国家自然科学基金(51305166)
- 作品数：19 被引量：58H指数：4
- 相关作者：黄华栋徐伊岑杜春宽刘远祥周凌更多>>
- 相关机构：江南大学苏州工业职业技术学院无锡商业职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：化学工程一般工业技术金属学及工艺电子电信更多>>
- 不同润滑条件下UHMWPE/GO的摩擦磨损性能研究被引量：1
- 2015年
- 采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用热压成型法制备超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)/GO复合材料,利用UMT-2MT摩擦磨损实验机研究不同润滑条件下复合材料的摩擦磨损性能。结果表明,在干摩擦条件下,纯UHMWPE材料的摩擦因数较低,磨损率和磨痕深度较高;而0.3%GO复合材料的磨损率为1.8×10-5mm3/(N·m),相比纯UHMWPE下降25.0%,磨痕的深度约为5.0μm,相比纯UHMWPE下降了17.6%,说明GO可以改善UHMWPE的摩擦磨损性能,提高UHMWPE的耐磨性。与干摩擦相比,在去离子水润滑和小牛血清润滑条件下的UHMWPE/GO复合材料具有较好的摩擦磨损特性,其中小牛血清润滑条件下复合材料的摩擦磨损性能最佳。
- 黄国栋倪自丰陈国美黄华栋赵治安赵永武
- 关键词：氧化石墨烯超高摩尔质量聚乙烯摩擦磨损性能
- 氧化石墨烯/超高摩尔质量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究被引量：4
- 2014年
- 采用改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),采用溶液共混法制备出氧化石墨烯/超高摩尔质量聚乙烯(GO/UHMWPE)复合材料。研究了GO/UHMWPE复合材料的拉伸力学性能和摩擦磨损性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的磨损表面,并对其磨损机理进行分析。结果表明,GO的添加提高了GO/UHMWPE复合材料的屈服强度和拉伸强度,降低了其断裂伸长率,其中,当GO质量分数为0.1%时效果最佳;GO填料改善了UHMWPE的抗磨损性能,当GO质量分数为0.1%时,磨损率最低,相比未填充时降低了38.5%。
- 朱杰倪自丰陈国美赵治安黄国栋李庆忠
- 关键词：氧化石墨烯超高摩尔质量聚乙烯力学性能摩擦磨损性能
- 基于光助芬顿反应的碳化硅化学机械抛光工艺优化被引量：3
- 2022年
- 目的高效快速获得紫外光辅助作用下碳化硅(SiC)化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)的最佳加工参数。方法根据化学作用与机械作用相平衡时达到最佳抛光条件的理论,通过电化学测试的方法探究抛光液pH值、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_(2)O_(2))浓度、Fe_(2)+浓度、紫外光功率等对基体表面氧化膜形成速率(化学作用)的影响;在最大氧化膜形成速率条件下,以材料去除率(Material removal rate,MRR)和表面粗糙度(Average roughness,Ra)为指标,通过调节抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量等工艺参数,探究工艺参数对碳化硅加工过程中氧化膜去除速率(机械作用)的作用规律,寻求机械作用与化学作用的平衡点,获取紫外光辅助作用下SiC CMP的最佳工艺参数。结果在pH值为3、H_(2)O_(2)的质量分数为4%、Fe_(2)+浓度为0.4 mmol/L、紫外光功率为32 W时,化学作用达到最大值。在最大化学作用条件下,抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量分别为38.68 kPa、120 r/min、90 mL/min时,化学作用与机械作用最接近于平衡点,此时材料去除率为92 nm/h,表面粗糙度的最低值为0.158 nm。结论根据研究结果,电化学测试可以作为探究晶片表面氧化速率较高时所需加工参数的有效手段,进一步调节工艺参数,使化学作用速率与机械去除速率相匹配,高效地获得了材料去除率和表面质量较高的晶片。
- 章平陈国美倪自丰夏永戴蒙姣王建梅李维民张海涛
- 关键词：碳化硅化学机械抛光芬顿反应
- 石墨烯的制备及其性能表征被引量：1
- 2015年
- 采用Hummers法制备了氧化石墨,并通过高频超声分散得到氧化石墨烯悬浮液,通过水合肼还原制备了石墨烯。利用傅里叶红外透射光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)等测试方法对石墨、氧化石墨以及石墨烯的结构组成、微观形貌和耐热性进行了分析。结果表明:氧化石墨被还原成石墨烯后,含氧基团基本被去除,片层尺寸缩小,晶体结构的强度和完整度有所下降,热稳定性增加。
- 肖淑娟于守武谭小耀
- 关键词：石墨石墨烯性能表征
- 医用超高分子量聚乙烯/氧化石墨烯复合机理研究被引量：4
- 2015年
- 石墨烯是单层碳原子构成的六边形平面结构,氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,其二维表面布满羟基、羰基和羧基等含氧基团。本文采用GO增强医用超高分子量聚乙烯(M-UHMWPE)。利用场发射扫描电子显微镜分析复合材料的拉伸断面形貌,利用拉曼光谱仪分析复合材料拉伸变形后分子结构形态。结果表明:当GO含量为0.5%时,复合材料的拉伸断面丝状物分布整齐,片状较大,分布均匀,拉伸性能较好。在拉伸实验过程中,载荷从M-UHMWPE基体转移到GO上,GO分子结构承受主要载荷并增强了复合材料的力学性能。
- 赵治安倪自丰黄国栋陈国美黄华栋赵永武
- 关键词：氧化石墨烯超高分子量聚乙烯
- 辐照交联及老化对GO/UHMWPE复合材料生物摩擦学性能的影响被引量：4
- 2018年
- 采用改良Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),通过热压成型工艺制备了GO/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,在真空环境下采用γ射线对其进行辐照交联处理,并将部分样品置于80℃环境下加速老化处理21d。利用摩擦磨损实验机研究了复合材料在小牛血清润滑介质下的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面轮廓仪观察试样表面磨痕并计算相应的磨损率。结果表明,在小牛血清润滑介质下,GO填充与辐照交联改性处理可以降低UHMWPE的摩擦因数和磨损率,协同提高其耐磨性,但对摩擦因数的影响并不显著。加速老化处理显著增加辐照UHMWPE及辐照GO/UHMWPE复合材料的摩擦因数和磨损率,降低了其摩擦磨损性能。GO填充降低了辐照UHMWPE在加速老化处理后摩擦因数和磨损率,增强了其摩擦学性能。
- 段为朋黄国栋陈国美陆佩佩倪自丰
- 关键词：辐照交联氧化石墨烯超高分子量聚乙烯摩擦学
- 不同氧化剂对6H-SiC化学机械抛光的影响被引量：11
- 2018年
- 选用胶体SiO2纳米颗粒为磨粒,研究不同pH值条件下高锰酸钾和双氧水两种氧化剂对6H-SiC晶片化学机械抛光的影响,并使用原子力显微镜观察抛光后表面质量。采用Zeta电位分析仪分析溶液中胶体SiO2颗粒的Zeta电位,采用X射线光电子能谱分析SiC抛光表面元素及其化学状态。结果表明:SiC晶片的材料去除率随pH值变化而变化,采用高猛酸钾抛光液抛光时,材料去除率在pH 6时达到峰值185 nm/h,Ra为0.25 nm;采用双氧水抛光液抛光时,材料去除率在pH 8时达到峰值110 nm/h,Ra为0.32 nm。pH值低于5时,电负性的SiO2颗粒会通过静电作用吸附在带正电的Si C表面,抑制Si C晶片表面原子的氧化及去除,降低材料去除率;pH值高于5时,SiO2颗粒在双氧水抛光液中的静电排斥力弱于高锰酸钾抛光液中静电排斥力,从而影响了SiO2颗粒的分散性能,降低了抛光效果。采用高锰酸钾抛光液抛光后,SiC晶片表面的Si-C氧化产物含量(Si-C-O、Si4C4-xO2和Si4C4O4)较高,高锰酸钾抛光液的氧化能力较强。
- 倪自丰陈国美徐来军白亚雯李庆忠赵永武
- 关键词：碳化硅化学机械抛光高锰酸钾双氧水
- SiC晶片不同晶面的CMP抛光效果对比研究被引量：3
- 2019年
- 化学机械抛光(CMP)已被认为是目前实现Si C晶片全局平坦化和超光滑无损伤纳米级表面的最有效加工方法之一,然而Si C晶片的化学氧化反应受其表面极性的强烈影响,从而导致其不同晶面表面原子在CMP过程中的可氧化性以及氧化产物去除的难易程度存在差异。采用K2S2O8作为氧化剂、Al2O3纳米颗粒作为磨粒,对比研究了6H-SiC晶片Si面和C面的CMP抛光效果,并分析不同晶面对其CMP抛光效果的影响机理。结果表明,6H-SiC晶片Si面和C面的CMP抛光效果存在显著差异。6H-SiC晶片Si面的材料去除率在pH=6时达到最大值349 nm/h;相比之下,C面的材料去除率在pH=2时达到最大值1184 nm/h,抛光后的Si面和C面均比较光滑。氧化剂进攻C面上C原子的位阻明显小于其进攻Si面上的C原子的位阻,从而导致C面比Si面具有更高的反应活性和氧化速度。此外,C面上的氧化物比Si面上的氧化物更容易被去除,因此C面比Si面易于获得更高的材料去除率。
- 陈国美倪自丰钱善华刘远祥杜春宽周凌徐伊岑赵永武
- 关键词：碳化硅化学机械抛光材料去除率晶面PH值
- GO填充对辐照交联UHMWPE/VE复合材料吸水率及润湿性的影响被引量：2
- 2019年
- 通过热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯/维生素E/氧化石墨烯(UHMWPE/VE/GO)复合材料,随后在真空环境下采用γ射线对其进行辐照交联处理,采用红外光谱仪分析了复合材料的分子结构,并利用接触角测量仪测定不同液体在复合材料表面的接触角,分析了其表面润湿性,进而计算出复合材料的表面自由能,同时分析了复合材料吸水率的变化。结果表明:GO填充对辐照处理前后UHMWPE/VE复合材料的分子结构未产生明显影响,GO的添加略微提高了UHMWPE/VE复合材料的吸水率,显著提升了复合材料的润湿性及表面能。
- 段为朋李冰月冒浴沂倪自丰
- 关键词：超高分子量聚乙烯吸水率润湿性
- 基于技术系统进化路线的塑料瓶回收器关键部件设计被引量：2
- 2015年
- 基于技术系统进化理论设计了一种塑料瓶破碎刀具,满足了塑料瓶智能回收器的功能需求。利用技术系统进化理论的进化路线和进化树研究了塑料瓶破碎刀具的进化过程,选取物体分割进化路线为进化树树干,对各进化树枝进行进化和分析,最终确定引入智能、交互、网络系统的超系统方案为刀具的理想设计。技术系统的进化路线和进化树对产品设计的指导作用实现了塑料瓶破碎刀具的创新设计,为其他产品的设计和创新提供了技术参考。
- 黄华栋孔茗黄国栋
- 关键词：发明问题解决理论塑料瓶回收器刀具设计
