电纺丝技术制备稀土化合物纳米纤维.pdf

分类号:——密级:——骸!编号:——静电纺丝技术制备稀土化合物纳米纤维Ⅵ篮壹堡工盔堂学科专业名称及代码:挝料堂研究方向:二堡麴苤挝型盟塞申请学位级别:亟±指导教师:耍查竖塾援董担蕉熬援生:崔旦延学位授予单位及代码;塑研究论文起止时间::郑答辩委员会主席沦文评阅人:
摘要丝技术成功地制备出珻/十/约癙/【春舷宋作为纳米材料成员之一,纳米纤维以其优异的光、声、电、磁、热以及机械性能等特性引起了人们的广泛关注,近年来已成为纳米科技前沿研究领域之一。各种稀土氧化物,稀土掺杂氧化物以及钙钛矿型稀土复合氧化物材料被广泛地应用于多种高技术领域,将其制成纳米纤维,研究其性质及应用,将是一个重要的研究课题。,采用静电纺过高温焙烧获得了晶态单相的纳米纤维、:”纳米纤维、、纳米纤维。对工艺条件的影响进行了系统地研究,发现ǘ取⒌缪埂⒐化距离和无机盐的含量是影响复合纤维特性的主要因素。淖罴浓度约为%,浓度过小,纤维直径分布不均匀,而且出现小珠节,浓度过大,纤维直径变粗,且成丝速率低;最佳电压为,随着电压的增大,纤维直径先变小后增大,而小珠节长轴与短轴的比值先增大后减小;最佳固化距离为,固化距离的增加会使电场力变小,纤维变粗,但直径分布变得均匀;最佳无机盐含量为%,无机盐的加入增加了静电排斥力,会使纤维直径变小,而无机盐含量过大增大了溶液表面张力,最终使纤维出现小珠节。采用扫描电镜、湎叻勰┭、差热戎亍红外光谱以及荧光光谱等现代分析手段对样品进行了系统地表征。结果表明,经过对复合纤维进行热处理,得到了晶态单相的、:、和纳米纤维,这些纤维呈多孔空心管状结构,直径为关键词:纳米纤维静电纺丝稀土氧化物钙钛矿稀土复合氧化物。
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纳米材料是指晶粒尺寸小于的单晶体或多晶体,它主要包第一章绪论§纳米材料的性质§引言分相法自组装法【】等。这些方法都有很多缺点,包括:液;驳绶乃抗蹋高温焙烧,使复合物纤维转变成无机氧化物纳米纤维。上述三个步骤都影响到所制得的纤维的性质,因此在操括:纳米粒子、纳米纤维、纳米薄膜、纳米碳管。纳米纤维是指在材料的三维空间尺度上有两维处于纳米尺度的线状材料,通常是直径或管径或厚度为纳米尺度而长度较大。它主要包括纳米丝、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带、纳米电缆川。由于纳米纤维的直径减小到纳米量级,它们就显示出一系列奇异的性质。纳米纤维最大的特点就是比表面积大,导致表面能和活性的增大,从而产生了小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,在化学、物理取⒐狻⒌绱诺性质方面表现出特异性【俊S捎这些独特的性质以及在很多领域中的应用,一维纳米结构材料的研究已经成为前沿研究领域之一。目前,有很多制备纳米纤维的方法,例如抽丝法【,模板合成法【效率低;跫量蹋不能生产出长短均匀的纳米纤维等。同这些方法相比,静电纺丝技术是能够制备长尺寸的、直径分布均匀的、成分多样化的、既可以是实心也可以是空心的纳米纤维的最简单的方法。静电纺丝技术对溶液粘度的要求非常严格,所以过去仅能用有机高聚物来制备纳米纤维。最近,,因而对无机物进行电纺丝也就成了可能一@镁驳绶乃考际踔票肝藁锬擅紫宋闹饕2街如下:渲瞥鲇幸欢ㄕ扯鹊母呔畚铮藁镅卫嗟那扒芙耗喝作时必须要合理控制。.
表面积会显著增大。假设纳米微粒为球形,其原子间距为栅,表面原子仅占一层,则表面原子所占的百分数如表。表籰中数据说明:纳米微粒的粒径越小,表面原子百分数就越使能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。能带理论表明,金属费米能级当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长,以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏;非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减少,都会导致声、磁、光、电、热、力学等特征呈新的异常性质,这是纳米粒子的小尺寸效应。.表面效应是指纳米微粒的表面原子与总原子之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅度增加,粒子表面结合能随之增加,从而引起纳米微粒性质变化的现象。对于球体来说,其表面积与直径平方成正比,体积与直径的立方成正比,故球体的比表面积与直径成反比,即随直径变小,球体的比表如大,纳米微粒表面的原子与块体表面的原子不同,处于非对称的力场,在纳米微粒表面作用着特殊的力,处于高能状态,具有比常规固体表面过剩许多的能量,以热力学术语来说,它具有较高的表面能和表面结合能。这种能量来自于:表面原子缺少近邻配位的原子,它极不稳定,并且具有强烈的与其他原子结合