超声喷雾热解法制备铈基多孔碳微球 工业快速发展带来大量印染废水无序排放，染料污染是水体治理重点难题。有机染料化学性质稳定、生物降解难度大，多数具备致癌风险，其中罗丹明 B 广泛用于纺织染色与示踪检测，人体接触后易诱发呼吸道疾病、肝损伤与皮肤炎症，研发高效吸附材料去除水体罗丹明 B 具备重要环境价值。在各类水处理技术中，吸附法操作简便、适用性广，多孔碳材料凭借原料易得、比表面积高、孔道丰富的优势成为主流吸附剂，但常规制备工艺步骤繁琐、金属掺杂均匀性差，制约吸附性能提升。 超声喷雾热解（USP）可一步合成多级孔碳微球，前驱体可调、热解条件易控，能实现金属元素均匀掺杂。稀土铈掺杂可增加碳材料表面活性位点，与染料分子形成配位作用，提升吸附容量。现有研究多采用分步改性制备铈基碳材料，尚未通过一步超声喷雾热解调控热解温度优化吸附性能，因此本文采用一步超声喷雾热解法制备铈基多孔碳微球（Ce/PCM），以蔗糖为碳源、氯化钠为牺牲模板、硝酸铈为金属源，调控热解温度制备系列样品，借助 SEM、TEM、BET、拉曼光谱表征微观结构，以罗丹明 B 为目标污染物系统评价吸附性能并解析吸附机理。 [...]

碳纤维增强铝基复合材料超声焊锡连接研究 碳纤维增强铝基复合材料（Cf/Al）具备低密度、高强度、低热膨胀系数等优异性能，被广泛应用于导弹、航天飞机、火箭、卫星等航空航天高端装备领域。随着航天装备结构日趋复杂，大尺寸、异形结构的Cf/Al构件应用需求持续增加。但现有制备工艺难以直接成型复杂构型的Cf/Al构件，因此将小型标准坯料拼接组装为大型复杂构件，成为解决该难题的有效技术路径，而高性能连接技术是实现该工艺的核心关键。 Cf/Al复合材料连接的核心技术难点在于保证接头处碳纤维的连续性，这也是保障构件力学性能的关键。目前现有连接技术均存在明显缺陷：自冲铆接、搅拌摩擦焊等压力连接工艺易造成碳纤维断裂，破坏纤维连续性，且铆接工艺会增加结构额外重量；熔焊工艺会使碳铝元素在高温下发生反应，生成脆性碳化铝化合物；激光自蔓延高温合成连接技术虽可实现有效连接，但加工温度过高，接头易生成多种金属间化合物，严重劣化连接性能。 传统钎焊、软钎焊工艺操作简便、连接可靠性高，广泛应用于纤维增强复合材料连接，但该工艺仍存在短板。常规钎焊温度普遍高于900℃，高温环境极易诱发金属间化合物生成，同时真空环境、长时间保温、活性钎料等严苛工艺条件，难以适配Cf/Al的连接需求。此外，真空钎焊接头焊缝宽度较大，无法完全包覆碳纤维，会直接破坏纤维连续性，大幅降低构件整体性能。 针对以上技术痛点，本文采用低温超声焊锡技术，以Sn9Zn惰性钎料实现Cf/Al复合材料的快速连接。该技术依托超声空化效应冲刷侵蚀复合材料铝基体，使母材两侧碳纤维充分裸露，在超声振动作用下，两侧碳纤维相互接触、交织缠绕，从根本上保障接头区域的纤维连续性，规避传统工艺的性能缺陷。 本研究以6061铝合金为基体、碳纤维含量50%的Cf/Al复合材料为试验母材，采用挤压铸造工艺制备标准试样，经砂纸打磨、超声清洗后开展钎焊试验，系统探究超声作用时间对母材侵蚀效果、纤维流动状态及接头力学性能的影响规律。微观表征结果表明，复合材料内部碳纤维横竖有序分布，基体主要为碳、铝两相，仅含少量制备过程引入的碳化硅杂质。同时，Cf/Al碳铝界面天然存在微裂纹与少量脆性相，为超声钎焊的基体侵蚀、纤维裸露提供了先天条件。 试验结果证实，低温超声软钎焊可高效实现Cf/Al复合材料可靠连接。短时超声作用仅会造成铝基体轻微侵蚀，可精准调控碳纤维裸露与交织状态，有效避免纤维断裂、脆性相大量生成等问题。该工艺突破了传统连接技术的瓶颈，能够在低温条件下制备出纤维连续性优异的高质量接头，为Cf/Al及其他碳纤维增强复合材料的高效、高性能连接提供了全新的技术思路与参考依据。 联系电话：18918712959 Fill out [...]

通过超声波喷雾热解制造的强化CuCr电接触材料 通过超声波喷雾热解制造的强化CuCr电接触材料 - 上海瀚翎 在输电网络与断路器设备中，铜基电接触材料是保障电路通断、维系电力系统稳定运行的核心构件。设备长期运行过程中，频繁通断产生的高压、高温电弧会持续侵蚀电接触表面，引发金属熔融、蒸发、飞溅等损伤，造成接触面质量劣化，最终导致电接触失效、设备使用寿命大幅缩短。因此，改善铜基触头材料的耐电弧侵蚀性能、提升表面抗熔焊能力，是高性能电接触材料研发的核心课题。 目前，Cu-W、Cu-Cr等铜基合金凭借优异的导电导热性能，已广泛应用于工业断路器中。现有研究多通过掺杂合金元素优化触头性能，可适配中低压工况，但该方式易引发材料成分偏析，大幅降低基体导电性，存在明显性能短板。随着复合材料技术的发展，颗粒增强金属基复合材料成为改良电接触性能的主流方向，二氧化锡、氧化铝、硼化钛等陶瓷颗粒均被证实可优化触头结构、减少电弧侵蚀与材料转移，但这类增强相导电导热性能较差，难以兼顾材料电学与力学性能。 碳基增强材料具备优异的导电、导热特性，完美契合电接触材料的性能需求，成为铜基触头改性的研究热点。现有研究证实，碳纳米管、氧化石墨烯等碳基材料可有效提升铜基复合材料的硬度、抗拉强度与抗熔焊性能，但碳基材料易团聚的问题会反向降低材料综合性能，且碳基材料缓解电弧侵蚀累积损伤、提升耐蚀性能的作用机制，仍缺乏系统、完整的研究阐述。 本文采用超声喷雾热解结合粉末冶金、热挤压工艺，成功制备出分散均匀的1%碳纳米管（CNTs）/Cu5Cr复合电接触材料，并系统探究其耐电弧侵蚀机理与电接触性能。实验所用原料为高纯度电解铜粉、机械破碎铬粉及多壁碳纳米管，超声喷雾热解工艺有效破解了碳纳米管团聚难题，实现其在基体中的单分散均匀分布，铜颗粒可有效包覆碳纳米管表面，削弱分子间作用力，进一步提升分散效果。 性能测试结果表明，碳纳米管的引入可优化触头电弧侵蚀后的表面形貌，促使基体形成完整平整的熔池结构，有效消除金属凝固过程中产生的孔隙、裂纹等缺陷，保障接触面平整光滑。电接触对比试验显示，相较于纯Cu5Cr材料，1%CNTs/Cu5Cr复合触头的电弧强度与熔焊力显著降低，使用寿命提升一倍，充分证明碳纳米管可有效分散、弱化电弧能量，抑制电弧集中侵蚀。同时，该复合材料展现出优良的机电综合性能，抗拉强度达356MPa，导电率可达49MS/m，实现了力学性能与电学性能的协同提升。 综上，超声喷雾热解复合粉末冶金工艺可实现碳纳米管的均匀分散，其通过规整熔池形貌、消除凝固缺陷、分散弱化电弧三重机制，显著提升铜铬基触头的耐电弧侵蚀性能。本研究明晰了碳基增强相的改性机理，为高性能铜基电接触材料的研发与工程应用提供了可靠的技术思路与理论支撑，对延长电力触头使用寿命、保障电力设备安全稳定运行具有重要的工程价值。 [...]

超声喷雾热解制备纳米结构FeNi空心微球及其性能研究 超声喷雾热解制备纳米结构FeNi空心微球及其性能研究 - 上海瀚翎 摘要 本文采用超声喷雾热解两步法制备纳米结构FeNi空心微球，系统探究前驱体溶液浓度（0.05–0.5 mol/L）与氢气还原温度（360–400 ℃）对微球粒径、晶粒尺寸及磁学性能的调控规律。实验结果表明，0.1 mol/L前驱液、400 ℃还原制备的等原子比FeNi微球综合磁性能最优，饱和磁化强度130 [...]

超声喷雾热解制备高强高韧超分散碳化聚合物点增强铜基复合材料 金属基复合材料的强度与塑性协同提升一直是材料领域的研究难点，纳米增强相的晶内均匀分布是破解材料强塑制衡难题的有效途径。本文采用超声喷雾热解技术，以粒径约4.3 nm的超细碳化聚合物点（CPDs）为新型外添增强相，成功制备出无团聚、晶内均匀分布的CPDs/铜基复合材料，有效优化了复合材料的界面结构与力学、功能综合性能，为高性能铜基结构功能一体化材料的研发提供了新的技术思路与理论支撑。 界面作为连接基体与增强相的核心结构，是决定复合材料强化效果与综合性能的关键。随着纳米技术发展，纳米增强颗粒的界面体积占比大幅提升，对材料性能的调控作用愈发显著。但目前纳米复合材料制备仍存在两大核心难题：一是纳米颗粒比表面积大、表面能高，极易发生团聚，引发应力集中、应变局部化等问题，难以实现基体中的单分散分布；二是纳米颗粒晶内分布的调控机制尚不明确，相关理论体系不完善，极大限制了复合材料性能的提升。同时，现有研究多聚焦于复合材料制备工艺与宏观力学性能，对界面结构、界面变形行为及位错演化的微观作用机制探究不足。 基于前期粉末冶金制备CPDs/铜复合材料的研究基础，本文优化制备工艺，采用超声喷雾热解技术解决纳米颗粒团聚难题，实现CPDs在铜基体中的均匀分散。实验设置两种改性CPDs增强相，分别为高表面活性原生CPDs和热处理碳化后的低表面活性HT-CPDs，制备出不同界面结构的复合材料体系。其中高表面活性CPDs可与铜基体结合形成非晶界面层，而HT-CPDs复合材料无该过渡界面结构，通过微柱压缩试验，系统对比研究不同界面结构的变形适配机制与位错演化规律。 实验采用一步水热法合成CPDs纳米颗粒，所得颗粒呈准球形、结晶度高，平均粒径仅4.3 nm，表面富含亲水官能团，具备优异的水溶性与荧光特性，为溶液中均匀分散奠定基础。经超声喷雾热解工艺调控后，约80%的CPDs颗粒可稳定分布于铜晶粒内部，研究确定60 nm为CPDs分布模式的临界粒径，突破了细晶粒基体中纳米颗粒难以晶内分布的技术瓶颈。 性能测试结果表明，优化后的CPDs/铜复合材料实现了性能的跨越式提升，抗拉强度可达470 MPa，导热系数达390 [...]

通过超声喷雾热解同时掺杂碱性铌酸盐/g-C3N4复合材料 通过超声喷雾热解同时掺杂碱性铌酸盐/g-C3N4复合材料 - 上海瀚翎 二氧化钛等传统半导体光催化材料可有效降解水体有机污染物，但因其禁带宽度较大，仅能响应紫外光，可见光利用率极低，极大限制了太阳能催化的实际应用。元素掺杂是调控半导体电子结构、优化光学与催化性能的有效手段。铌酸盐基钙钛矿材料具备优异的能量转换与光催化潜力，同样存在仅响应紫外光的短板，而氮元素掺杂可有效改善其光电、催化等理化性能。但单一氮掺杂易引发晶体结构缺陷，加剧光生载流子复合，降低催化效率，而过渡金属与非金属共掺杂可实现电荷互补，有效规避单一掺杂的弊端。 现阶段氮掺杂改性多采用高温氨化工艺，该方法需消耗大量氨气、反应温度超500℃、制备周期长，不仅环保性差，还难以精准调控材料形貌与结构。同时，以氯化铌为前驱体对铌酸盐进行氮掺杂时，易引发剧烈放热的危险反应，存在明显安全隐患。因此，开发绿色、安全、简易且可控的合成工艺，是铌酸盐基光催化材料规模化应用的关键。 本文采用甘氨酸为氮源，通过超声喷雾热解法，首次实现铌酸钾钠（K₀.₅Na₀.₅NbO₃）原位同步耦合钨离子、氮离子共掺杂及石墨相氮化碳原位生长，系统探究了该纳米复合材料的合成机理、微观结构与光催化性能。实验所用原料为草酸铌铵、硝酸钠、硝酸钾、二水钨酸钠，以绿色氨基酸甘氨酸为掺杂氮源，依托超声喷雾热解一步法完成材料制备，工艺安全高效、绿色环保。 研究结果表明，甘氨酸可精准调控材料微观形貌，促进前驱体定向生长，形成结构致密的球形颗粒，同时助力氮、钨元素在铌酸钾钠晶格中均匀自组装掺杂。在快速热解过程中，部分甘氨酸发生分解，原位生成类氧化石墨烯碳层，且成功保留铌酸钾钠钙钛矿的单斜晶系晶体结构。氮钨共掺杂的改性效果十分显著，纯相铌酸钾钠禁带宽度为3.2 eV，氮掺杂改性后材料禁带宽度大幅降至1.5 eV，结合乌尔巴赫能量测算证实，该改性材料可见光捕获能力大幅提升，可适配太阳能驱动催化反应与光伏器件应用场景。 [...]