孟骁然
,
平云霞
,
常永伟
,
魏星
,
俞文杰
,
薛忠营
,
狄增峰
,
张苗
,
张波
功能材料与器件学报
本文详细研究了高锡含量锗锡合金(Ge0.92Sn0.08)与镍在退火条件下的反应.通过表层电阻测试、原子力显微镜和透射电镜等表征手段,我们分别研究了镍锗锡材料在300℃、400℃、500℃温度下退火后的表面和界面形貌.研究表明:与镍和锗反应相比,镍和锗锡材料反应生成的镍锗锡薄膜热稳定性变差,退火温度400℃后镍锗锡薄膜表层电阻就迅速增加,样品表面变得不连续,团聚为平均长度200nm左右的岛状晶粒,样品表面和界面与电学性质都遭到了破坏.
关键词:
锗锡合金
,
镍
,
热稳定性
李昌志
,
蔡海乐
,
张波
,
李为臻
,
裴广贤
,
代弢
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60927-5
在众多生物基化合物中,2,5-二甲基呋喃(DMF)是一种有实用前景的可再生液体生物质燃料,也是一种具有重要价值的化学品,可作为生产对苯二甲酸的原料.2,5-二甲基四氢呋喃(DMTF)是DMF进一步加氢产物,该化合物比DMF更稳定,适合长期保存；由于具有更高的氢碳比,用作生物燃料燃烧时能够释放更多能量.研究生物质资源制备DMF和DMTF对可再生资源制备液体燃料和化学品具有重要意义.从生物质多糖出发制备这两类化合物,中间经历了水解、脱水、加氢、加氢脱氧等多个反应步骤,每一步反应都十分复杂,包含许多副反应途径.此外,由于每一步反应条件的不兼容性,大多数研究集中在分步反应阶段,鲜有文献能够实现从碳水化合物原料直接转化为DMF和DMTF.发展由生物质一锅法多步耦合转化技术制备化学品和燃料,不仅具有科学意义,而且可大大简化反应过程,避免中间产物分离和损失,节省资源和时间,历来受到化学家和工业界的关注.本文利用离子液体对Ru/C催化剂电子性质的修饰作用以及溶剂效应的影响,设计了离子液体/THF双相体系中果糖直接催化转化制备2,5-二甲基呋喃(DMF)和2,5-二甲基四氢呋喃(DMTF)的新路线.该转化过程耦合了果糖脱水制HMF、HMF加氢及加氢脱氧生成DMF和DMTF等多步反应.通常在HMF加氢转化过程中, Ru/C催化剂的高活性易导致HMF深度加氢生成大量开环产物及气体,我们借助离子液体与有机溶剂的不同溶解性,筛选出[BMIm]Cl/THF双相溶剂体系,使极性HMF在离子液体层反应,生成弱极性的DMF和DMTF能及时被THF萃取出来,有效稳定了目标产物.其次,果糖转化为HMF会产生少量水,通常水的存在易导致HMF发生水合等副反应,对下一步的加氢转化是不利因素；然而在本催化体系中,由于[BMIm]Cl能与水以较强的氢键结合形成水合物,对水分子起到了束缚作用,减少了HMF发生水解、水合等副反应的机会.另一方面,离子液体粘度较大,微量水的存在能降低离子液体层粘度,改善传质,从而提高反应速率.在HMF加氢处理过程中,离子液体对DMF和DMTF的生成起了决定作用.当反应体系中不添加离子液体,以THF为溶剂,反应结束后未检测到DMF生成, DMTF的收率仅为2%,但HMF已经完全转化.取气体样品进行GC分析,发现有部分气相产物生成,包括CO2、CH4和C2H6等.液体混合物进行GC-MS检测,发现产物主要包括DHMTF、5-甲基四氢糠醇(MTFA)、四氢糠醇(TFA)、1,2-戊二醇、DMTF、2-己醇和少量戊醇,产物中所有呋喃环结构的双键都发生加氢反应.以上结果表明,没有离子液体的THF中, Ru/C催化的HMF涉氢反应平衡已发生改变.当反应体系中添加0.2 g离子液体[BMIm]Cl进行HMF的加氢时,此时开始有DMF生成,随着[BMIm]Cl量依次增加, DMF以及DMTF的收率也呈上升趋势.1.0 g离子液体获得两种产物最高收率为68%.然而,如果进一步增加[BMIm]Cl的量到2.0 g,呋喃基液体燃料DMF和DMTF的收率却开始下降.综合以上实验结果,我们认为适量的[BMIm]Cl存在有可能会对催化剂物理化学性质造成影响,从而对产物的选择性起了决定性作用.通过对催化剂进行元素分析、XPS、H2-TPR表征以及一系列对比实验证明,离子液体不仅促进果糖脱水转化为HMF,同时在HMF选择性加氢反应中可修饰活性金属电子性质,改变催化路径,是多步串联反应能够耦合的关键因素.在[BMIm]Cl/THF双相溶剂体系中,离子液体的“溶剂笼效应”促进DMF和DMTF高效生成, THF的萃取功能对目标产物的稳定起了关键作用.以上对催化剂和溶剂的合理设计共同促进高产率呋喃基燃料的获得.该研究实现由六碳糖直接选择转化获取DMF和DMTF,为生物质高效催化转化制备生物基能源化学品提供了新思路.
关键词:
生物质
,
离子液体
,
2,5-二甲基呋喃
,
2,5-二甲基四氢呋喃
,
5-羟甲基糠醛
,
果糖
,
生物燃料
张波
,
陈静
,
魏星
,
武爱民
,
薛忠营
,
罗杰馨
,
王曦
,
张苗
功能材料
采用MOCVD系统,在图形化的绝缘体上硅(SOI:silicon-on-insulator)衬底上侧向外延生长了GaN薄膜.利用SEM、TEM和Raman光谱对生长的GaN薄膜的质量进行了分析研究.研究发现,在GaN的侧向外延生长区域,侧向生长的GaN能够完全合并,GaN薄膜内的残余应力减小,穿透位错密度大幅度降低.
关键词:
氮化镓
,
绝缘体上硅
,
侧向外延
文娇
,
刘畅
,
俞文杰
,
张波
,
薛忠营
,
狄增峰
,
闵嘉华
功能材料与器件学报
利用高分辨率X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱(Raman spectrum)研究了由扩散引起Si/SiGe/Si异质结中Si/SiGe异质界面互混的现象.结果表明:应变弛豫前Si/SiGe异质界面互混程度随热载荷的增加而增强;Si/SiGe异质界面的硼(B)浓度梯度抑制了界面互扩散.总之,Si/SiGe互扩散作用越强诱发Si/SiGe异质界面越粗糙,从而导致器件性能恶化.
关键词:
Si/SiGe互扩散
,
热载荷
,
硼浓度梯度
马国峰
,
贺春林
,
李正坤
,
张波
,
李宏
,
张海峰
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00643
采用座滴法研究了在真空条件下,Al或Ti对Cu50Zr50非晶合金与W基片之间的润湿行为和界面结合状态的影响.借助SEM和XRD分析了添加Al或Ti对Cu50Zr50非晶合金/W界面微观结构和界面结合机制的影响.结果表明:Al或Ti的添加有利于降低Cu50Zr50非晶合金熔体的表面张力,从而改善了其与W之间的润湿性；在实验范围内,Cu50Zr50非晶合金/w界面附近有新相ZrW2生成,添加Al或Ti对Cu50Zr50非晶合金/W界面微观结构的影响不同,Al的添加促进了界面反应的进行,随着Al的添加量增加,界面反应产物ZrW2相在界面处形成的连续反应层减小,而在熔体中富Al且贫Cu的相中析出的量增大.Ti的添加抑制了界面反应的进行,随着Ti的添加量增加,界面反应物ZrW2逐渐消失,进而使界面结合机制由最初的溶解扩散和界面反应型混合机制转变为单独的溶解扩散型.
关键词:
Cu50Zr50非晶合金
,
W基片
,
Al
,
Ti
,
润湿性
刘丁铭
,
张波
,
王杰
,
王爱民
,
王沿东
,
张海峰
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00310
在-100～200℃范围内不同应变速率(10-4,10-3和10-2s-1)下利用准静态拉伸和压缩实验研究了温度对Zr-45Ti-5Al-3V合金力学性能的影响.结果表明,在拉伸条件下,Zr-45Ti-5Al-3V合金具有较高的屈服强度和抗拉强度,室温时其屈服强度超过1355 MPa,但延伸率较小.随着温度的升高,合金的屈服强度和抗拉强度均下降,而塑性变形量则上升.在压缩条件下,温度对屈服强度的影响与拉伸时一致,而塑性变形量和断裂强度均在室温时最高,其他温度下变化规律与拉伸时一致.应变速率对合金的力学性能影响不大.
关键词:
Zr-45Ti-5Al-3V合金
,
力学性能
,
温度
,
应变速率
张波
,
胡宾生
,
贵永亮
,
刘晓光
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.021.010
近年来,随着干法除尘技术在高炉除尘系统的广泛应用,高炉干法除尘后煤气中氯离子的危害已经成为钢铁行业无法回避的问题.论述了高炉煤气中氯离子危害的种类以及其形成机理,概括了目前高炉煤气中氯离子危害的应对措施,对高炉干法除尘后煤气中氯离子危害的研究进行了展望,为今后研究高炉干法除尘后煤气中氯离子危害的研究工作提供依据.
关键词:
干法除尘技术
,
氯离子腐蚀
,
阻垢技术
,
脱氯剂
席光
,
张波
,
梁凤
,
姜华
工程热物理学报
本文研究了两种实际气体多变功的直接积分数值求解模型,并编制了相应的计算程序.通过与平均过程指数法求得的多变功结果对比发现,直接积分求解模型较平均过程指数法计算得到的多变功具有更高的精度.当压比较高时,平均指数法得到的多变功误差明显增大甚至超过了4%,而直接积分模型计算得到的多变功在高压比下仍具有较高精度.
关键词:
离心式压缩机
,
实际气体
,
多变分析
,
热力设计
丁国清
,
杨万国
,
张波
,
黄桂桥
腐蚀与防护
对几种碳钢和低合金钢在全国13个大气腐蚀试验站点进行了现场暴露试验,测试了钢的腐蚀速率和点蚀数据,分析了钢在自然大气环境中的不均匀腐蚀行为.结果表明,钢在不同的自然大气环境中的不均匀腐蚀倾向不同;在腐蚀严酷的环境,钢的腐蚀类型以全面不均匀腐蚀为主,但腐蚀率和点蚀系数不存在对应关系;在腐蚀轻微的环境,钢的腐蚀类型主要为均匀腐蚀,没有发现明显点蚀.
关键词:
钢
,
自然大气
,
不均匀腐蚀
乔光利
,
秦思贵
,
方志坚
,
范秉源
,
张波
,
任伟
兵器材料科学与工程
采用自蔓燃热压法（SHS+HP）成功制备了TiC基金属陶瓷-钢复合板。对TiC基金属陶瓷-钢复合板进行形貌、金相、显微硬度以及抗弹性能的测试与分析。结果表明，金属陶瓷与钢板实现了冶金结合，陶瓷层洛氏硬度（HRA）大于83，复合板对12.7 mm穿燃弹的防护系数大于2.10，超过了685钢和氧化铝，有望成为新一代复合装甲防护材料。
关键词:
自蔓燃
,
碳化钛
,
金属陶瓷
,
防护系数
