以看到波長(zhǎng)為1 342 cm-1和1 584 cm-1附近的兩個(gè)明顯波峰，分別為D峰和G峰.ID/IG是炭材料中非石墨化與石墨化炭量的比值，也就是拉曼光譜中D峰與G峰強(qiáng)度之比，即靠近1 342 cm-1區(qū)域的sp3雜化積分面積與靠近1 584 cm-1區(qū)域的sp2積分面積的比值.ID/IG值越小，表示材料的石墨化程度越高.類似的結(jié)果已在Dresselhaus M S等[11]有關(guān)活性炭纖維的研究中報(bào)道.圖中的1 342 cm-1峰正好是在sp3雜化的振動(dòng)模式所對(duì)應(yīng)的1 320～1 350 cm-1范圍內(nèi).隨著硼酸量的增加，樣品的Raman峰幾乎沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)位移.結(jié)合表1中ID/IG值看，其值先變小后稍變大.這是由于開(kāi)始加入少量硼酸時(shí)，硬炭的有序化程度明顯增加，石墨微晶增多，當(dāng)硼酸過(guò)量時(shí)不再促進(jìn)石墨微晶的增大，從而使ID/IG值變大.這與表1中的層間距和沿a軸的晶粒尺寸的變化趨勢(shì)相似，并與XRD結(jié)果相符.

鍵能/eV

為了比較未摻雜硼酸硬炭和摻雜硼酸硬炭的表面形貌，選擇PHC和b10%PS為代表樣品，它們?cè)诓煌糯蟊稊?shù)的SEM圖如圖4所示.由圖可知PHC和b10%PS顆粒都呈不規(guī)則形貌，平均尺寸大致相同，為3～6 μm.在高倍率SEM圖中可以看到， b10%PS表面（3d）出現(xiàn)很多平行的溝槽，比PHC表面（3c）光滑很多.這會(huì)造成比表面積和孔體積降低，從而影響硬炭的電化學(xué)性能，由此推斷硼酸對(duì)硬炭的微孔產(chǎn)生較大的影響.在文獻(xiàn)[12]中也得出過(guò)類似的結(jié)論.

2.2試樣的電化學(xué)分析

為了比較未摻雜硼酸硬炭和摻雜硼酸硬炭的氧化還原過(guò)程，選擇PHC，a10%PS，b20%PS為代表樣品進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試.圖5為PHC，a10%PS和b20%PS的循環(huán)伏安（CV）曲線.由圖可知，第一次嵌鋰過(guò)程中所有材料在0.77 V附近出現(xiàn)微弱的陰極峰，這是由于電解液分解在電極表面發(fā)生反應(yīng)形成固體電解質(zhì)界面（SEI）膜.其中PHC的陰極峰強(qiáng)度大，這可能是由于PHC的比表面積與電解液接觸面積大，從而形成SEI膜時(shí)，表現(xiàn)的還原峰較大，進(jìn)而導(dǎo)致不可逆比容量增大，庫(kù)倫效率降低.在0.24 V左右微弱的陰極峰是由于鋰離子與電極材料表面功能團(tuán)、缺陷以及吸附的雜質(zhì)原子發(fā)生不可逆反應(yīng).然而摻入硼酸的硬炭的陰極峰強(qiáng)度比PHC大，這是由于摻入的硼酸和碳層表面的功能團(tuán)、缺陷以及斷鍵發(fā)生了劇烈反應(yīng).這兩處還原峰在隨后的嵌脫鋰過(guò)程中不再出現(xiàn)，因而是不可逆反應(yīng).接近0 V出現(xiàn)的陰極峰和0.1 V出現(xiàn)的陽(yáng)極峰，是由于鋰離子在硬炭材料的單層碳兩邊和納米微孔周圍發(fā)生吸脫附，許多鋰離子在這些微孔中近似金屬態(tài)，脫鋰電壓大于嵌鋰電壓而產(chǎn)生電壓滯后現(xiàn)象.從圖中可知，摻入硼酸硬炭的陽(yáng)極峰電壓比PHC高，這說(shuō)明鋰離子在摻硼酸的硬炭中需要的脫附能大，摻入的硼酸使硬炭的電壓滯后現(xiàn)象更嚴(yán)重.這是由于在脫鋰過(guò)程中，鋰離子與納米微孔的吸附作用以及硼的缺電子性，不利于鋰離子脫出，從而加重電壓滯后現(xiàn)象[13-14].

表3列出了摻入不同硼酸量硬炭的比表面積、孔徑、孔體積和電化學(xué)性能.從表中可知，隨著硼酸量的增加，硬炭的平均孔徑增大，比表面積則迅速減小，最后幾乎為定值；首次不可逆比容量和比表面積具有相同的變化規(guī)律.這一方面由于炭化過(guò)程中硼酸的催化作用[2]，促使硬炭有序化、使高能不穩(wěn)定態(tài)的石墨碎片趨于低能態(tài)，并使許多微孔連通成更大的孔、使層間距變小，這就是著名的“Falling Cards”模型[15]；另一方面因?yàn)榕鹪优c碳層間形成的共價(jià)鍵對(duì)硬炭有軟化作用，使小孔連接成大孔[4]，從而使平均孔徑增大，比表面積幾乎減小到定值；另外，由于摻入的硼酸產(chǎn)生B2O3，填充或覆蓋硬炭表面的納米微孔，使所測(cè)孔體積、比表面積相應(yīng)減小[16].當(dāng)比表面積小時(shí)，負(fù)極與電解液接觸的面積小，在第一次放電過(guò)程中由于電解液分解而與電極產(chǎn)生的SEI膜面積小，產(chǎn)生的副反應(yīng)也少，因而首次不可逆比容量減小、庫(kù)倫效率增大.但整體來(lái)看硬炭負(fù)極的首次庫(kù)倫效率還是太低，這是后續(xù)研究的重點(diǎn).當(dāng)比表面積達(dá)到一定值時(shí)，不可逆比容量和庫(kù)倫效率幾乎也為定值.

V/V

硬炭良好的嵌鋰能力和充放電比容量是源于存在許多無(wú)序的單層炭和納米微孔，納米微孔越多、嵌鋰能力越強(qiáng)、充放電比容量越高.表3中數(shù)據(jù)表明，隨著硼酸量增多，總孔體積（微孔和中孔的體積與總孔體積變化趨勢(shì)一致）減小，且前面所提到的材料單層碳有序化越好，但是可逆比容量卻越大，由于摻入的硼酸分解產(chǎn)生的B2O3容易占據(jù)碳六邊形平面和邊緣位置、填充或覆蓋硬炭表面的納米微孔，從而使總孔體積減小[16].由于硼的缺電子性，加入硬炭中更容易接受來(lái)自鋰離子的電子，明顯提高鋰離子的吸附能力.隨著硼酸量的增加，嵌脫鋰容量明顯增加.當(dāng)硼酸增加到一定量時(shí)，由于硼離子產(chǎn)生更多的石墨微晶，使硬炭有序化更好以及硼酸的導(dǎo)電性能差，導(dǎo)致比容量下降[2].另外，純硬炭的嵌脫鋰電壓平臺(tái)接近0 V，幾乎與金屬鋰電壓一致，由于電池的極化，事實(shí)上硬炭陽(yáng)極材料的嵌脫鋰電壓平臺(tái)低于0 V，因此會(huì)較易失去嵌脫鋰容量.然而硼酸產(chǎn)生的B2O3提高了硬炭的嵌脫鋰電壓，使嵌脫鋰容量增大.圖6是摻入不同硼酸量硬炭的首次恒流充放電曲線圖，可以看出，在0.06 V和0.03 V左右添加硼酸的硬炭有較長(zhǎng)的電壓平臺(tái)，未摻硼酸硬炭電壓平臺(tái)較短，從而提高了摻硼酸硬炭的比容量[5].

將電化學(xué)工作站測(cè)出的交流阻抗（EIS）原始數(shù)據(jù)使用ZSimpWin軟件擬合，結(jié)果如圖7所示，插圖是d10%PS的原始數(shù)據(jù)與擬合后的EIS圖.從圖7中可以看出，摻入不同量硼酸硬炭的EIS圖都是由兩個(gè)半圓和一條大致45°角斜線組成.其中，高頻區(qū)與橫坐標(biāo)的截距代表整個(gè)電池的歐姆電阻，主要是電解液電阻；高頻區(qū)的大半圓代表的是鋰離子在SEI膜中的傳輸電阻，中頻區(qū)的小半圓代表的是電解液和硬炭界面的電荷轉(zhuǎn)移電阻，45°角斜線代表鋰離子在硬炭中的擴(kuò)散電阻，也叫韋伯電阻[16].由圖可知，不同硼酸量硬炭的電解液電阻、電荷轉(zhuǎn)移電阻、韋伯電阻的阻值相差不大，大約為4 Ω，6 Ω，0.25 Ω.鋰離子在SEI膜中的傳輸電阻則有所不同，PHC，a5%PS，b10%PS，c15%PS，d20%PS的SEI膜傳輸電阻分別為33.86 Ω，28.63 Ω，24.53 Ω，23.69 Ω和23.88 Ω.這些差異是由于不同的比表面積引起的.對(duì)照表3可知，比表面積越大，SEI膜傳輸電阻越大.

Z′/Ω

圖8是摻入不同硼酸量硬炭的倍率性能圖，表4列出了摻入不同量硼酸硬炭的電子導(dǎo)電率（σ）、倍率保持率和循環(huán)保持率數(shù)據(jù).由表4可知，隨著硼酸摻入量的增加，硬炭的導(dǎo)電率降低，這與硼酸的導(dǎo)電性能差有關(guān).為了比較不同硼酸量硬炭的倍率性能，選擇具有代表性的PHC，b10%PS的兩個(gè)樣品.PHC在0.05 C，0.2 C，1 C，2 C和5 C時(shí)的可逆比容量分別為332 mAh?g-1，250 mAh?g-1，162 mAh?g-1，122 mAh?g-1，55 mAh?g-1.b10%PS的可逆比容分別為461 mAh?g-1，326 mAh?g-1，222 mAh?g-1，171 mAh?g-1和88 mAh?g-1，各倍率下比容量更高，表3中PHC的1 C/0.2 C，2 C/0.2 C，5 C/0.2 C的保持率分別為64.80%，48.80%和22.00%，b10%PS的保持率分別為67.37%，51.82%和26.82%，兩個(gè)樣品相差不大.經(jīng)過(guò)20次大倍率充放電后，PHC和b10%PS在0.2 C時(shí)的充電比容量分別為245 mAh?g-1，316 mAh?g-1.與初始0.2 C容量的比值分別為98%，97%，其他樣品也相差不大，表明各樣品經(jīng)不同倍率充放電后結(jié)構(gòu)幾乎無(wú)影響.綜上可知，硼酸對(duì)鋰離子電池負(fù)極硬炭材料的倍率性能影響不大，這與圖7中各樣品的電荷轉(zhuǎn)移電阻相近的結(jié)果相符合.這是由于摻入的硼原子的缺電子性和差的導(dǎo)電性、以及硼酸促進(jìn)產(chǎn)生了更多的石墨微晶從而提高了硬炭的有序化、催化小孔合并為大孔、加重電壓滯后現(xiàn)象等各種矛盾因素共同作用的結(jié)果.

循環(huán)次數(shù)

圖9是摻入不同硼酸量硬炭在0.2 C時(shí)的循環(huán)性能曲線.結(jié)合圖9和表4可知，100次循環(huán)后，PHC，a5%PS，b10%PS，c15%PS和d20%PS的可逆比容量分別為198.7 mAh?g-1，237.5 mAh?g-1，261.2 mAh?g-1，237.3 mAh?g-1和215.7 mAh?g-1，相比第一周期的可逆比容量保持率分別為79.38%，80.95%，79.54%，80.48%和76.54%.除了d20%PS的循環(huán)保持率稍低外，其他都相差不大，這可能是由于d20%PS所含硼酸量較多，循環(huán)保持率有所下降，且硬炭負(fù)極材料的比容量衰減都比較大，這一方面主要是硼酸量增多，促使產(chǎn)生更多的石墨微晶，材料有序化程度提高，吸附能變小，脫嵌鋰離子變少，且層間距變小，不利于鋰離子的脫嵌；另一方面是由于硬炭中的結(jié)合氫和微孔中儲(chǔ)存不可逆鋰造成的[17]，如何減少硬炭中的氫和微孔中儲(chǔ)存的不可逆鋰，而提高硬炭的循環(huán)性能，這是后續(xù)研究的重點(diǎn).

3結(jié)論

1） 摻入硼酸后，硬炭結(jié)構(gòu)更加有序，石墨微晶增多、層間距變小、材料灰分增多、振實(shí)密度減小.

2） 隨著硼酸摻入量的增加，硬炭的比表面積、固體電解質(zhì)中間相膜電阻和總孔體積變小、平均孔徑增大、首次不可逆比容量減小、庫(kù)倫效率提高，當(dāng)摻入的硼酸量占硬炭質(zhì)量10%及以上時(shí)，這些性能指標(biāo)幾乎保持不變.

3） 摻入硼酸后，硬炭負(fù)極的工作電壓有所提高，由于硼原子本身的缺電子性，可逆比容量先變大后變小，當(dāng)硼酸占硬炭質(zhì)量的10%時(shí)，可逆比容量最高，達(dá)到461.1 mAh?g-1，電解質(zhì)中間相膜電阻僅為24.53 Ω.

4） 添加硼酸后，硬炭材料的電子電導(dǎo)率逐漸變小，循環(huán)性能稍變差，倍率性能則變化不大.

參考文獻(xiàn)

[1]SUN Y， PU W H， HE X M， et al. Progress in hard carbon anode materials for Liion battery[J]. New Chemical Materials， 2005， 33（11）： 7-10.

[2]YIN G P， GAO Y Z， SHI P F， et al. The effect of boron doping on lithium intercalation performance of borondoped carbon materials[J]. Materials Chemistry and Physics， 2003， 80（1）：94-101.

[3]WU X D， WANG Z X， HUANG X J， et al. Increment of Li storage capacity in B2O3modified hard carbon as anode material for Liion batteries[J]. Journal of the Electrochemical Society， 2004， 151（12）：A2189-A2192.

[4]HERBERT H S， KENSHIN K， HIROSHI N. Nanostructure criteria for lithium intercalation in nondoped anphosphorus-doped hard carbons[J]. Journal of Power Sources， 1997， 68（2）：258-262.

[5]LEE J H， LEE H Y， OH S M， et al. Effect of carbon coating on electrochemical performance of hard carbons as anode materials for lithiumion batteries[J]. Journal of Power Sources， 2007， 166（1）：250-254.

[6]ZHOU P， PAPANEK P， BINDRA C， et al. Electrochemical performance of lithium ion battery， nanosiliconbased， disordered carbon composite anodes with different microstructures[J]. Journal of Power Sources， 2004，125（2）：206-213.

[7]DAHN J R， SLEIGH A K， SHI H， et al. Dependence of the electrochemical intercalation of lithium in carbons on the crystal structure of the carbon[J]. Electrochimica Acta， 1993， 38（9）：1179-1191.

[8]GUO Q， ZHENG Z， GAO H， et al. Observation of a new particle in the search for the standard model higgs boson with the ATLAS detector at the LHC[J].Physics Letter B， 2012，716（1）：1-29.

[9]ENDO M， KIM C， KARAKI T， et al. Anode performance of a Liion battery based on graphitized and Bdoped milled mesophase pitchbased carbon fibers [J]. Carbon， 1999， 37（4）：561-568.

[10]尹鴿平， 周德瑞， 夏保佳， 等. 摻磷炭材料的制備及其嵌鋰行為[J]. 電池， 2000， 30（4）： 147-149.

YIN Geping， ZHOU Derui， XIA Baojia， et al. Preparation of phosphorous doped carbon materials and their embedded lithium behavior[J]. Battery Bimonthly， 2000， 30（4）： 147-149. （In Chinese）

[11]DRESSELHAUS M S， FUNG A W， RAO A M， et al. Raman scattering and electrical conductivity in highly disordered activated carbon fibers[J].Journal of Materials Research，1993，8（3）：489-500.

[12]ZHANG X， HAN S C， FAN C L， et al. Effects of precarbonization on the structure and performance of hard carbon in lithium cells[J]. Journal of Solid State Electrochemistry， 2014， 19（3）： 715-721.

[13]MOCHIDA I， KU C H， KORAI Y. Anodic performance and insertion mechanism of hard carbons prepared from synthetic isotropic pitches[J]. Carbon， 2001， 39（3）：399-410.

[14]BUIEL E R， GEORGE A E， DAHN J R， Model of micropore closure in hard carbon prepared from sucrose[J]. Carbon， 1999， 37（9）：1399-1407.

[15]XUE J S， DAHN J R. Dramatic effect of oxidation on lithium insertion in carbons made from epoxy resins[J]. Journal of the Electrochemical Society， 1995， 142（11）：3668-3677.

第7篇：納米微晶技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】光催化；鉍氧鹵；水熱法；溶劑熱法；改性

前言

光催化技術(shù)由于具有低能耗，操作簡(jiǎn)便而顯出其優(yōu)越性，被廣泛用于能源和環(huán)境科學(xué)中。為了高效地利用太陽(yáng)光，人們已經(jīng)合成了各種不同的半導(dǎo)體光催化材料。研究發(fā)現(xiàn)許多Bi基化合物都具有光催化性能，Bi基化合物中最有代表性的是鹵氧化鉍（BiOX）系列化合物，鹵氧化鉍BiOX作為一種新型光催化劑[1],具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和合適的禁帶寬度,從而顯示出其優(yōu)異的光催化性能。BiOCl、BiOBr和BiOI的禁帶寬度分別為3.22 eV, 2.64 eV和1.77 eV，因此BiOCl在紫外光下響應(yīng)，而B(niǎo)iOBr和BiOI在可見(jiàn)光下響應(yīng)。下面我們將對(duì)BiOX的制備、改性以及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.制備方法

制備微納米鹵氧化鉍的方法主要有水熱法、溶劑熱法、高壓噴濺沉積法、微乳液法、超聲法、化學(xué)氣相法、溶膠凝膠法。其中，水熱法和溶劑熱法是文獻(xiàn)中常見(jiàn)的BiOX化合物合成方法。

王云燕[2]等用硝酸鉍轉(zhuǎn)化水解法制了BiOCl粉末，得到的顆粒大小一般在幾百個(gè)納米到幾個(gè)微米之間。Xia[3]等以乙二醇為助劑，在離子液體存在的環(huán)境下，溶劑熱法合成了空心球狀BiOI。Zhang[4]等用微波輔助溶劑熱法合成微球狀BiOBr。J. Henle等[5]用反相微乳法合成BiOX(X=C1，Br，I)納米粒，Wang[6]等用靜電紡絲技術(shù)制備出BiOCl和Bi2O3納米纖維，Lei等[7]用聲化學(xué)合成BiOCI二維納米盤(pán)和三維層狀結(jié)構(gòu)，Peng等[8]用低溫化學(xué)氣相法合成單晶BiOCl納米結(jié)構(gòu)。

2.改性方法

為進(jìn)一步提高BiOX的催化性能，大量的研究實(shí)驗(yàn)圍繞著對(duì)其進(jìn)行改性展開(kāi)。

通過(guò)添加表面活性劑，在有機(jī)溶劑體系中反應(yīng)，可以得到不同形貌的催化劑。Xiong[9]等用乙二醇和二甘醇制備了方形的BiOCl納米片。Kun Zhang[10]等采用檸檬酸誘導(dǎo)合成了BiOCl超微晶，其形態(tài)從單晶到多晶都有，并且具有鳥(niǎo)巢的形態(tài)和凹形的結(jié)構(gòu)。張禮知[11]通過(guò)晶面控制制備了BiOCl光催化劑，主要暴露了{(lán)001}和{010}晶面，在紫外光照下降解MO，{001}晶面明顯優(yōu)于{010}，而在可見(jiàn)光下，{001}反而不如{010}。

貴金屬沉積主要是把Ag，Au，Pt等沉積在催化劑表面，利用貴金屬的等離子共振效應(yīng)，提高催化性能。Zhu[12]等把Ag沉積到BiOI表面制成了Ag/BiOI催化劑，在可見(jiàn)光下，Ag/BiOI光催化殺滅大腸桿菌和去除重金屬離子Cr比單一的BiOI活性高。Dong[13]等制備了花層狀中孔BiOI/BiOCl復(fù)合催化劑，該催化劑能夠降解室內(nèi)有害有毒氣體NO。Zhang[14]等合成了WO3/BiOCl異質(zhì)結(jié)，其在可見(jiàn)光下，降解羅丹明B的性能比單一的BiOCl、WO3都要好。Su[15]等把BiOI和多壁碳納米管(MWCNT)復(fù)合，明顯改善了BiOI的催化性能。

3.光催化應(yīng)用進(jìn)展

目前為止，BiOX及改性BiOX半導(dǎo)體材料主要用于有機(jī)污染物、有害氣體、重金屬離子及細(xì)菌光催化降解，光解水以及太陽(yáng)能電池等。Li[41]等制得的BiOCl/BiOI異質(zhì)結(jié)，可見(jiàn)光下有效地降解甲基橙和羅丹明B染料；Zhu[36]等制成的Ag/BiOI催化劑可見(jiàn)光下殺滅大腸桿菌和去除重金屬離子Cr；Dong[38]等制備的BiOI/BiOCl復(fù)合物，降解室內(nèi)有害有毒氣體NO。

致謝：

本論文得到中國(guó)博士后自然基金（20110491387）和江蘇省高校自然基金（16211101）資助，特此致謝！

參考文獻(xiàn)：

[1] AN.Huizhong,DuYi,Wang Tianmin,et al. Rare Metals. 2008, 27( 3), 6.

[2] 王云燕, 彭文杰, 柴立元等.湖南冶金, 2003, 31(3)：20-23.

[3] Jiexiang Xia, Sheng Yin, Huaming Li, et al. Langmuir 2011, 27(3), 1200-1206.

[4] Lei Zhang, XiaoFeng Cao, XueTai Chen, et al. Journal of Colloid and Interface Science .354, 2011, 630-636.

[5] Henle J, Simon P, Frenzel A, et a1. Chem Mater, 2007, 19, 366-373．

[6] Wang changhua , shao changlu, et al . Scripta Materialia. 59 (2008). 332-335.

[7] Lei Yong-qian, Wang Guan hua, Song Shuyan, et a1. Cryst Eng Comm, 2009, 11, 1857-1862.

[8] Hallin Peng, Candace K Chan, Stefan Meister, et a1. Chem Mater, 2009, 21: 247-252.

[9] Jinyan Xiong, Gang Cheng, Guangfang Li,et al. RSC Adv. 2011, 1, 1542-1553

[10] Kun Zhang, Jie Liang , Shan Wang. Cryst. Growth Des. 2012, 12 (2), 793-803.

[11] Jing Jiang, Kun Zhao, Xiaoyi Xiao,et al. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4473-4476.

[12] Linfei Zhu, Chun He, Yanling Huang, et al. Separation and Purification Technology, 91(3) 2012, 59-66.

[13] Fan Dong, Yanjuan Sun,Min Fu, Zhongbiao Wu, S.C.Lee. Journal of Hazardous Materials 219-220 (2012) 26-34.

第8篇：納米微晶技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：光學(xué)制造；制造公差；幾何量；計(jì)量

中圖分類號(hào)： O43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

隨著更小、更快、更高度集成的光學(xué)和電子設(shè)備的需求日益增加，存在許多具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，在制造光學(xué)零件，例如，大尺寸，高數(shù)值孔徑，大型非球面零件，對(duì)表面粗糙度、表面結(jié)構(gòu)等要嚴(yán)格控制制造公差。三維測(cè)量不僅保證了光學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量，也為制造過(guò)程的監(jiān)測(cè)/控制提供了保障，是一項(xiàng)實(shí)用的技術(shù)。

1、微/納米結(jié)構(gòu)的三維測(cè)量

有多種技術(shù)可用于測(cè)量微/納米結(jié)構(gòu)，包括成像方法和非成象方法。每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)一方面，但也有缺點(diǎn)在另一方面。光學(xué)顯微鏡作為最經(jīng)典的方法，具有快速和容易使用的特點(diǎn)。其中有些是可以執(zhí)行具有高垂直分辨率的三維測(cè)量。然而，由于光的衍射性質(zhì)，光學(xué)顯微鏡的橫向分辨率也是有限的。使用高孔徑物鏡和光源更短的波長(zhǎng)是一種有效的方式，以提高其橫向分辨率。掃描電子顯微鏡具有很高的分辨率，在下降到1.5時(shí)，使用的電子能量小于1千電子伏。但是，它必須在真空中進(jìn)行，也缺乏三維測(cè)量能力，有時(shí)還具有破壞性。電子光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)由低電壓的掃描電子顯微鏡中一個(gè)大的真空室和一個(gè)300毫米x-y定位階段控制的真空激光干涉建立起來(lái)的，早在1998年就已經(jīng)出現(xiàn)。散射測(cè)量能夠快速用于直接測(cè)量，但是，它需要先進(jìn)的數(shù)學(xué)建模工具和數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)，以解決其存在的問(wèn)題，其中的幾何形狀的三維結(jié)構(gòu)是必備的知識(shí)。系統(tǒng)的概念是可變的和通用的，所以，可以執(zhí)行許多不同類型的測(cè)量，例如，經(jīng)典的散射儀，橢偏散射儀等。掃描探針顯微鏡技術(shù)允許直接測(cè)量三維形狀的納米結(jié)構(gòu)，既具有高的橫向和垂直分辨率，也不具有非破壞性。

1.1計(jì)量大范圍顯微鏡

SPM通常有一個(gè)小的掃描范圍內(nèi)，一般為幾十微米。這一方面極大地限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。為了延長(zhǎng)測(cè)量量，以及提高校準(zhǔn)能力，計(jì)量大范圍原子力顯微鏡的出現(xiàn)使測(cè)量體積達(dá)到25mm×25mm×5mm。將待測(cè)量的樣品沿z軸方向放置在2μm的z壓電階段。z壓電階段的延伸是由嵌入的電容式傳感器具有亞納米分辨率進(jìn)行測(cè)量的。機(jī)械地安裝在一個(gè)三維（3D）機(jī)械定位階段的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的z壓電階段，簡(jiǎn)稱為納米測(cè)量機(jī)。NMM的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括三個(gè)高精度的彼此正交的平面鏡和一個(gè)反射鏡角。三個(gè)嵌入式零差干涉儀是用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置相計(jì)量幀的，分辨率為0.08 nm。自制一種新的原子力顯微鏡頭，被機(jī)械的固定在微晶玻璃柱上。三個(gè)干涉儀的測(cè)量光束的交點(diǎn)處位于懸臂尖端位置。在這種方式，測(cè)量原理得到滿足。在NMM的z壓電階段的詳細(xì)描述中也介紹了其他方面。

1.2層厚度的測(cè)量

涂層是一個(gè)重要的光學(xué)部件的制造過(guò)程。光層的厚度和均勻性，需要精確地測(cè)量/控制中。有多種技術(shù)可用于層厚度的測(cè)量，包括光學(xué)顯微鏡，反射計(jì)和橢圓儀。其中，橢偏儀的主要應(yīng)用的方法之一是能夠表征薄膜厚度的單層或復(fù)雜的多層。它可以實(shí)現(xiàn)極高的測(cè)量穩(wěn)定性。然而，它的測(cè)量不確定度大，對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，因此該儀器的校準(zhǔn)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

1.3側(cè)壁結(jié)構(gòu)的測(cè)量

光學(xué)結(jié)構(gòu)的側(cè)壁特性，可能會(huì)影響光學(xué)部件的性能。例如，在光波導(dǎo)和菲涅爾透鏡，大型側(cè)壁的粗糙度將導(dǎo)致高光散射造成的損失。側(cè)壁結(jié)構(gòu)的測(cè)量是比較困難的。盡管目前由多種顯微技術(shù)弧測(cè)量微納米結(jié)構(gòu)，但是幾乎所有的技術(shù)在側(cè)壁測(cè)量時(shí)都會(huì)遇到問(wèn)題。如圖1示例，原子力顯微鏡（AFM）和觸針的探針通常有一個(gè)尖與錐體或圓錐形狀，在圖1（a）中，觸針永遠(yuǎn)不會(huì)靠近側(cè)壁。在光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡下，圖7（b）中由于在側(cè)壁或側(cè)壁之間存在多重反射的反射差導(dǎo)致測(cè)量比較困難。在以往，通常采用破壞性切割來(lái)測(cè)量結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。

（a）原子顯微鏡和輪廓儀（b）光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡

圖1 傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在測(cè)量側(cè)壁中的遇到的問(wèn)題

1.4未來(lái)納米結(jié)構(gòu)的三維測(cè)量

雖然大多數(shù)原子力顯微鏡結(jié)構(gòu)提供完美的3D視圖，但它們不是真正的3D測(cè)量?jī)x器，這是由多種因素引起的。首先，幾乎所有的原子力顯微鏡探針具有圓錐形或錐體形狀，具有陡峭的側(cè)壁，這是不能夠測(cè)量三維形狀的結(jié)構(gòu)，如圖1（a）所示。其次，正常的原子力顯微鏡適用于沿z軸的伺服回路保持的前端樣品相互作用常數(shù)。在測(cè)量時(shí)可能會(huì)遇到困難，例如，垂直結(jié)構(gòu)。第三，正常的原子力顯微鏡測(cè)量表面像素平等的橫向距離。

2、形狀計(jì)量

光學(xué)部件的形狀誤差的對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的性能有著顯著的影響作用。由于對(duì)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)性能要求非常高，也使得光學(xué)部件的幾何量計(jì)量變得越來(lái)越有難度。例如，在先進(jìn)的光刻機(jī)或同步反射鏡透鏡的制造中，制造公差變低，甚至下降到納米級(jí)。在這些光學(xué)制造過(guò)程中，越來(lái)越多的是減少光學(xué)像差和減少光學(xué)元件的數(shù)量，而不是球面透鏡的非球面鏡片強(qiáng)度。

在多種可計(jì)量形式中，光學(xué)干涉是最常用的計(jì)量方法之一。在它的配置中，從測(cè)量表面反射的波陣面與從參考反射鏡反射的波陣面進(jìn)行干涉。波陣面的差異也就是參考和測(cè)量表面的形式之間的差異，通過(guò)內(nèi)插的干涉條紋可確定。邁克爾遜干涉儀或菲佐型強(qiáng)麥都比較適用。光學(xué)干涉有諸多的優(yōu)點(diǎn)，如可以結(jié)合而為城鄉(xiāng)對(duì)測(cè)量速度進(jìn)行提高，不確定性低，操作簡(jiǎn)單等。采用2D光學(xué)干涉測(cè)量非球面結(jié)構(gòu)時(shí)，如直接采用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖的剖面是，是一種廣泛使用的儀器，用于測(cè)量光學(xué)零件的輪廓和形式。許多不同種類的傳感器，包括非接觸式光學(xué)傳感器和手寫(xiě)筆傳感器與干涉輪廓儀相比更加靈活，能夠適用與不同形式的測(cè)量。

3、結(jié)束語(yǔ)

三維測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不僅保證了光學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量，也為相關(guān)制造過(guò)程提供的監(jiān)測(cè)/控制依據(jù)。本文介紹了一些三維測(cè)量的研究，以支持光學(xué)制造。計(jì)量大范圍原子力顯微鏡，真正的3D原子力顯微鏡適用于多功能三維測(cè)量微/納米結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1]曹利波.談?wù)劵鶞?zhǔn)面的選擇在幾何量計(jì)量中的重要作用[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2009(11).

第9篇：納米微晶技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：紡織服裝領(lǐng)域；納米技術(shù)；應(yīng)用與安全性

中圖分類號(hào)：TB114 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè)主要是利用物理方面獨(dú)特的特性，通過(guò)加工處理對(duì)原有纖維物的性能做改變與調(diào)整，并使其產(chǎn)生新的功效。改變的內(nèi)容包括了外觀，使用時(shí)的舒適度，自身對(duì)于污物的清理、醫(yī)療保健功能等。

一、紡織品服裝創(chuàng)新開(kāi)發(fā)中納米技術(shù)的作用

（一）纖維素的功能性處理

將棉纖維自身所具有的空隙看作是納米的反應(yīng)器，通過(guò)合適的溶劑使空隙得到充分膨化。之后在受限空間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。在空隙內(nèi)植入金屬微粒。采用的是類似于納米微粒生產(chǎn)的方法。比如將銀粒子在纖維上還原，以金屬銀的納米顆粒形式存在，沉淀在纖維空間內(nèi)。之后將其固定在空間內(nèi)部，該過(guò)程利用的是纖維遇堿產(chǎn)生的不可逆膨脹特性。制成的功能性纖維有抗菌，防臭等功能。

（二）著色因子植入

某些合成纖維存在染色困難現(xiàn)象，會(huì)影響到某些服裝面料使用，如聚丙烯。某些纖維在著色過(guò)程中則必須要用到載體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，工藝在發(fā)展過(guò)程中必然面臨著淘汰。但是納米技術(shù)則可以解決這個(gè)問(wèn)題。在纖維合成過(guò)程中添加納米材料，添加材料可以與纖維發(fā)生一定反應(yīng)。通過(guò)增加纖維的染色位置來(lái)對(duì)其染色性能改變。

（三）抗菌，防臭纖維的制造

納米材料的特征在于占有較大比例的原子所處在環(huán)境都存在缺陷性。表面原子周圍缺少原子，顆粒出現(xiàn)了大量的剩余懸鍵，從而具有了不飽和性質(zhì)。該性質(zhì)則決定了納米材料的特殊性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，納米級(jí)別的ZnO粉體表面存在一定的鋅氧比。微晶表面存在空穴或者是缺陷。微粒在表面由于氧缺陷生成鋅離子。由于氧負(fù)離子空位形成的電穴可以將空氣中的氧激活變?yōu)榛钚匝?。該物質(zhì)的化學(xué)活性極強(qiáng)，可以與多種有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而殺死細(xì)菌與病毒。將納米級(jí)別的ZnO粉摻入聚酯纖維之中，制造的合成纖維有殺菌，殺毒的作用，同時(shí)也能夠屏蔽紫外線。該種面料可以應(yīng)用于手術(shù)服等醫(yī)務(wù)工作人員服裝，也可以作為內(nèi)衣，外裝等用料。

（四）纖維綜合力學(xué)性能的提升

綜合力學(xué)性能的提升主要是利用了納米復(fù)合技術(shù)。比如利用原位插層聚合法。該方法完全區(qū)別于傳統(tǒng)方法，利用該方法將單體滲入黏土片層活性中心反應(yīng)器中，進(jìn)行原位聚合。反應(yīng)器是納米級(jí)的，而原位聚合是定量的。從而實(shí)現(xiàn)納米相自組裝排列與分散，從而實(shí)現(xiàn)納米級(jí)別水平材料設(shè)計(jì)。

（五）自清潔納米材料應(yīng)用于紡織材料

在紫外線的作用下，氧化鈦以納米微粒在形式存在，會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)。在陽(yáng)光作用下可以將微粒表面的污物進(jìn)行分解。自清潔材料正是利用了該效應(yīng)。將氧化鈦微粒涂于材料上可以形成特殊的界面。而材料表面呈現(xiàn)出的雙疏性則會(huì)強(qiáng)于一般情況。由此研發(fā)新的界面材料。其基本原理在于將納米級(jí)別的幾何形狀界面結(jié)構(gòu)建立在特定的表面上。從宏觀上來(lái)看相當(dāng)于材料的表面有一層氣體薄膜、油、水等污物無(wú)法直接與材料接觸。將其應(yīng)用于汽車行業(yè)，在下雨時(shí)就不需要刮水器。應(yīng)用于眼鏡行業(yè)，就不會(huì)因?yàn)闇囟茸兓R片形成水膜。經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理的紡織面料在拒水與拒油方面表現(xiàn)出的性能卓越。而纖維自身的某些性能如強(qiáng)度，親和力不會(huì)產(chǎn)生影響。同時(shí)也能增加特殊的效果，如殺菌。

（六）碳納米纖維管

碳納米管在力學(xué)性能方面表現(xiàn)良好，實(shí)驗(yàn)與理論都已經(jīng)證明，納米管的剪切與楊氏模量和金剛石是相當(dāng)?shù)?。與鋼相比，強(qiáng)度大而密度小。在柔性、延伸率、彎曲性、彈性、耐高溫、不燃等方面都表面出了良好的性能。

（七）納米光敏微米應(yīng)用于紡織面料

納米光敏對(duì)于可見(jiàn)光較為敏感，依據(jù)其波長(zhǎng)的不同及對(duì)可見(jiàn)光的敏感程度可以對(duì)自身色彩進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而與周圍環(huán)境更好的融合在一起，形成保護(hù)色。將該種性能用于紡織，服裝就有了隱形功能。

二、納米技術(shù)與紡織材料的結(jié)合方式

（一）涂布法

該方法是將含有納米粒子的材料與織物表面相結(jié)合，從而形成納米織物。如將面料的表層涂上與納米粒子混合的高分子薄膜。當(dāng)納米薄膜與其他的面料復(fù)合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的凹凸。在水存在的情況下，細(xì)微的凹凸會(huì)使其他物質(zhì)及灰塵離開(kāi)涂層的表面，從而將其潔凈。利用此種面料制作的服裝，在清洗的時(shí)候無(wú)需要進(jìn)行搓洗，只需要適量的噴水并進(jìn)行擦拭，衣服就會(huì)恢復(fù)潔凈。

（二）混裹法

該方法是將含納米粒子材料或者是納米粒子與其他的纖維進(jìn)行混合，形成納米纖維。如將其應(yīng)用于消防服，可以有效地減輕消防服的重量并且能夠有效地抑制烈火灼燒。通過(guò)分散粒子將碳系粒子均勻地分布于碳系纖維之中，其升熱擴(kuò)散功能會(huì)有效的提升，由于具備了更好的熱傳導(dǎo)效率，面料的耐熱與隔熱性能都能夠有效提升。而自身重量也會(huì)相應(yīng)減輕，衣物舒適性也會(huì)大幅增加。

（三）包覆法

此方法是將納米粒子植入纖維中，或者將纖維的外部用含有納米粒子物質(zhì)進(jìn)行包覆，從而形成具有納米特性的紡織材料?？茖W(xué)家研究已經(jīng)證實(shí)了可以利用人體活動(dòng)提供從能量，以作為納米發(fā)電機(jī)的能量來(lái)源。通過(guò)納米技術(shù)將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以產(chǎn)生電流。

三、納米紡織品服裝的安全性問(wèn)題分析

技術(shù)是一把雙刃劍，納米技術(shù)與納米材料的應(yīng)用給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)某些安全方面的問(wèn)題。而最主要的是對(duì)人體健康造成的危害。工業(yè)與商業(yè)化過(guò)程中使用到的納米顆粒有一定的毒性，使用該材料制造的產(chǎn)品在對(duì)環(huán)境造成影響的同時(shí)，更重要的是對(duì)人體健康造成了危害。比如碳納米管會(huì)導(dǎo)致胃癌與肺癌。納米銀則會(huì)將人體過(guò)敏的概率大幅度提升。

納米之所以有巨大的優(yōu)勢(shì)就在于其具有較小的體積，但是從另一方面而言，對(duì)人體危害最大的也正是這一特性。細(xì)小的納米粒子通過(guò)呼吸作用進(jìn)入人的身體，也可以由人體皮膚進(jìn)入，到達(dá)內(nèi)部器官。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顆粒直徑在100納米時(shí)，穿透肺部防線的時(shí)間不到一分鐘。出現(xiàn)在其他的器官的時(shí)間不會(huì)超過(guò)一個(gè)小時(shí)。在時(shí)間的作用下，人體內(nèi)顆粒會(huì)過(guò)度積累，影響到身體健康甚至是威脅到生命。如肺部炎癥，DNA損傷，內(nèi)臟組織病變，胎兒發(fā)育異常等。與蛋白質(zhì)、細(xì)菌等相互作用則可能會(huì)帶來(lái)一些新的疾病。比如在醫(yī)學(xué)界已經(jīng)有了納米病理學(xué)學(xué)科。

鑒于納米技術(shù)存在的問(wèn)題較多，因此在某些領(lǐng)域使用時(shí)要慎重。比如在某些年齡段，衣物在生產(chǎn)過(guò)程中要對(duì)含有納米粒子的材料進(jìn)行處理，降低納米粒子進(jìn)入到人體的概率?；蛘呤鞘褂酶冗M(jìn)的方法所生產(chǎn)的材料。除了從年齡方面來(lái)考慮以外，還要從與人體接觸面積方面來(lái)考慮。某些物品與人體的接觸面積較大，關(guān)系也比較密切，這一類主要是貼身衣物，如內(nèi)衣，浴衣，睡衣，還有床單，毛巾，浴巾等。此類物品要通過(guò)一定的技術(shù)手段將其對(duì)人體有害的部分M行規(guī)避。在生產(chǎn)上則可能地減少成品材料中含有的對(duì)人體的有害物質(zhì)，從源頭上保證產(chǎn)品的安全。

技術(shù)可以為人們帶來(lái)便利，關(guān)鍵就在于如何利用。對(duì)于行業(yè)而言，就應(yīng)該有行業(yè)規(guī)范，納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè)，相應(yīng)地也應(yīng)該有規(guī)范為人體健康提供保證。除過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，政府要從宏觀角度來(lái)把握，制定嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為了確保標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施過(guò)程中的有效性，可以將其上升到法律法規(guī)層面，形成一種強(qiáng)制性約束。管理工作人員在工作過(guò)程中要嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定行事，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的監(jiān)督，從多個(gè)方面來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量及安全。

結(jié)語(yǔ)

技術(shù)推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，給人們的生活帶來(lái)了便利，但是在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)存在不好的一面，不應(yīng)該被忽視。納米技術(shù)應(yīng)用于紡織行業(yè)的前提是，技術(shù)不會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)影響。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)就要從多個(gè)方面入手，從管理、制度、標(biāo)準(zhǔn)、法律等多方面形成合力，從而讓技術(shù)真正地為人類服務(wù)。

參考文獻(xiàn)