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以NH4HCO3为造孔剂,采用粉末冶金烧结工艺制备出多孔钴基生物材料.并借助XRD、金相显微镜、扫描电镜和力学试验机对多孔钴的微观结构、形貌和性能进行了检测与分析.结果表明,多孔钴的孔隙特征受到NH4HCO3造孔剂粒度、形貌、含量和烧结温度的影响.在850℃烧结温度下,添加19％(质量分数)、270～380 μm的NH4HCO3造孔剂,制备出的多孔钴性能最优,其相组成为单一的α-Co相,孔隙率为64.3％,密度3.18 g/cm3,孔径尺寸300～400 μm,弹性模量为1.17 GPa,抗压强度60.9 MPa,与人体松质骨力学性能相匹配.

关键词: 多孔钴 , 造孔剂 , 孔隙特征 , 生物材料

ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀性能及烧蚀机制

吴皇 , 易茂中 , 周文艳 , 庞伟林 , 冉丽萍

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160422.001

为了提高炭/炭(C/C)复合材料的耐烧蚀性能,以孔隙率为38%的C/C复合材料为坯体,Zr-Cu混合粉末为熔渗剂,采用反应熔渗法制备了ZrC-Cu-C/C复合材料。通过氧-乙炔焰烧蚀实验,研究了熔渗剂成分对复合材料高温耐烧蚀性能的影响。利用 XRD、SEM和 EDS对烧蚀前后 ZrC-Cu-C/C 复合材料的相组成和微观结构进行了分析。结果表明：ZrC-Cu-C/C复合材料烧蚀前主要存在C、ZrC和Cu相,有微量Zr残余；烧蚀20 s后表面主要存在炭基体、ZrO2、CuO、Cu2 O及残余的ZrC和Cu。随熔渗剂中Zr含量增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈现先减小后增大的趋势,以60% Zr-Cu(质量分数)为熔渗剂制备的 ZrC-Cu-C/C复合材料的抗烧蚀性能最佳,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0018 mm·s-1和0.0013 g·s-1。ZrC-Cu-C/C复合材料的烧蚀机制为以C的升华、ZrO2的熔化及Cu的蒸发和汽化为主的热物理烧蚀、ZrC和C氧化的热化学烧蚀以及高压热流冲刷引起的机械剥蚀的综合作用。

关键词: 锆铜混合粉末 , 反应熔渗法 , ZrC-Cu-C/C复合材料 , 烧蚀性能 , 烧蚀机制

皇竹草生物炭的结构特征及对重金属吸附作用机制

黄柱坚 , 朱子骜 , 吴学深 , 赖晓琳 , 王皮毓 , 胡新将 , 崔理华

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.04.2015110701

本研究以皇竹草秸秆为生物质原料,在不同温度(400-700℃)下利用限氧热解法烧制一系列秸秆生物炭.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对所得生物炭样品进行分析,结果表明,500℃可使皇竹草秸秆生物炭充分热解,所得的生物炭晶体构成主要由半晶体结构涡轮层碳和一些矿物晶体组成,表面含有芳香类化合物、不饱和的醚类物质、无定形碳和C-C、C-O、C-OH等官能团.吸附实验表明,不同热解温度的皇竹草秸秆生物炭对混合重金属(Cr(Ⅵ)、Cu2+、Cd2+)的吸附效果差异显著.在EDTA共存的条件下,皇竹草秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量远高于Cu2+、Cd2+,其中500℃下热解得到的生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量达1.525 mg·g-1,而对Cu2+和Cd2+的吸附量约在0.05-0.15 mg· g-1.pH影响实验表明,在酸性条件(pH 1-4)下有利于Cr(Ⅵ)的吸附,其吸附量最高可达1.836 mg·g-1,在碱性条件(pH 9-13)下有利用于Cu2+的去除,其吸附量最高可达0.836 mg· g-1.Cu2+和Cd2+在生物炭的吸附作用主要发生在C-C/C-H、C-O/C-OH等官能团上,重金属与生物炭中C-O官能团中的氧原子可能存在配位作用.

关键词: 皇竹草 , 秸秆生物炭 , 重金属 , 吸附