本文是一篇材料工程论文，材料工程专业本专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇材料工程论文，供大家参考。
硕士材料工程毕业论文范文篇一
第 1 章 绪 论
1.1 选题意义
近年来随着航空航天、汽车、国防等高科技领域的发展，人们对结构材料综合性能的要求越来越高，例如：高强度、高塑性、高尺寸稳定性、抗高温氧化和抗高温磨损、高化学稳定性、高的高温强度等。相应于上述对材料综合性能的要求，传统单一的金属材料已经不能满足。因此，从上个世纪六十年代开始，金属基复合材料开始进入人们的视野，以其优良的性能引起了材料领域的重视[1-6]。金属基复合材料具有高强度、高比弹性模量、耐磨损、低膨胀系数等优点，在军事、航空航天、汽车、机械、电子等领域具有广泛的应用前景，已经发展成为了一种新型的材料[7-10]。金属基复合材料按照增强相的形态特征可以分为纤维增强金属基复合材料、晶须增强金属基复合材料和颗粒增强金属基复合材料三种。纤维增强金属基复合材料沿纤维方向强化效果显著，但其制备工艺复杂，成本高[11,12]；晶须增强金属基复合材料强度高、且可以进行二次加工，但其成本过高、制备工艺复杂、塑性以及韧性较低，大大限制了其应用范围[13,14]；颗粒增强金属基复合材料具有价格低廉、制备工艺简单、易于铸造复杂形状零件和各向同性等优点，具有广阔的应用前景，已经成为复合材料的研究热点之一，从而备受关注[15-19]。目前，对于颗粒增强金属基复合材料的研究大多集中在微米尺寸颗粒增强金属基复合材料领域。研究表明，微米颗粒增强金属基复合材料在提高强度的同时，塑性下降明显，并且对高温力学性能提升不明显，这是颗粒增强金属基复合材料多年来一直没有解决的瓶颈难题[19-25]。近年来有研究表明，随着颗粒尺寸的减小，复合材料的强度和塑性都会提高，并且高温力学性能也会随着提高。
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1.2 颗粒增强金属基复合材料的研究现状
颗粒增强金属基复合材料是由一种或多种陶瓷颗粒或与基体不同的金属颗粒增强体与金属基体组成的复合材料。颗粒增强金属基复合材料具有优异的综合性能，例如：低密度、低热膨胀系数，高强度、高比刚度和比模量，良好的尺寸稳定性和热导性，以及优良的耐磨性等，在材料领域得到高度的关注[34-40]。在近几十年里，科研人员采用不同方法制备了多种多样的颗粒增强金属基复合材料，包括不同的增强体以及不同的金属基体[41-49]。研究发现，增强相陶瓷颗粒的含量和尺寸对复合材料的组织和性能都有重要的影响。因此，很多学者研究了不同含量和尺寸的陶瓷颗粒增强金属基复合材料的组织和力学性能。Karantzalis 等人通过搅拌铸造法成功地制备了尺寸为 10 μm 的 TiC 颗粒增强铝基复合材料，揭示出分布在铝基体中的 TiC 颗粒成功的细化了初生 α-Al 晶粒，添加 18vol.%的 TiC 颗粒后，初生 α-Al 晶粒的尺寸从 300 μm 减小到 60 μm。与铝基体相比，18 vol.%的 TiC 颗粒增强铝基复合材料的杨氏模量、屈服强度和抗拉强度分别从 69GPa、70 MPa 和 89 MPa 提高到 98 GPa、128 MPa 和 163 MPa，但延伸率却从 33%降低到 8%[50]。同样的，Song 等人采用粉末冶金法成功地制备了不同含量的（40 μm）SiC 颗粒增强铝基复合材料，揭示出随着 SiC 颗粒的含量从 0 增加到 20 vol.%，复合材料的屈服强度、抗拉强度分别从 55.6 MPa 和 84 MPa 增加到 64.6 MPa 和 127 MPa，但延伸率降低非常明显，从 26.2%降低到 7.2%[51]。观察拉伸断口得知，复合材料发生了脆性断裂。进一步的研究表明，延伸率的急剧降低是由于陶瓷颗粒和金属基体的界面结合不好，在复合材料发生塑性变形时，当施加的应力达到最大值时，界面处产生的微裂纹发生扩展，直至断裂。因此，人们意识到要同时提高颗粒增强金属基复合材料的强度和塑性，可以从改善陶瓷颗粒与金属基体的界面结合出发。
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第 2 章 实验方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验用原材料
实验所用的原材料主要为铝粉、钛粉、硼粉、金属锆、金属钒、金属镉、铝锭、纯铜、铝锰合金、碳纳米管、纳米 TiC、镍包纳米 TiC、镍包纳米 TiN。上述原材料的相关参数及来源如表 2.1 所示。
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2.2 研究方法
2.2.1 Al-Cu 基体合金的制备
本实验所用电阻炉为坩埚式电阻炉(如图 2.1 所示)，将纯铝放置在坩埚中，待熔化后将纯铜加入铝液中，在 800 oC 保温 30 分钟后，将 Mn、Ti、V、Cd、Zr 和 B 合金元素加入 Al-Cu 熔体中，保温十分钟后清渣除气，最后将铝液倒入铁模(如图 2.2 所示)中浇铸成板状 Al-Cu 基体合金。
2.2.2 外加搅拌铸造法制备纳米陶瓷颗粒增强 Al-Cu 基复合材料
首先将纳米 TiC(TiN)陶瓷粉体与铝粉经球磨混料机均匀混合后，称取适量的混合料粉末在液压机上压制成直径为 28 mm，高 25 mm 的圆柱形压坯，其理论密度约为65%。将压坯放入电阻炉中预热，预热温度为 500 oC，时间为 2 h；然后将熔制好的Al-Cu 基体合金放入坩埚炉中，待合金熔体温度升至 900 oC 后，将预热的混合粉末压坯加入到 Al-Cu 合金熔体中，并均匀搅拌两分钟。之后，加入精炼剂精炼，并保温 5-10分钟，打渣处理后，温度降至 800 oC 以下浇铸到金属型内形成尺寸为 200 mm×150mm×12 mm 的板状试样。
2.2.3 熔体内原位反应法制备纳米 TiCx颗粒增强 Al-Cu 基复合材料
第一步称取一定比例的 Al、Ti 和碳纳米管(CNT)粉末在球磨混料机中均匀混合后，在液压机上压制成直径为 28 mm，高 25 mm 的圆柱形压坯，其理论密度约为 65%。将压坯放入电阻炉中预热，预热温度为 500 oC，时间为 2 h；第二步将熔制好的 Al-Cu基体合金放入坩埚炉中，待合金熔体温度升至 900oC 后，将预热过的 Al-Ti-CNT 压坯加入熔体中，观察预制块发红并反应之后，均匀搅拌两分钟使其分散。第三步加入精炼剂精炼，并保温 5-10 分钟，打渣后待温度降至 800oC 时浇铸到金属型内形成尺寸为 200 mm×150 mm×12 mm 的板状试样。
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第 3 章 外加颗粒搅拌铸造法制备纳米 TiC 和镍包纳米.........32
3.1 引言....32 3.2 外加纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu....32
3.3 外加镍包纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的组织与力学性能 ........36
3.4 外加镍包纳米 TiN 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的组织与力学性能 ........43
3.5 不同纳米颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的力学性能对比 ....49
3.6 纳米陶瓷颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的主要强化机制 ....50
3.7 本章小结 ........51
第 4 章 熔体内反应法制备原位纳米 TiCx颗粒增强.........53
4.1 引言....53
4.2 高温自蔓延合成 TiCx(TiNx)颗粒形貌演化机制......53
4.3 熔体内反应法制备原位纳米 TiCx(C/Ti=1.0)颗粒增强.......61
4.4 熔体内反应法制备的原位纳米 TiCx(C/Ti=0.7)颗粒增强........67
4.5 本章小结 ........72
第 5 章 中间合金法制备纳米 TiCx颗粒增强 Al-Cu 基.......74
5.1 引言....74
5.2 纳米 TiCx-Al 中间合金的研究....74 5.3 纳米 TiCx颗粒.........77
5.4 纳米 TiCx颗粒尺寸和形状对复合材料组织......81
5.5 纳米 TiCx颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的高温力学性能.........93
5.6 纳米 TiCx颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的强化机制.....94
5.7 本章小结........ 99
第 6 章 不同方法制备的纳米 TiC颗粒增强 Al-Cu基复合材料的组织与力学性能对比
6.1 引言
我们成功地采用外加搅拌铸造法(方法 1)、熔体内反应法(方法 2)和中间合金法(方法 3)制备了纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料，并对复合材料的组织和力学性能都进行了研究。我们现对三种不同方法制备的纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的组织和力学性能进行对比，提出纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的最佳制备方法。首先我们对比三种方法制备的 1.0 wt.%纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的铸态组织。图 6.1 为 Al-Cu 基体合金和三种不同方法制备的 1.0 wt.%纳米 TiC 颗粒增强Al-Cu 基复合材料的铸态组织。Al-Cu 基体合金和复合材料的铸态组织均由 α-Al 枝晶和分布在晶界的 Al2Cu 相组成，复合材料的铸态组织与 Al-Cu 基体合金相比发生了很大的变化,如图 6.1 所示。Al-Cu 基体合金铸态组织中的 α-Al 枝晶较粗大，其平均尺寸约为 180 μm，如图 6.1(a)所示；采用外加搅拌铸造法制备的 1.0 wt.%镍包纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的 α-Al 枝晶得到了细化，一次枝晶尺寸约为 150 μm，二次枝晶尺寸约为 20 μm，枝晶宽度也很小，其尺寸约为 2-10 μm，如图 6.1(b)所示；采用熔体内反应法制备的 1.0 wt.%纳米 TiCx颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的 α-Al 枝晶为等轴晶，其尺寸约为 80 μm，如图 6.1(c)所示；采用中间合金法制备的 1.0 wt.%纳米TiCx颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的 α-Al 枝晶为等轴晶，其尺寸约为 70 μm，如图 6.1(d)所示。
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结论
1) 首次采用第一原理计算和实验验证，建立了燃烧合成反应原位生成的面心立方结构 TiCx颗粒的形状演化与化学计量比 x 值之间的关系，揭示出 TiCx形状从八面体转变为球形的 x 临界值为 0.625。提出了 TiCx颗粒从八面体到球形的转变机制：当x 值为 0.5 时，{111}面的表面能低于{100}面的表面能，TiCx颗粒的生长形状为八面体；随着 x 值的增加，{100}面的表面能下降速度比{111}面的快，当 x 值>0.625时，{100}面的表面能低于{111}面的表面能，TiCx颗粒的生长形状开始向球形转变。
2) 揭示出复合材料中的纳米 TiC 颗粒在 α-Al 结晶的过程中作为异质形核核心，使复合材料的 α-Al 枝晶得到了明显细化。其中熔体内反应法和中间合金法对 α-Al 枝晶的细化效果更显著。
i) Al-Cu 基体合金铸态组织的 α-Al 枝晶较粗大，其尺寸约为 180 μm。
ii) 外加搅拌铸造法、熔体内反应法和中间合金法制备的 1.0 wt.%纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的 α-Al 枝晶尺寸分别约为 150、80 和 70 μm。
iii) 外加搅拌铸造法、熔体内反应法和中间合金法制备的 3.0 wt.%纳米 TiC 颗粒增强 Al-Cu 基复合材料的 α-Al 枝晶尺寸分别约为 120、50 和 58 μm。
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参考文献（略）
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第一章 绪论
1.1 拉曼光谱
1928 年，印度物理学家拉曼在利用汞灯研究液体苯时发现，散射光中有两种谱线且频率不同。一种谱线的频率与入射光相同，另一种谱线的频率与入射光频率有一定位移（频率增加或减小）且强度极弱。已知前者是瑞利散射光被称为瑞利效应，后者新发现的光谱被称为拉曼散射光，这种效应就称为拉曼效应[1]。在发现拉曼效应的初期，其在化学研究中发挥了重要的作用，但是仍然存在一些问题，如拉曼散射光的强度较弱，汞灯的激发能量低，曝光时间长等问题使实验受到一定的限制。直到激光技术的出现，拉曼光谱的应用又见到了希望。因为激光的传输功率大，能量集中等优点，可用其作为拉曼光谱的激发光源。之后，随着激光技术的不断进步，也使得拉曼光谱的应用有了更多的选择。拉曼光谱是一种分子光谱，分子振动时极化率发生变化产生拉曼光谱。它通过光子作为探针，可以揭示分子内部的结构信息，且对分子的损伤极小。因此拉曼光谱技术成为研究化学、物理学科中晶体性质、分子结构以及吸附构型等性质的重要手段之一[2-4]。拉曼光谱不仅可以在不同温度条件下进行测定，还可以对不同状态下的分子进行原位测试和定量分析。丰富的分子结构、界面反应和表面过程等方面的信息都可以从拉曼光谱的数据中获得，因此拉曼光谱有很大的应用前景[5]。但是，对于荧光强的物质来说，荧光会干扰拉曼谱图的测定；而激光的照射也会使某些样品发生化学反应而破坏。
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1.2 表面增强拉曼散射（SERS）光谱
1974 年，英国的 Fleischmann 等人在研究水溶液中的吡啶分子吸附在电化学还原的粗糙化的电极表面的拉曼光谱时，发现了不同电位下都有高质量的拉曼谱图。当时认为是因为银电极经过粗糙化处理了，所以表面积增加而使得检测到的吡啶分子增加，才产生了增强的光学现象[6, 7]。后来，Jeanmaire 和 Van Duyne小组[8]对 Fleischmann 小组的实验进行了验证并且进行了理论计算，他们发现了惊人的结果，即吸附在粗糙银电极表面的吡啶分子的拉曼信号强度是吡啶溶液的拉曼信号强度的 106，那么引起信号强度增加的原因就不单单是粗糙银表面吸附的分子数量较多，应该还有拉曼散射效率的提高。再后来，Creighton[9]研究小组将金溶胶和银溶胶与吡啶分子混合后测定拉曼信号，也得到了增强的拉曼信号，于是称这种表面增强效应为表面增强拉曼散射（Surface-enhance Raman Scattering , SERS）。自表面增强拉曼散射效应被发现以来，人们对其机理进行了大量的研究，其中讨论较多的有以下两种[1]：一种是物理增强（即电磁增强）机制，另一种是化学增强（即分子增强）机制。电磁增强模型主要有表面等离子体共振模型、镜像光电场模型、天线共振模型等；化学增强模型主要有电荷转移模型、活位模型等。电磁场机理(EM)是一种物理模型，即通过金属表面的光电场对吸附在其表面上的分子的拉曼信号进行增强。电磁场增强因子主要来自于金属表面上的粗糙程度、颗粒的形状、金属的性质及表面上的分子的吸附取向。
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第二章谷胱甘肽在金纳米粒子有序膜表面吸附的表面增强 Raman 光谱表征与分析
2.1 引言
表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)光谱技术作为一种表面技术已经被广泛应用于许多不同领域。SERS 光谱的应用效果在很大程度上取决于基底的性质。通常情况下，理想的 SERS 基底应具备以下几个特点[33,34]，较高的灵敏度，较好的均匀性、稳定性和重现性。近年来，具有良好 SERS效应的贵金属溶胶因其具有制备简单和易于操作的优点，以其作为 SERS 基底已有广泛的应用。但是，在加入分析物之后，溶胶粒子容易产生聚集，从而导致了不稳定性和 SERS 光谱的重现性较差[35-37]。为此，人们尝试将单分散的贵金属纳米粒子按特定空间排布合理构筑金属纳米颗粒聚集体，利用其所具有的良好光学和电学特性，将其应用于 SERS 光谱分析，取得了较好的效果[38, 39]。此外，可以通过适当方法合理控制所合成的纳米粒子的形貌及大小，在此基础上，通过自组装方法将纳米粒子有序组装在不同类型的固体材料表面以制备出所需的纳米粒子有序膜用于 SERS 光谱研究。这一方法可有效提高基底的稳定性和重现性。而且，对于有序膜中粒子与粒子间、粒子与基底间的相互作用所导致的光学和电学效应的研究，为进一步优化纳米粒子有序膜的结构使其更适合于 SERS 光谱应用提供有益信息。
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2.2 实验部分
2.2.1 仪器及实验参数
SERS 光谱量测采用法国 Jobin Yvon 公司的 SuperLamRab II 型激光共焦显微拉曼光谱系统。量测时采用 50 倍长焦距工作物镜。陷波滤光片(Notch Filter)用于滤除瑞利散射；1800g/mm 全息光栅提供 2cm-1 的光谱分辨率；探测器为液氮冷却 1024 ×256 像素的 CCD。实际量测时共轭孔径和狭缝分别设置为 1000μm和 100μm。以氦-氖激光器(633nm)作为激发光源，到达样品表面的激光功率约为 5mW 左右。光谱积分时间为 8 秒，累积次数为 3。超声仪(SK2200H)购自上海科导超声仪器有限公司。场发射扫描电镜（S-4800）购自日本日立公司。电化学分析仪（CHI750B 型）购自上海辰华仪器公司。所有测试均在室温(25°C)条件下进行。
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2.2.2 试剂
3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)购自 ABCR GmbH 公司，谷胱甘肽、盐酸羟胺购自 Sigma-Aldrich 公司，氯金酸(HAuCl4 4H2O)、氨水购自上海化学试剂有限公司，柠檬酸三钠(Na3C6H5O7 2H2O)、乙醇、异丙醇购自江苏永华精细化学品有限公司，双氧水与硝酸购自江苏强盛化工有限公司，盐酸、丙酮购自苏州市晶协高新电子材料有限公司，亚铁氰化钾(K4Fe(CN)6 3H2O)购自上海三浦化工有限公司。铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])购自上海青析化工科技有限公司。硝酸钾(KNO3)购自上海科昌精细化学品公司。
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第三章 金纳米粒子有序膜上腺嘌呤的表面增强拉....18
3.1 引言.....18
3.2 实验部分....19
3.3 结果与讨论.......21
3.4 小结.....26
第四章 金纳米粒子有序膜在儿茶酚胺类物质电化学.......27
4.1 引言.....27
4.2 实验部分....28
4.2.1 仪器及实验参数.........28
4.2.2 试剂........28
4.2.3Au 纳米粒子有序膜电极的制备 .....28
4.2.4 电化学表征..........29
4.3 结果与讨论.......29
4.4 小结.....42
第四章 金纳米粒子有序膜在儿茶酚胺类物质电化学分析中的应用
4.1 引言
儿茶酚胺类物质，包括多巴胺（dopamine，DA），肾上腺素（epinephrine，EP）和去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）。它们是一类神经传导物质，对人体内的儿茶酚胺类物质的检测已经成为神经系统科学家最大的兴趣。它们在不同的生物、药理学和物理过程中扮演着重要的角色[61]。它们广泛地分布在哺乳动物的中枢神经系统，负责信息的传递[62]。这些化合物的氧化是非常有趣的，而且这个过程发生在人体内。儿茶酚胺类药物还常用于治疗高血压、支气管哮喘、心脏病等[63]。许多定量技术已经被成功地应用于儿茶酚胺类物质的检测。例如，毛细管电泳和高效液相色谱通常用于分离分析物，而紫外-可见光谱[64]，荧光法[65, 66]，光电二极管排列[67]，伏安法[68-70]和化学发光[71]被应用于检测和定量。其中，电化学传感器是较便宜，容易制备，并且还是有能力检测分析的一种手段。目前，可通过自组装法[72, 73]，逐层法[74]，电化学法[75]和生物模板法[76]，在导电基底上构建 Au 纳米粒子膜，作为电化学传感器。在这些方法之中，自组装法和电化学法制备的 Au 纳米粒子有序膜备受关注。这主要是因为它们具有以下几个优点，包括容易制备，比较稳定，多功能性和重现性。尤其是我们所使用的 ITO 导电基底，是典型的具有良好的透明度和导电性的氧化物材料。在 ITO 表面制备的有序膜可以控制其理化性质。综上所述，我们利用两种方法制备的 Au 纳米粒子有序膜就可以作为电极对儿茶酚胺类物质进行电化学的定量研究了。
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小结
通过对儿茶酚胺类物质在采用化学自组装以及电沉积方法所制备的两种金纳米粒子阵列电极上的电化学行为的对比，我们选择了电沉积 600 圈所制备的金纳米粒子阵列电极作为研究儿茶酚胺类物质电化学行为的工作电极。通过对实验条件的优化，我们选择了 pH 为 7.38 的 PBS 缓冲溶液为支持电解质，选择 50mV的脉冲振幅进行微分脉冲伏安法(DPV)实验研究。在此条件下，首先对 DA、EP与 NE 进行单组份的 DPV 定量分析，获得了良好的线性关系。再结合化学计量学方法，对多巴胺和肾上腺素混合体系的 DPV 同时定量分析进行探索。通过应用 PLS 变换的变量压缩与遗传算法的变量筛选，初步实现了对多巴胺和肾上腺素混合体系不经分离的同时测定，说明化学计量学结合 DPV 方法在解决该混合体系同时定量分析问题上的可行性与有效性，为进一步的研究打下了良好的基础。
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参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇三
第 1 章 绪 论
1.1 引言
气候的变化和资源与能源的短缺正逐渐影响着世界的经济发展和生态环境。随着对便携式电子设备和混合动力电动汽车的发展市场需求的不断增加，市场对环境友好，功率密度大的储能设备的需求尤为紧迫。超级电容器，又名电化学电容器，由于其能够满足大功率的要求，长的使用寿命（大于 100000 次充放电），而且原理相对简单而逐渐引起人们的兴趣[1-3]。由于具有相对于传统电容器更大的能量密度，超级电容器满足了新世纪对能量存储的迫切需求。目前，超级电容器普遍应用于消费电子品，记忆备份系统等方面[4]。最有前途的应用之一就是在低排放的混合动力电动汽车，燃料电池车辆等方面的使用，超级电容器作为临时储能设备，在需要大功率紧急制动时与高能量密度的电池或燃料电池进行联合使用。超级电容器在未来的能源储备方面对电池来说具有同等重要的地位。
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1.2 超级电容器简介
双电层电容器可以用 Helmholtz 紧密双电层理论解释。如图 1-1 所示，当处于充电状态时，将两个电极平行插入在电解液中，并施加一定电压值（小于电解液分解电压），这时电子从正极传输到负极，在电场力的作用下溶液中的正、负离子就会定向运动到两极，并在电极表面形成紧密的双电层，产生电位差。当处于放电状态时，电极上的电荷就会自动的通过外电路释放而对外供电,同电极表面的离子就会迁移回电解液中，同时紧密双电层消失，这就是双电层电容器的充放电原理。所以，形成双电层的前提是电解质中有可移动的离子和电极材料内有可移动的电子。目前，此类电容器主要采用具有高比表面积的碳材料作为电极材料来增加电容量的能力[5-7]。通过充放电时聚合物上发生快速可逆的 P 型(或 n 型)掺杂/去掺杂氧化还原反应,从而使聚合物电极上储存高密度电荷，产生很高的法拉第赝电容而储存能量[8,9]，此类电容器利用高导电性的高分子聚合物作为电极材料，可分为 p 型掺杂导电聚合物材料和 n 型掺杂导电聚合物材料。其二者的工作原理如图 1-2，当处于充电时，P 型掺杂主要是通过获得外界提供的质子或向外界提供电子而使高聚物骨架带正电荷，同时电解液中的阴离子由于静电作用吸附在聚合物周围以保持电中性。在放电过程中，发生 P 型去掺杂过程，聚合物从外电路获得电子使带正电荷的聚合物被中和，聚合物周围吸附的带负电的离子因为浓差差异向电解液中迁移，导电聚合物发生去掺杂反应。n 型掺杂导电聚合物(如聚乙炔，聚噻盼及其衍生物)的电极充放电过程与P 型聚合物如（聚苯胺及其衍生物）过程正好相反[10]。
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第 2 章 实验方法
2.1 实验原料和仪器
X 射线衍射分析（XRD）是建立在一定晶体结构模型的基础上，根据 X 射线在晶体中的衍射现象，分析计算材料的晶相、晶胞常数和晶粒尺寸的有效手段。可以对样品进行定性和定量分析，一般每种晶体都有自己对应的特征射线衍射峰，我们可以通过不同的衍射峰位置确定样品的晶体结构及其物相组成。本实验采用型号为D-max-2500/PC 型的 X 射线衍射仪，测定样品的 X 射线衍射图谱。测试条件为 CuKα 辐射，波长 1.540598 ，扫描范围 10-80°，扫描速度 4° min-1。X 射线衍射测试及分析：制备好的样品研磨成粉末，放入样品凹槽内，用玻璃片压平，使样品略高于凹槽的上端口。把样品池放入 X 射线衍射仪内，开始测试。测得的结果采用jade5软件进行谱图分析，在jade软件中把图谱与标准卡片进行配比。若 PDF 卡片与样品谱图岀峰位相互吻合，说明制备出的样品与标准卡片物质具有同一物相。如果样品的谱图在标准图谱库中不能找到对应的卡片，则是一种新的物相，可以根据衍射定律进行物相的推导，然后做出物质的鉴定。
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2.2 超级电容器电极材料的制备及电池的组装
卤虫卵壳基碳材料本实验主要以卤虫卵壳为原材料，采用高温煅烧的方法制备出多级孔道的碳材料作为超级电容器的电极材料。首先，将卤虫卵壳用蒸馏水清洗干净，干燥备用。以300 r min-1的速度进行球磨3 h。然后在氮气保护气中先以1 ℃ min-1升温至300 ℃，保持3 h, 再以1 ℃ min-1升至700 ℃范围内碳化4 h，标记为HPC-N2。同样的方法，在氩气保护气中进行碳化，标记为HPC-Ar。将HPC-N2，HPC-Ar材料在浓HNO3中超声处理80 min，然后用蒸馏水清洗至中性，烘干即可得到最终产品，分别标记为HPC-N2-HNO3，HPC-Ar-HNO3。取泡沫镍片剪成 1 cm×1 cm 的小方块，并用点焊机将镍片与镍丝连接在一起，在镍丝上贴上标签纸，编号。用电子天平称量电极片的质量，并按编号记录下来。取干净的小烧杯。分别称取样品各 0.0080 g，乙炔黑 0.0015 g 加入烧杯中。0.0005g PTFE（粘结剂）。加入适量的无水乙醇，让样品溶解，放入超声波清洗机中进行超声处理，等到样品颗粒在乙醇中分散均匀并且没有较大颗粒时，放入 80 ℃左右的烘箱中烘干。将烘干后的样品取出，加入少量无水乙醇，方便将样品涂在泡沫镍上。将混合液刮涂在泡沫镍载体上，然后在 120 ℃真空烘箱中干燥 12 h。之后，取出电极片，用压片机在 6 MPa 的条件下进行压片。对压制好的电极片进行称量，记录涂上样品后的电极片质量，并计算出差值得到每个电极片上涂上的样品的质量。之后，将压制好的电极片放在待测电解液溶液中浸泡 3 h 以上，以达到活化的效果，进行电化学性能测试。
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第 3 章 多级孔道碳材料制备及电化学性能研究....14
3.1 引言 ....... 14
3.2 卤虫卵壳的成分分析及形貌分析 ....... 14
3.3 碳材料的制备 ......... 15
3.4 碳材料 XRD 分析 ......... 15
3.5 碳材料吸脱附曲线及孔径分布 ..... 16
3.6 碳材料红外光谱分析 ......... 17
3.7 碳材料扫描及透射电镜分析 ......... 18
3.8 碳材料 XPS 对 C1S 进行拟合分析...... 19
3.9 碳材料电化学测量 ....... 20
3.10 本章小结 ......... 25
第 4 章 基于卤虫卵壳的活性碳材料的制备.......26
4.1 引言 ....... 26
4.2 活性碳材料的制备 ....... 26
4.3 活性碳 XRD 分析 ......... 26
4.4 活性碳氮气吸脱附曲线及孔径分布 ......... 27
4.5 活性碳红外分析 ..... 28
4.6 活性碳扫描电镜分析 .... 29
4.7 活性碳 XPS 对 C1s 进行拟合分析...... 29
4.8 电化学测试 ....... 30
4.9 本章小结 ...... 35
第 5 章 基于卤虫卵壳碳材料的非对称超级电容器的组装......37
5.1 引言 ....... 37
5.2 MnO2/GO 复合物的 XRD 分析 ...... 37
5.3 MnO2/GO 复合物吸脱附曲线及孔径分布....... 38
5.4 MnO2/GO 复合物的扫描电镜分析....... 38
5.5 透射电镜分析 ......... 39
5.6 非对称电容器电化学测试 ....... 40
5.7 本章小结 .......... 44
第 5 章 基于卤虫卵壳碳材料的非对称超级电容器的组装及电化学测量
5.1 引言
为了提高超级电容器的能量密度，一方面可以提高电极材料的比电容，另一方面可以提高超级电容器的电压窗口，因此本章为了对碳材料在超级电容方面的进一步开发利用，利用 MnO2/GO 复合材料（制备方法见第二章）作为正极材料，活化的卤虫卵壳碳材料作为负极材料，1 M Na2SO4作为电解液，玻璃纤维膜为隔膜，组装了非对称超级电容器以期在电化学性能方面取得较好的结果。图 5-4a 为 MnO2/GO 的 TEM 图，图中可以明显二氧化锰纳米片负载于氧化石墨烯上，这与 SEM 图也是相对应的。图 5-4b 是负载在 GO 的 MnO2的 TEM 图，看以看到约为 20-30 nm 的二氧化锰纳米片。而 5-4c 和 d 是负载在 GO 的 MnO2的高分辨图及衍射图，可以看到，二氧化锰的结晶性不高，这与 XRD 图是相对应的，图 5-4c是负载在 GO 的 MnO2图，可以得到，MnO2图的晶面间距大约为 0.23 nm 对应氧化锰的（211）晶面, 这与 XRD 分析结果有良好的一致性，图 5-4d 是负载在纳米 MnO2的衍射图，可知二氧化锰是多晶结构，但是衍射环较弱，说明结晶性较差，和 XRD分析相对应。
……….
结 论
本文采用了一种天然生物材料卤虫卵壳为碳材料的前驱体，利用高温裂解获得碳材料。通过不同的处理方法，力求获得电化学性能优越的三维多级孔道碳材料。通过对制备材料的表征分析，可知以下结论。
（1）通过 XRD 分析可知，无论碳材料在 KOH 活化前还是未活化，合成的碳材料都是无定性结构。通过红外和 XPS 分析可知碳材料的表面都存在大量的含氧官能团。通过孔径分布，吸脱附曲线和扫描电镜可知合成的材料为三维网状多级孔道结构。
（2）通过对比在不同惰性气体对碳材料的性能发现，在氩气气氛下合成的多孔碳材料的电化学能比氮气气氛合成的碳材料好。在氩气下合成的碳材料经过硝酸处理后，杂质减少，但是含氧量并未增加，增加的比电容为比表面积增加导致的双电层电容，在 1 M H2SO4电解液中，最大比电容达到 321 F g-1，在 6 M KOH 电解液中最大比电容达到 231 F g-1，在 1 M NaSO4电解液中最大比电容达到了 178 F g-1。
（3）对未活化的在氩气气氛下烧得的，硝酸处理后的碳材料在不同的水系电解液中进行长循环充放电测试，经过一万圈充放电后，碳材料在 1 M H2SO4，6 M KOH 和1 M NaSO4电解液中的容量保持率分别为 100%，100%，97%。对比碳材料商业碳材料 KB-600（表面存在含氧官能团）在三种电解液中的容量保持率分别为 100%，96%，87%。对比自制的碳材料 CDC-F（后处理使表面成含氧官能团）在三种电解液中的容量保持率分别为 100%，78%，67%。以上数据支撑了本论文提出的新观点：含官能团的碳材料的循环性能和碳材料与官能团的结合力有关。
…………
参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇四
第一章 绪论
1.1 引言
复合材料是含有两种或两种以上组分的新材料。根据不同的工程需要，人们可以方便地选取不同的组分材料并采用最适合的细观结构来优化复合材料的性能，使其具有任何一种单一材料都无法具备的性能[1]。复合材料可以看作是细观和宏观两个层次的材料。借助于电子扫描电镜等仪器，人们可以清晰地观察到复合材料的细观结构。宏观上均匀的复合材料，当描述尺度小到一定程度的时候，其细观层次上就是非均匀的。其组分材料中有一相是连续的基体材料，而其它相是离散地分布于基体材料中，通常称为夹杂。基体材料包括金属、陶瓷和聚合物三类常见的固体材料，分别构成金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及聚合物基复合材料。夹杂通常比基体的性能更强，因而又称为增强体或增强材料。夹杂的形状通常是颗粒(particle)、纤维(fiber)等，微孔洞和微裂纹则可以视为特殊的夹杂。人们在复合材料的细观结构与宏观性能间的关系这一关键性问题上进行了长期的研究和探索，力图用细观力学的原理来设计复合材料，推动新型复合材料的研制与发展，进而掌握材料增强、增韧的内在规律，特别是在近 20 年来，已经取得了非常大的研究成果[2-4]。因此，复合材料的设计工作深入到了更深的层次上，即复合材料的细观设计。众所周知，复合材料的宏观性能是由材料的细观结构和各相材料的性质所决定，弄清材料细观结构和其宏观平均性能之间的关系，并使材料在受控条件下组成规定的细观结构，从而得到具有预定宏观性能的新材料，这就把材料研究从探索、筛选和依靠经验的现状，提高到在理论指导下的有目的研究和设计。随着复合材料应用研究的深入，尤以颗粒增强复合材料以低廉的价格、优越的性能在光机构件、电子封装的应用上引起了人们的广泛关注[5]。
………..
1.2 国内外研究现状
目前，对于复合材料热力学性质的研究工作主要集中在热物理性能以及热应力方面，下面将分别给出复合材料热物理性能及热应力的研究现状。尽管复合材料的在细观层次上是不均匀的，但是总可以设想存在一种有效介质，该有效介质具有与实际非均匀材料同样的响应规律，即具有同样的宏观性能，通常称之为材料的有效性能或等效性能。细观力学最早期的工作就是根据不同的非均匀材料预报它们的有效宏观性能[4]。随着细观力学的发展，对复合材料刚度、热物理特性等宏观性能的研究逐渐兴起，发展了较为系统的细观力学方法和模型，解决了一些理论和实际问题。这些代表性的理论有以Eshelby[10-11]等效夹杂理论发展起来的自洽理论(Self-consistentmethod)[12-13]、广义自洽理论以及Mori-Tanaka[14]方法，基于变分原理的求有效体积模量和剪切模量的边界和估计的方法(HS、RV)以及微分方法[15]等。尽管以上方法也依赖于材料的细观结构，但对于其细观结构的细节并不太敏感，因为许多预报复合材料有效性能的工作仅仅包含了增强体体积分数参数作为表征材料细观结构的参数，因此，后来的学者在这些经典细观力学方法的基础上更充分的考虑了材料的细观特征并发展了一些更为有效的方法，从而能够更准确的预测材料的宏观性能。
……….
第二章 数理统计及随机方法理论基础
2.1 数理统计方法
随机变量的分布能够完整地描述随机变量的统计规律。但要确定一个随机变量的分布有时是比较困难的，而且往往也是不必要的，实际问题中，有时只需要知道随机变量取值的平均数以及描述随机变量取值分散程度等一些特征数即可。这些特征数在一定程度上刻画出随机变量的基本形态，而且也可用数理统计的方法估计它们。材料科学中，常用的统计分布有正态分布、对数正态分布和 Weibull 分布。本文中主要利用正态分布来拟合数据，由于在一般的概率统计教材中均可以看到其它统计分布，本文仅仅对正态分布作简要的介绍。正态分布是统计中最重要也是最常用的连续概率分布，由于许多的自然现象、工程状况、商业问题以及社会现象，都可以采用正态分布来加以叙述，所以它受到了统计学家们的重视。由于有一些离散概率分布和连续概率分布都是以正态分布为其极限的，因此在样本容量相当大的情况下，可以采用正态近似法来解决这些概率分布问题。
……….
2.2 随机方法
随机因子法[39-40]的基本思想是将每一个随机变量分解成一个随机因子与一个定性量(即该变量的均值)的乘积，该随机变量的随机性由其随机因子来体现。随机因子的均值为 1.0，它的变异系数等于该随机变量的变异系数。再利用求解随机变量函数的数字特征的二阶矩法，便可求出随机变量的均值和方差等统计量，然而该方法主要针对简单线性结构能提出随机因子的问题，在复杂线性结构以及非线性结构的许多随机分析问题上还需进一步完善。下面将简单介绍一下二阶矩法。二阶矩法[38]，该方法的全称为：一次二阶矩中心矩法。所谓一次是指功能函数为线性函数，二阶矩是指在计算中最高只需已知功能函数的二阶矩。该方法的研究起始于 40 年代末，它无需推导随机变量的概率分布，只需要已知随机功能函数的平均值和均方差即可，是一种较为实用的近似计算方法。当然该法也有其固有缺点：当功能函数为非线性函数时，由于该法采用了在基本变量的中心点处线性泰勒展开，忽略了非线性项，从而导致计算误差的产生。
………..
第三章 有效热传导系数解析边界和估计的随机均化分析......13
3.1 有效热传导系数理论预测模型.........13
3.2 随机因子法推导有效热传导系数解析边界和估计的均值.......14
3.3 基于蒙特卡洛法的有效热传导系数均值和均方差求解......19
3.4 数值算例.........20
3.4.1 细观结构参数的随机性对有效热传导系数随....20
3.4.2 组分体积比对有效热传导系数随机均化结果的影响.........25
3.5 本章小节.........29
第四章 有效热膨胀系数解析结果的随机均化分析..........31
4.1 有效热膨胀系数理论预测模型.........31
4.2 随机因子法推导有效热膨胀系数解析结果的均值和均方差.....32
4.3 基于蒙特卡洛法的有效热膨胀系数的均值和均方差的求解.....36
4.4 数值算例.........37
4.5 本章小结.........46
第五章 复合材料热残余应力的有限元分析........47
5.1 有限元理论与分析步骤.......47
5.2 有限元计算模型及材料参数......50
5.3 材料参数是否随温度变化对复合材料热残余应力的影响.........51
5.4 材料参数对复合材料热残余应力的影响........52
5.5 颗粒对复合材料热残余应力的影响.........55
5.6 本章小节.........58
第五章 复合材料热残余应力的有限元分析
5.1 有限元理论与分析步骤
利用有限元软件对复合材料的热残余应力进行分析，一般有热弹性和热弹塑性两种理论，这两种理论在模拟结果上差异很大。田宇[47]分别采用这两种有限元理论模拟了 SiCp/Al 的热残余应力，结果显示：采用热弹性理论时，由于不考虑材料的塑性变形，其结果与实际情况相差很大；而热弹塑性理论考虑到了材料的塑性变形，计算结果更接近真实情况。所以本文采用热弹塑性理论对复合材料热残余应力进行分析。本节将着重阐述热弹塑性基本理论及有限元分析步骤。在大部分有限元计算细观力学中的数值解均是在假设增强体呈理想的周期分布的情况下，选取代表性体元进行有限元分析。本章对理想的单颗粒模型进行分析，考虑到材料的各向同性以及所选模型的对称性，采用 1/4 有限元模型，选用Coupled Field 耦合单元中的 Vector Quard 13 四边形四节点单元对模型进行网格划分(图 5.1)，然后对其施加对称边界条件。图 5.1 中左下角 1/4 圆区域表示颗粒，其它区域表示基体。
……….
结论
复合材料的细观结构比较复杂，其基体、夹杂的体积含量以及细观结构参数等稍有变化都会引起材料宏观平均性能以及力学响应的变化。因此，研究材料细观结构参数对宏观有效热物理性能以及热应力的影响有着重要的价值，也越来越受到人们的重视。本文首先研究了复合材料细观结构及其参数的随机性对其有效热物理性能的影响，本文的研究为随机均化分析提供了新的方法，从而将不确定性分析引入线性和非线性复合材料的分析中。得到了如下结论：
(1) 在处理复合材料有效热物理性能的随机均化问题时，随机因子法能快速的输出结果，且其结果精度和蒙特卡洛法的结果精度能达到很好的一致。
(2) 材料各组分细观结构参数、体积比的随机性及各参数之间的相关性对随机均化结果均有一定的影响，但影响程度不一。如组分体积比的随机性对材料有效热物理性能的影响最为明显。在复合材料的结构设计中应当予以充分考虑。
…………
参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇五
第一章 引言
1 微生物油脂
微生物油脂（microbial oils），又称为单细胞油脂（single cell oil， SCO），指的是在一定的生长条件下，细菌、真菌和藻类等微生物利用外源营养物质合成并存储在细胞内的油脂（颜治等，2003）。油脂代谢是微生物最主要的生命活动之一。微生物油脂的成分大致类似于植物油的，主要为中性脂肪酸、游离脂肪酸和磷脂等（Ratledge et al., 1993）。微生物油脂的存在形式与动植物油脂的基本一致：一种存在于质膜等细胞结构中，含量恒定；另一种是贮存脂形式，以脂滴或脂肪粒的形式存在于细胞质中。如图1-1 所示，在显微镜下酵母菌 Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 菌株的细胞中携带的明亮球形内含物即为油滴。油滴的外层为磷脂和特定蛋白组成的单分子层，内层核心是其主要成分，主要为三酰甘油（TAG）和甾醇酯等中性脂（Beopouloset al., 2009）。微生物油脂的研究最早起源于一战期间的德国。为了解决油源匮乏的问题，研究者利用产脂内孢霉（Endomyces vernalis）和镰刀菌属 （Fuasrium spp.）生产油脂，进行了最早的有关微生物油脂的研究。20世纪30年代，德国科学家就利用深层液体培养技术进行了微生物油脂的生产。近年来微生物油脂已经成为一个研究热点，陆续发现多种微生物能利用葡萄糖等碳源生产油脂。目前微生物油脂的研究方向主要聚集在生产经济价值高的特殊功能油脂和利用油脂衍生的高级化工原料（Ratledge，2004 ；Beopoulos et al.，2011）。
………
2 产油微生物概述
若微生物能累积占到菌体干重 20%以上的油脂，此种微生物即被称之为产油微生物（oleaginous microorganisms）（Ratledge et al., 2002）。 产油微生物的分布十分广泛，多种细菌、霉菌、藻类和酵母菌能累积 20%以上的油脂。微藻中的油脂成分与植物油的成分十分相似，因此具有极大的应用价值，微藻油脂可以作为生物柴油的原料和植物油的替代品。另外小球藻属（Chlorellaspp.）和绿色巴夫藻属（Pavlovaviridis spp.）累积的油脂中，花生四烯酸所占的比重分别高达 25%和 28%（殷梦华等，2005）。微藻油脂生产的最大缺点是微藻生长缓慢且细胞密度低，不能获得充足的生物量，单位体积的油脂产量不高。绿藻（Chlorophyta）和硅藻（Bacillariophyceae）油脂含量高且培养相对简单，有工业化生产的潜力，被认为是理想的能源微藻。绿藻中的小球藻（chlorella spp.）适合大规模培养，利用小球藻进行生物柴油生产成为能源机构和能源公司的研究热点。缪晓玲等（2004）通过异养细胞工程技术利用小球藻获得了脂类含量高达 55%（w/w）的异养藻细胞，4 倍于小球藻在自养状态所累积的油脂。美国可再生能源实验室利用分子生物学技术构建了一种工程绿藻在实验室条件能累积超过 60%的油脂；同时在野外的自然条件下，该菌株也能累积 40%以上的油脂，远高于其他野生菌株在自然条件下仅有 5%-20%的含油量。利用分子生物学技术构建工程微藻有巨大的工业潜力。
……….
第二章 MIG1 基因的敲除对于解脂亚罗威亚酵母ACA-DC 50109 菌株中油脂合成和累积的影响
1 前言
与其他产油微生物相比，产油酵母有诸多优点：生长迅速，生物量高，细胞油脂含量高，不产内毒素，易于遗传操作，易于大规模发酵等。通常酵母菌只在高糖质浓度时才能累积油脂，而高的糖质浓度可能会导致部分脂类代谢相关的基因受到碳源阻遏（Flores et al, 2005）。Papanikolaou（2006）认为浓度过高的葡萄糖浓度会使ATP-柠檬酸裂解酶失活导致油脂累积的减弱。在酒精酵母等酵母菌中，过高的葡萄糖浓度会对酵母菌的碳源利用、线粒体发生、糖异生和其他代谢途径有抑制作用，并能阻遏细胞中多种基因的表达，称为碳源阻遏（Westholm et al, 2008）。Mig1是碳源阻遏中的核心调控因子，该蛋白中的两个锌指结构域能与一些基因的启动子结合，从而阻遏基因的转录。删除编码Mig1的基因后，受到碳源阻遏的基因的转录水平会提高，称为解阻遏。Y. lipolytica 能在胞内累积大量油脂，并且遗传背景清晰，遗传操作简单。近年来Y. lipolytica作为酵母菌累积油脂的研究模型受到广泛关注。研究者通过基因敲除和基因超表达等手段证实了Y. lipolytica中ATP-柠檬酸裂解酶（ACL）、乙酰-CoA羧化酶（ACC）和苹果酸酶（ME）均与油脂的累积相关（Beopoulos et al.，2009）。实验室保藏的Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株能累积占菌体干重44%到54%的油脂，同时生物量达到 9-12 g/l。我们认为Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株在高碳氮比的产油培养基中培养，与油脂代谢相关的基因可能会受到阻遏。因此，我们敲除了Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株中编码Mig1的基因MIG1，研究其对油脂合成和累积的影响。
……….
2 实验材料和方法
高产油脂酵母Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株，由希腊食品科学技术学院食品微生物实验室的Dr. Seraphim Papanikolaou馈赠（Papanikolaou et al., 2003），现保藏于本实验室；
高产油脂酵母Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株的尿嘧啶缺陷突变菌株5F由本实验室毕业生赵春海筛选得到，保藏于本实验室；
大肠杆菌（E. coli）感受态细胞DH5α够自天根生化科技(北京)有限公司；
载体pMD19-T Simple购自宝生物公司（TaKaRa，Dalian，China）。
…….
第三章 圆红冬孢酵母 2F5 菌株直接利用菊粉...... 43
1 前言..... 43
2 实验材料与方法.... 43
3 结果和讨论 ..... 48
3.1 高产油脂的圆红冬孢酵母菌株的筛选 ......... 48
3.2 2F5 菌株的鉴定 ........ 50
3.3 2F5 菌株中菊粉酶活力的测定与菊粉酶基因的克隆..... 52
3.4 不同菊粉浓度对于菌体生长和油脂生产的影响..... 54
3.5 2-l 发酵罐中的油脂生产....... 55
3.6 脂肪酸成分分析....... 57
3.7 生物柴油的制备....... 57
4 本章小结 ......... 58
第四章 海洋沼泽红酵母 p1721 菌株生产胞内油脂....... 59
1 前言...... 59
2 实验材料与方法....... 59
2.1 质粒与菌株 ......... 59
2.2 试剂......... 60
2.3 培养基 ..... 60
2.4 实验方法 ....... 60
3 结果..... 65
3.1 产胞外油脂菌株的筛选 ....... 65
3.2 p1721 菌株的鉴定..... 67
3.3 摇瓶中胞外油脂生产条件的优化.... 69
3.4 10-l 发酵罐中胞外油脂的生产 ......... 71
3.5 胞外油脂和胞内油脂的脂肪酸成分分析 .... 73
3.6 3-羟基脂肪酸合成途径的探究 ......... 76
3.7 胞外油脂的醇类成分分析 ......... 80
4 本章小结 ......... 81
第四章 海洋沼泽红酵母 p1721 菌株生产胞内油脂和胞外油脂的研究
1 前言
以前文献报道的微生物油脂其实都是胞内油脂，所以又称为单细胞油脂。一般来说，油脂酵母累积的油脂最多可以占自身干重的70% (w/w)左右（Li et al.，2007）。从培养条件来说，酵母菌油脂的累积需要高碳源和低氮源，这本身就限制了菌体的生长，导致生物量偏低，而油脂的产量与生物量直接偶联。酵母菌的油脂一般以油滴的形式贮存在细胞内。酵母菌油脂的提取首先即需要破坏细胞壁使油脂释放到胞外，消耗大量成本。这也是限制微生物油脂大规模应用的一个重要因素。有文献报道，一些藻类能在累积胞内油脂的同时能分泌一些油脂到胞外（Feng et al., 2013）；另有某些普鲁兰短梗霉菌株也能生产大量的胞外重油（Manitchotpisit et al., 2011；Price et al., 2013）。这提示我们考虑，在合适的培养条件下是否会有一些野生酵母菌株也能够分泌胞外油脂。红树林湿地是一种独特的生态系统，微生物资源丰富，酵母菌的多样性较高。我们实验室从红树林系统分离到多株酵母菌能生产大量的蛋白、油脂和多糖等胞外产物。我们从海南东寨港采集红树林的植物样品，从中分离出69株酵母菌。通过筛选发现，有1株酵母菌p1721能够在累积胞内油脂的同时分泌胞外油脂。因此我们以该菌株为对象，对其胞内油脂和胞外油脂的合成进行了研究，并初步探索了胞外油脂的合成机理。
……….
总结
（1）基于同源重组的原理，删除了 Y. lipolytica ACA-DC 50109 菌株中与碳源阻遏相关的 MIG1 基因，得到敲除菌株 M25；敲除菌株 M25 与原始菌株相比，细胞的油脂含量由 36.0%提高到 48.7%，敲除菌株 M25 的细胞中有更多的油滴；利用 RT-PCR 分析了敲除菌株 M25 中 21 个油脂代谢相关基因转录水平的变化。大部分与脂肪酸合成和三酰甘油合成有关的基因的转录水平大大提高，仅有与脂肪酸 β-氧化有关的 MFE1 基因的转录水平下降为原始菌株的 31.2%，这可能是敲除菌株油脂含量提高的原因。这证实了 MIG1 基因确实对 Y. lipolytica ACA-DC50109 菌株的油脂代谢有调控作用。
（2）筛选得到 2F5 菌株能够利用菊粉高效累积油脂，该菌株鉴定为圆红冬孢酵母（R. toruloides ）；设计简并引物，PCR 扩增得到 2F5 菌株中编码菊粉酶基因的片段；根据分析得到的蛋白序列，具有菊粉酶的典型保守区位点；菊粉浓度为 60 g/l 时，2F5 菌株含油量最大，达到 62.14%，生物量为 15.82 g/l。在 2-l发酵罐培养 96 h，油脂含量达到最大值 70.36%，生物量为 16.64 g/l；2F5 菌株所累积的油脂中十六碳和十八碳脂肪酸占到绝大部分；由该油脂制备的生物柴油燃烧性能良好。
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参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇六
第一章综述
1.1稀磁半导体
当今社会正处在飞速的发展阶段，信息作为一种重要的资源越来越引起人们的重视。人们对于信息的处理和传输的速度上的要求越来越高，因此由半导体材料组成的高频器件以及大规模集成电路的应用也越来越广泛；同时，对于大量信息的存储则是由磁性材料完成的，如硬盘的读写探头。然而，对于常见的半导体材料来说，大都不具有磁性；而对于应用最多的一些磁性材料，又都不具有半导体材料的性质。经过科研工作者的探索，终于发现了一种既有磁性，也具有半导体的性质的材料，并把其命名为稀磁半导体。稀磁半导体又叫做稀释磁性半导体（Diluted magnetic semiconductors. DMSs),是指用3d电子层过渡族金属离子或是4f电子层稀土金属离子替代II-V、II-VI、III-V、或IV-VI族化合物的部分非磁性阳离子产生的一种半导体。由于这种半导体材料中磁性元素的含量很少，相对于传统的磁性材料（例如Fe、Co、Ni等）磁性较弱，因此在半导体之前冠以“稀磁” 二字。在稀磁半导体中，由于磁性离子掺入电子的电荷特性和自旋特性被结合在了一起来应用，这打破了此前半导体中只是应用电子的电荷属性的局面。这种将“磁”这一属性结合到非磁性半导体器件或电路中的试探是一种巨大的进步，因为将磁与电和光结合到一起将制造出更多高性能、多功能、低能耗的新型半导体器件。
……..
1.2纳米铁磁性
纳米（nanometer，nm),是一个非常小的长度单位，1纳米即10.9米。上世纪80年代，有人开始用“纳米”来命名材料，“纳米材料”指的是材料尺寸在1?100纳米的范围。从广义上说，在三维空间中只要有一个维度的尺寸符合1~100纳米的范围，就可以称为纳米材料。如果只有一个维度在纳米材料范围，称为二维纳米材料，常见的有薄膜，超晶格等；如果有两个维度在纳米材料范围，称为一维纳米材料，如纳米线；如果三维空间中三个维度都在纳米材料范围，称为零维纳米材料，最常见的是颗粒体系。量变到一定程度就有可能引起质变，材料尺寸从宏观到微观的变化过程很好的印证了这一点。随着物质的尺寸的不断减小，从宏观尺寸到纳米数量级，有许多在宏观尺度下观测不到的性质开始显现出来，这些效应主要包括小尺寸效应7、表面效应宏观量子隧道效应n、库仓堵塞与量子隊穿I2和介电限域效应13等，由这些效应，又能派生出许多奇异的性质。
………..
第二章试验方法和测试手段
2.1本文用到的实验方法
自1900年水热合成理论建立以后，人们开始用这种方法来研究功能材料的制备。水热法又称热液法，属液相化学法的范畴。是指在密闭的反应爸中，以水为溶剂，在高温(100-1000 °C)高压(10-100MPa)的条件下进行的化学反应IS。根据反应类型的不同，水热反应一般可以分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等类型。利用水热法往往只能制备一些氧化物材料和对水不太敏感的硫化物材料，而不适用于一些易水解的化合物的制备，这些不足促成了溶剂热技术的产生和发展。溶剂热制备技术在原理上与水热法十分相似，只是将水替换成有机溶剂。由于有机溶剂种类繁多，而且性质差异很大，这大大开阔了人们利用新的有机溶液设计新的合成路线的视野，从而拓展了水热法的应用范围。在溶剂热反应中，溶剂起到了传递压力、媒介和矿化剂的作用。球磨法是指利用研磨体（钢球等）的冲击作用而将物料粉碎并混合的一种方法。其粉碎过程极为复杂，若以某一单独颗粒为研宄对象，则球磨过程中它可能反复地受到研磨压应力的作用，致使存在于该颗粒表面上固有的或新生成的裂纹扩张，进而导至其破碎或产生塑性变形。当该颗粒不断地被粉碎时。产生的某一级新颗粒便难以进一步磨细了，这是因为新生颗粒表面上的裂纹较细，且出现某一最小断裂应力的裂纹几率也减小了的原故。当破碎过程继续进行时，所需的最终破碎应力可能会增大到使颗粒产生塑性变形的程度。此时，随着塑性变形的产生，颗粒便不会最被磨细了。因此，研磨物料时会有一个粒度极限值。对于石英原料而言，能被磨细的粒度极限值为1微米左右，又如，石灰石的极值为3-5微米。球磨共分干磨和湿磨两种，湿磨的研磨效率较高，且操作条件优于干磨。在本论文有关球磨的工作中，均是选用了湿磨的方法。
………..
2.2本文用到的测试和表征方法
X射线衍射是一种研宄材料的成份、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的重要研宄手段X射线物相分析给出的结果，不是试样的化学成分，而是由各种元素组成的具有固定结构的物相。X射线在晶体中的衍射，实质是晶体中各原子相干散射波之间互相干涉的结果。X射线从原子面的反射是有选择的，1942年，英国首次制成了一台实验室用的扫描电镜，但由于成像的分辨率很差，照相时间太长，所以实用价值不大。1956年，商品扫描电镜开始生产。该仪器主要是利用电子和物质的相互作用来获取被测样品本身的诸如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等物理、化学性质旳信息。扫描电子显微镜的基本原理是由电子枪发出的电子，经过2 ~ 3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，包括背散射电子、二次电子、特征X射线、俄歇电子等。这几类物理信号可以用来在不同层面和角度对样品的物理、化学性质进行分析。扫描电子显微镜由三大部分组成：真空系统，电子束系统以及成像系统。真空系统主要包括真空菜和真空柱两部分。真空柱是一个密封的柱形容器。真空菜用来在真空柱内产生真空。有机械菜、油扩散菜以及祸轮分子栗三大类，机械粟加油扩散菜的组合可以满足配置销枪的SEM的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧枪的SEM，则需要机械粟加润轮分子栗的组合。成像系统和电子束系统均内置在真空柱中。真空柱底端即为密封室，用于放置样品。
………….
第三章Cu0/Cu20块体复合材料的铁磁性...... 11
3.1引言 ......11
3.2以CuO为前驱物制备Cu0/Cu20...... 11
3.2.1样品的制备 ......11
3.2.2样品的测试与表征...... 13
3.3以Cu20为前驱物制备CuO/Cu2...... 15
3.3.1样品的制备...... 15
3.3.2样品的测试与表征...... 15
3.4样品磁性来源的解释与分析...... 16
3.5小结 ......17
第四章Cu0/Cu20微米球复合体系的铁磁性研究...... 18
4.1引言...... 18
4.2样品的制备...... 18
4.3样品的测试与表征...... 19
第五章ZnO/CuO复合材料的铁磁性研究...... 27
5.1 引言...... 27
5.2样品前驱物的选取与制备...... 27
5.3样品的测试与表征...... 27
5.4理论解释...... 31
5.5 小结...... 32
第六章ZnO/CuO复合多层膜的铁磁性研究
6.1引言
对于界面产生铁磁性的研宄，我们己经在之前的章节详细介绍了，因此本章就不再赘述这些内容。在之前的工作中，我们己经用球磨ZnO和CuO的方法产生了磁性，并通过改变样品的的配比调控了磁性的大小，最终我们把体系的磁性归因于ZnO和CuO界面的影响。但是对于块体样品而言，其中的界面浓度无法确定，因此如果将复合样品制备成多层膜，这样就可以对其界面及界面数进行调控，从而达到对样品铁磁性的可调和可控。因此我们利用里胶法制备不同界面数的ZnO/CuO复合多层膜，并对其结构及铁磁性进行了进一步的探讨，其结果如下。甩胶法制备薄膜样品的步骤如下（如图6.1所示)。首先是配胶过程：在本实验中前驱物我们选择了乙酸锌和乙酸铜，并配以等摩尔的乙醇胺以增加胶的粘稠度，溶剂则选择了乙二醇甲醚，混合之后在60 °C的水浴下搅拌3h，再静置72 h，最终成为了 0.35 M的溶胶；然后是思膜过程：甩膜的时候我们要将配好的溶胶滴在玻璃片上，然后以3000r/min的速度甩动30 S，此时在玻璃片上形成了约为15~20 mn厚的溶胶层，再将玻璃片在300 °C的温度下干燥10 min,重复以上过程就可以获得多层的薄膜样品；最后再把样品用500 °C的温度热处理3h,使得样品最终成相，再用玻璃刀裁剪为合适的尺寸即可。
……….
结论
本文简述了稀磁半导体及其铁磁性的定义与有关研究成果，总结了界面产生铁磁性的相关研究。文章首先分别采用煅烧CuO和Cu20的方法制备了 Cu0/Cu20块体复合体系，当两相同时存在且比例适合是获得了最强的室温铁磁性，而单相的样品则呈现微弱的磁性，因此把该磁性来源归因于Cu0/Cu20两相的界面，最终在高分辨TEM图像下我们观察到了这一界面。釆用水热法制备了 ai0/Cu20微米球复合体系，通过改变反应温度、反应时间、反应前驱体浓度等条件均有效地控制了体系中CuO和Cu20的比例，使得CuO/Cu2〇界面数发生改变，进而调控了体系的室温铁磁性。采用球磨的方法制备了 ZnO/CuO复合体系，发现纯相的样品磁性为10-3emu/g数量级，当两相混合时磁性明显增强且提升了一个数量级。通过XPS和TEM的结果说明界面处Cu元素的变价为该铁磁性的起源，并利用交换模型予以解释。采用甩胶法制备了 ZnO/CuO复合多层膜，通过控制ZnO与CuO的界面数有效地调控了复合体系的铁磁性，分析了单相ZnO、CuO多层膜磁性属于体效应，最终在排除单相薄膜对体系磁性的贡献下得到了磁性与界面数的线性关系。
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参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇七
第一章绪论
1.1半导体光催化材料
自工业革命开始，人类取得了工业生产方面的巨大进步，科学技术突飞猛进，社会生产力得到很大提高，然而随着人口的增长和经济规模的扩大，对自然资源的过渡开采和浪费使得环境与生态问题日益突出。1972年，Fujishima和Honda首次报道单晶态TiCh电极能够在光环境下分解水随后多相催化反应成为催化领域一个重要的研究方向：光催化分解水，光催化还原C02,光降解有机材料等。这些领域多以Ti02为主要研究对象，不同专业背景的科技工作者对半导体光催化材料的制备和应用都进行了深入研究，近40年来，光催化研究在理论和应用方面都取得了重要的进展。与金属不同，半导体的能带是不连续的，禁带存在于导带(CB)和价带(VB)之间，光催化氧化法机理就是建立在半导体材料的价带理论之上。半导体材料通常具有一定的带隙，在光照射的条件下，若入射光子能量大于半导体材料带隙能量时，VB位置的电子会被激发到CB,从而产生电子空穴对。激发到CB上的负电荷是具有强还原性的活性电子，而VB激发后存在的空穴则具有氧化性。溶液中的溶解氧和水会与光催化产生的电子和空穴发生反应，从而产生具有活性的鋒基自由基，鋒基自由基带有强氧化性，可以将有机物氧化成C02、H2O等小分子，同样对微生物也有抑制作用。
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1.2太阳能电池
对光伏的的研究始于1839年，物理学家Becquere发现了光生电流[44]。光在太阳能电池中的行为主要包括：（1 )上电极的吸收和反射；（2) n型区的吸收和反射；（3)电池对光的吸收；（4)背电极的反射；（5 )背电极反射光的吸收；(6)背电极的吸收。通过使用高吸收率的材料和减少反射，可以莰得较高转化效率的太阳能电池。第一个工业生产的桂电池诞生于1940年，其能量转化效率超过6%[44]。太阳能电池的发展大致可以分为如下阶段：第一代：基于晶体娃的太阳能电池第二代：薄膜太阳能电池。包括非晶娃薄膜太阳能电池，碲化镉（CdTe)太阳能电池，铜铟镓碼（CIGS)太阳能电池，碎化镓太阳能电池及燃料敏化太阳能电池等。第三代：主要是新概念太阳能电池。各种叠层结构电池，热光伏电池（TPV),量子卩井或量子点超晶格电池，热载流子电池，碰撞离化电池等。对于应用于太阳能电池的半导体材料来说，要求吸收系数较大，大多大于10W,这样可以较好地吸收太阳福射，光能的吸收可以激发能量较低的电子跃迁到较高能量态上，实现电子从价带到导带的跃迁。如果没有产生电子和空穴，只是与晶格交换能量，则光能会变成热能；如果产生光生载流子：电子和空穴，在p-n结内建电场下可以实现电子空穴的转移，产生电能，这种效应称为光伏效应。但是只有光子能量比半导体材料带隙大时，才有可能激发电子从价带跃迁到导带，出现本征吸收。在本征吸收中，同时要遵循能量守恒和动量守恒，直接带隙半导体电子跃迁时具有相同的波矢，而间接带隙半导体，布里渊区导带最小值和价带最大值不在相同的波矢，电子跃迁时动量会发生变化。
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第二章Ta掺杂ZnO纳米粉末的制备与抗菌性能的研究
2.1引言
近年来ZnO受到越来越多的关注，因为其独特的光学、电学和化学性质⑴。在这些特性之中，ZnO催化降解有机污染物得到了广泛的研究[24],另外，ZnO也表现出较强的抑制细菌生长的能力[5，6]。一些关于块体和纳米尺度的ZnO材料的抗菌行为也有报道抗菌剂针对一些工业部门有着重要用途，包括环境、水处理、食品、纺织品生产、包装、医疗保健以及建筑和装饰等。它们可以简单分为：有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂》天然抗菌剂主要来自于天然植物的提取，如曱壳素、芥末、荒麻油、山赛等，耐热性差，杀菌率低，数量少且不能广谱长效使用。在一些医疗设施或者聚乙稀类食品包装中，要求广谱杀菌效果佳，多使用有机抗菌剂，主要品种有香草酸或乙基香草搭类化合物，还有跌基笨胺类、咪吨类、塞唾类、异盡唾S制汗生物、季铵盐类、双孤类和纷类等，然而大多数有机抗菌剂对于温度和压强比较敏感，容易水解，有效期短⑴]。无机抗菌剂是利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，主要有银、氧化铁、氧化锌、氧化铜、碟酸二氢铵和碳酸链等，因其多为金属或金属氧化物[气有效期限长，低毒性，高效选择性，能耐受高温在过去十年获得越来越大的关注和认可。Ti02和ZnO半导体材料作为抗菌剂，不少工作进行了紫外光催化抗菌的研究。
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2.2 Ta捧杂ZnO纳米粉末的制备
2.2.1过氣化神檬酸钽前体溶液的合成
合成原料:五氧化二钽(13205,99.5%,中国医药上海化学试剂），醋酸（HAc ),氢氧化钾（KOH, 82%),杵檬酸（C6H807 H2O ),以上药品均为分析纯，过氧化氢（H2O2, 30% )过氧化种檬酸担的合成：碱融法使得五氧化二钽形成xK:20Ta205化合物，溶于水后调解到适当pH值，溶液中担以水合钽酸的形式沉淀下来，之后通过系列的清洗，除去残余的K+、Al3+等杂质离子，最后水合钽酸和种檬酸络合得到稳定的水溶性梓檬酸钽前体首先，称取一定比例的Ta205和KOH混合（钽和钾摩尔比1:10),研磨均勾，放入封场中400-450°C培烧2-4小时。温度冷却至室温后，取出溶体放入塑料烧杯中，加入去离子水均勾溶解，充分混合后过滤得到无色透明溶液。随后加入适量醋酸，溶液会出现大量沉淀，反复清洗白色沉淀，清洗流程：pH值<3的确酸溶液里撹拌，之后离心分离。最终将多次清洗的Ta205.nH20加入到适当比例的杵檬酸水溶液中，并且加入适量双氧水，充分揽拌，得到无色稳定的水溶性钽前体（CA-Ta)。
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第三章Cu2ZnSnS4薄膜的溶股-凝胶法制备............ 39
3.1引言........... 39
3.2 CZTS薄膜的溶胶—凝胶法制备........... 40
3.3 CZTS薄膜的基本物性表征........... 41
3.4 CdS薄膜的化学浴沉积与表征........... 47
3.4.1化学浴沉积CdS薄膜的原理........... 48
3.4.2实验装置及实验方案........... 48
3.4.3 CdS薄膜的表征........... 48
3.5 CZTS薄膜太阳能电池制备与表征........... 51
3.6本章小结........... 55
参考文献........... 56
第四章CZTS纳米晶的水热法合成与基本物性........... 58
4.1 引言 ...........58
4.2 CZTS纳米晶的水热法合成........... 59
4.3 CZTS纳米晶基本物性表征........... 59
4.4本章小结........... 64
参考文献........... 65
第五章结论与展望........... 67
5.1结论........... 67
5.2展望........... 68
第四章CZTS纳米晶的水热法合成与基本物性
4.1引言
最近几年，基于纳米技术和量子效应的第三代太阳能电池引起大家的极大关注，特别是其中的量子点太阳能电池[1，2]。众所周知，在普通的半导体太阳能电池结构中，一个光子产生一个激子（电子-空穴对），多余的能量则通过品格振动等方式以热能的形势被消耗掉，内量子效率小于100%。然而最新的理论研究指出，采用具有显著量子限制效应和分立光谱特性的量子点(QDs)制作的量子点太阳电池，通过单光子激发产生多激子和带隙里形成中间带的效应，可以使其能量转换故率获得超乎寻常的提高，其极限值可以达到66%左右。例如在PbSe纳米品中，吸收一个光子能产生2个甚至3个载流子，内量子效应达到了300%[4]。这种超高的光子到光生载流子的转化效率，说明利用半导体量子点将毫无疑问在提高大阳能电池能量转化效率上面发挥非常正面的作用。尽管目前尚没有制作出这种超高转换效率的实用化太阳电池，但是大量的理论计算和实验研究已经证实，量子点太阳能电池将会在未来的太阳能转换中显示出巨大的潜力和发展前景。目前国内外学者对这一领域的关注在持续升温中，同时半导体纳米晶材料作为量子点，还具有其它优点，稳定，带隙可调控，具有高的光学吸收。
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结论
针对四种常见细菌，Ta (Nb)掺杂ZnO粉末在暗环境和可见光下的抗菌性能进行了表征，提出了相应的抗菌机理。但四种细菌，抗菌性上还是表现出了明显差别。为什么四种细菌会表现出这样不同的特点，有待于结合每种细菌的结构和生理特点，进行更深入的研究。目前尝试了两种电极基底制作CZTS薄膜太阳能电池的流程，结果均不太理想。TO电极为基底的电池结构制备中，化学浴沉积CdS缓冲层时的碱性环境破坏了前面的ZnO薄膜，造成整体结构失效，需尝试采用热蒸发等其它方法来沉积CdS,表征其电池参数；以Mo电极为基底的CZTS薄膜太阳能电池，短路电流过于小，需要通过优化各个步骤的制备工艺来提升内部栽流子的有效传输，进而提高其短路电流，以获得较好的电池能量转换效率。水热法成功合成了高质量的CZTS纳米晶，为CZTS量子点敏化太阳能电池的制备和低成本丝网印刷制作CZTS薄膜电池，提供了条件。下一步工作可据此展开探索研究。
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参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇八
第一章 绪论
1.1 背景和意义
现代人类社会对能源的需求越来越大。过去几百年来，人类社会的主要能量来源是不可再生的化石燃料。根据世界能源会议的统计，全球的化石能源如煤炭、石油、天然气等将在 160 年内开采殆尽。如果煤炭、石油的消费水平始终按照现有水平消耗下去，化石能源可供人类使用的年限在200至250年波动。另一方面，由于化石燃料的使用引起的环境污染，全球变暖等问题，也已经变成世界各国需要面对的严峻的问题[1]。因此，对于新型清洁能源的开发和对温室气体的排放的控制日益受到世界各国的重视。同时，对于新型的储能材料与器件的需求也变得愈加迫切了[2]。直接推动了对纯电动汽车和混合动力汽车的研制。实际使用中，由于汽车在启动、加速、刹车、爬坡时需要巨大的功率输出，而一般的蓄电池和燃料电池无法满足这一需求，进而限制了纯电动/混合动力汽车的进一步推广。而新型储能原件超级电容器具有高能量密度，高功率密度，恰好可以胜任这一使命[3,4]。
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1.2 超级电容器的简介
超级电容器又名电化学电容器，超电容器等，是一种介于传统电容器和蓄电池之间的新型储能装置。超级电容器既具有类似化学电池的储能机理，又能像传统电容器一样进行快速地充放电。对于超级电容的研究涉及物理、化学、材料、电子等多个学科，是众多学科交叉研究的热点之一。对于超级电容器的研究，主要集中在具有高比电容量的电极材料上，目的在于提高活性物质的能量密度，功率密度；降低活性物质的等效串联电阻，等效分散电阻和合成成本等[5]。超级电容器凭借其高能量密度，高功率密度，良好的循环性能等优点，在国防工业、航空航天、汽车工业、电子产品、通信、电力、运输业等诸多领域崭露头角，而且它的应用领域还在不断的扩展中。在现有的超级电容器的应用中，根据单体的电容量、放电功率、充电时间，超级电容器的主要可以用作辅助电源、备用电源和主力电源[6,7]。超级电容器作为辅助电源，在军事上能为激光器和微波武器提供特大的运行功率；保证军用运输设备在恶劣天气环境下的启动。电化学电容器作为辅助电源的另一个重要的应用是与燃料电池或者二次电池联用，组成电动汽车的动力电源[8,9]。因为现有的二次电池和燃料电池的功率密度一般都不超过 500W/kg，单独使用时无法满足汽车行驶过程中对于动力的需求。
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第二章 实验方法和原理
2.1 主要仪器和试剂
电子分析天平 BO210S 北京赛多利斯天平有限公司定时恒温磁力搅拌器 ML-902 型 绍兴市卫星医疗设备制造有限公司玛瑙研钵电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9070A 上海一恒科学仪器有限公司循环水式真空泵 SHZ-D(Ⅲ) 巩义市予华仪器有限责任公司台式高速离心机 TGL-10B 上海安亭科学仪器厂粉末压片机 天津市科器高新技术有限公司X 射线衍射仪Rigaku-D-MaxγA东京理学扫描电子显微镜JEOLJSM-3010 型东京理学比表面积测试仪 JW-BK122F 北京精微科学仪器电化学工作站 IVIUM-STAT 荷兰 IVIUM 公司透射电子显微镜JEOLJSM-2010F东京理学电化学分析仪 CHI604C 上海辰华
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2.2 材料的表征
本论文使用东京理学产的 Rigaku-D-Max γA 型 X 射线衍射仪对所制得的样品进行晶型结构分析表征，衍射条件为:Cu 靶的 Kα辐射(λ=0.15418nm)，管压 25kV，管电流20mA,扫描速率为 0.1°/s，扫描范围为 2θ=10~80°。扫描电子显微镜是观察和研究物质微观形貌，并对晶粒大小、尺寸分布进行分析的重要工具。使用日本电子生产的 JEOL JSM-3010 型扫描电子显微镜镜对样品的表面微观形貌进行表征,场电压为 25kV。并用 EDAX 能谱仪对样品的元素组分进行表征。在超级电容器的研究中，电极材料的比表面积是一个非常重要的表征手段。电极材料的表面情况和孔径孔洞的分布情况也是在电极的法拉第反应中起着很重要的作用，同时高的表面积能为超级电容器提供除了赝电容以外的双层电容的容量。本论文使用北京精微科学技术仪器有限公司产的JW-BK122F比表面测定仪测试样品的比表面面积及其孔容孔径分布情况。吸附用气体为高纯N2(纯度大于或等于99.999%),吸附温度为77K。本实验使用的电化学综合测试系统为荷兰 IVIUM 公司生产的 IVIUMSTAT电化学工作站和上海辰华的 604C 电化学分析仪,由计算机控制和采集记录数据,可自由设置采样点数,因此具有非常高的测量精度,从设备上读取的循环伏安曲线，恒电流充放电曲线，交流阻抗谱对研究超级电容器的电化学行为有非常大的帮助。
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第三章 模板剂辅助水热合成氢氧化.........21
3.1 引言..........21
3.2 水热法制备氢氧化镍电极材料........22
3.3 水热法制备 Ni(OH)2-Co(OH)2复合材料.......27
3.4 本章小结.........35
第四章 无模板剂水热合成氢氧化镍-钴材料.......36
4.1 引言..........36
4.2 无模板剂水热法制备氢氧化镍电极材料......36
4.2.1 氢氧化镍粉体的制备..........36
4.2.2 工作电极的制备...........37
4.2.3 结构表征与形貌分析..........37
4.2.4 氢氧化镍的电化学性能测试.....45
4.3 水热法制备 Ni(OH)2-Co(OH)2.......48
4.3.1 Ni(OH)2-Co(OH)2粉体的制备.........48
4.3.2 工作电极的制备...........49
4.3.3 结构表征与形貌分析..........49
4.3.4 Ni (OH)2-Co(OH)2材料的电化学性能测试.........53
4.4 本章小结.........56
第五章 结论..........57
第四章 无模板剂水热合成氢氧化镍-钴材料的超级电容器性能研究
4.1 引言
模板剂在水热合成中有着非常重要的作用，合理得利用模板剂，可以控制生成物的微观形貌。本论文第 3 章的实验使用了模板剂 P123。在分子筛，催化剂等领域材料的微观形貌对材料的性能影响很大。但是模板剂也带来一些不便，诸如与生成物的分离问题，增加材料的合成成本等，而且很多模板剂本身有剧毒，可能为操作人员带来人身伤害的风险。在含水反应条件下使用的模板剂主要是分散剂。模板剂被选择地吸附到粉体与水的界面上。粉状粒子表面吸附分散剂后形成双电层,阴离子被粒子表面紧密吸附，被称为表面离子。在介质中带相反电荷的离子称为反离子。它们被表面离子通过静电吸附，反离子中的一部分与粒子及表面离子结合的比较紧密，它们称束缚反离子。这样的带电状态可以防止固态沉淀的无规则堆积，这样，生长出的晶体更易沿着某一固定方向生长。尤其适合在水热条件下进行。探索不使用模板剂而合成拥有大的比表面积的超级电容器材料也引起了很多关注。Wang Hui 等利用 HMT（六次甲基四胺）在水溶液中分解为 NH3和甲醛的特性，在溶液中加入苯酚，制作多孔疏松的酚醛树脂。并利用 NH3沉淀合成SnO2，这样二氧化锡纳米颗粒就附着在疏松多孔的酚醛树脂上。SnO2也是一种有潜力的超级电容器电极材料，同时也是一种锂电池的负极材料。可是由于酚醛树脂的导电性很差，以上的复合材料未能成为一种优良的能源材料[64]。本章内容主要受到以上材料的启发，选择使用 HMT 来合成特殊形貌的氢氧化镍以及氢氧化镍-钴材料。
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结论
本文利用两种不同的水热方法各合成了5种不同比例的Ni(OH)2-Co(OH)2超级电容器电极材料，利用 XRD，SEM，TEM，比表面积测定等技术手段对其晶体结构和微观形貌进行了分析。又通过循环伏安，恒流充放电和交流阻抗测试等方法对其电化学性能进行了评价。得出以下结论：
（1）使用P123作为模板剂制备了棉花球形纳米颗粒堆积样的Ni(OH)2材料，测试结果表明有模板剂辅助合成，有效地提高了材料的比表面积，增加了电解液对电极的浸润能力。在水热温度为 150℃，水热时间为 15h 制成的样品在 1A/g的电流密度下比容量达到了 648F/g。
（2）采用水热法制备了棉花团状的镍钴氢氧化物材料。测试结果表明，随着 Co 元素的含量增加至总量的 50%，Co(OH)2的赝电容反应与 Ni(OH)2的赝电容反应在不同的电压下配合，使得材料的循环伏安曲线最接近矩形，提高了循环稳定性，提升了材料的恒流放电能力。
（3）采用无模板剂的水热法制备了浴花状的 Ni(OH)2材料。利用 HMT，N2H4 H2O 和氨水的性质相近的特点提出并验证了 Ni(OH)2材料微观形貌形成的自组装机理猜想。其生长机理为成核-无定形 Ni(OH)2-层状生长-成型-连接。利用扫描电子显微镜，知道浴花状材料的的单个花瓣薄膜厚度为 10nm 级。
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参考文献（略）
硕士材料工程毕业论文范文篇九
第一章绪论
1.1选题的背景和意义
2004年Novoselov等人[1]首次报道了石墨炼纳米片（GNSs)，它拥有独特的电性能12，3]，热t4]和机械性能，对于它们的应用，人们做了大量的研究。GNSs是由碳原子以sp2杂化轨道组成正六边形呈蜂巢晶格的平面薄层，只有一个碳原子厚度的二维纳米材料。由于石墨烯具有独特的二维纳米结构和多种优异的性能，在理论研究和实际应用方面表现出无穷的魅力，使其在材料科学和凝聚态物理领域引起了广泛的关注和研究，成为当前这一领域研究的热点16]。氧化石墨（GO)是由石墨氧化而来，是一种层状结构的复合材料，每层由无规则分布的未被氧化的芳香环和有极性基团连接着的六元脂肪环所组成，这些极性基团包含轻基，环氧基，幾基和撰基；而且，这些功能化的基团给予一定热量会产生气体（如C0，C02，水）[7，8]，使得层间的压力升高，迫使层与层之间分离，从而产生干燥、高比表面积且密度很小的薄片材料。剥离的氧化石墨薄片表面连接着许多官能团，这也为GO在表面改性领域提供广阔的空间，使其表面由极性向非极性转变，在高分子复合材料应用中能更好的与基体相结合而得到更好的应用。本世纪30年代聚氨酯橡胶（PUR)问世以来，由于其性能优异，聚氨酯的产量快速增长，同时也促使了聚氨酷弹性体（TPU)的发展。TPU的杨氏模量介于橡胶和塑料之间，具有耐磨耗、耐撕裂、耐油、耐辐射、耐化学腐烛、高弹性、与其他材料粘接性能好和吸振能力强等优点，因此在国民经济许多领域获得广泛的应用聚氨酯与某些小尺寸的功能性填料复合得到的复合材料使其拥有特种性能，如导电性[n]，阻气性[12]和电磁屏蔽性能113]，而剥离的石墨片层就是理想的填料。本文通过剥离氧化插层的石墨薄片，使其与TPU的预聚体原位聚合，形成TPU复合材料，能够赋予性材料高导电性能，改善其导热性能，同时增加力学强度。
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1.2氧化石墨及氧化石墨炼
1.2.1氧化石墨的制备
通常情况下，氧化石墨（GO)是在一种或几种强酸和氧化剂共同存在下，氧化石墨所得到的。早在150多年前，Brodie用氯酸钾和销酸对石墨反复处理，率先制备了GOIi4]。在此基础上，研究者通过大量的研究来改进这种方法，Staudenmaier和Harndi[i5]通过硫酸、确酸的混合酸和氯酸钾氧化石墨来制备GO;之后Hummers和Offemanli通过混合硝酸钠、高猛酸钾和浓硫酸来制备GO，这种方法制备的效率更高，也具有一定的危险性。这些方法以及通过改进这些方法而得到的方法是目前制备氧化石墨最常用的方法。GO在水屮水解能产生表面带负电荷的片层薄片，Brodie强调这些片层“极薄”("extremely thin") 而在100年之后，Boehm等证明了最薄的氧化石墨薄片是由唯层碳原子排列所组成。现今，单层的氧化石墨普遍被认为是氧化石墨烯。Lerf等认为单层GO可以看作是在石墨烯片层表面和边缘接枝上含氧官能团（如图1-1)，主要分布在片层边缘的接基基团容易电离，而使GO在无表面活性剂的情况下，能在水、醇或部分有机溶剂中静电稳定，形成胶体悬浮液。氧化石墨可以通过超声搅拌和急速加热使其剥离成独立片层，但是过度的超声可能导致GO片层横向尺寸减少[21]。用氧化剂氧化石墨所得到褐色粘稠悬浮液，其中包含了氧化石墨、剥离的氧化石墨烯、未氧化的石墨颗粒以及剩余的氧化剂。在经过反复的离心、沉淀或渗析之后，由氧化过程产生的盐类和离子从GO悬浮液中移除，再通过进一步的离心，将剩余的未氧化的石墨微粒和厚的氧化石墨片层分离，而获得单层的GO悬浮液。也可以利用GO薄片的横向尺寸，通过密度梯度离心法来获得单分散性GO悬浮液。
…………
第二章微波剥离还原氧化石墨插（wGO)旳制备及表征
2.1 GO和wGO的制备
通过强酸和强氧化剂氧化插层制备得到的层状结构GO，每层是由无规则分布的未被氧化的芳香环和有极性基团连接着的六元脂肪环所组成，这些极性基团包含经基，环氧基，豫基和羰基，由于表面存在这些基团而破坏了石墨片层原有的C原子sp2杂化，影响其固有特性。这些功能化的基团给予一定热量会分解产生气体（如C0，C02和水），使片层表面sp2杂化C原子得到修复，对GO起还原作用，同时层间的压力升高，迫使层与层之间分离，从而产生干燥、高比表面积且密度很小的薄片材料，对GO起到剥离作用。急速加热和微波膨胀[78]是两种有效提供热量的方法，后者是利用极性材料的偶极子沿电磁场的方向改变其方向，从而使施加的电磁能转化为热能。与前者相比，微波膨胀所消耗的能量更少、加工过程更快、加工性能更高、材料受热更均匀和同步，由十以上原因，微波膨胀法剥离GO也可以节约相当大的经济成本。本章以此为根据，研究微波作用对GO的还原和剥离作用，对其作用的效果和作用的机理作探讨。
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2.2结果与讨论
拉曼光谱可以用来分析碳原子的杂化状态，在图2-5中显示了石墨、GO和wGO三者的拉曼光谱曲线。三个材料在1550-1650cni_i波数范围内都有衍射峰，称为G峰，源于石墨结构中碳原子Sp2杂化的振动，对应石墨层状结构中芳香环的E2g振动模式，是本征拉曼模式；在未处理过的石墨拉曼光谱中，G峰越强，峰宽越窄表明石墨的本征结构越完整；由图中可知，与石墨拉曼曲线相比，GO、wGO的G峰强度相对较弱且峰更宽，表明石墨经氧化，其有序性遭到一定的破坏；其中GO的G峰有略微向高波数移动，这是经过氧化后GO中的存在孤立的碳碳双键所引起。另外，GO、wGO在1350cm_i波数附近有特征衍射峰，称之为D峰，对应于碳原广sp3杂化的激活振动，是反应碳材料缺陷无定性结构的特征峰。研究者往往以G峰与D峰的强度比来描述sp2与sp3杂化的碳原子-比率，从而来表示碳材料的石墨化程度，其比值越高，表明石墨化程度越高，石墨本征结构越完整；在图中wGO的G峰与D峰的比值较GO的要高，这是由于微波过程的还原作用，使部分sp3杂化碳原子自我修复枝变为sp2结构。
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第三章十八烷基异氰酸酯改性氧化石墨烯........... 26
3.1 iGO的制备........... 26
3.1.1 实验原料........... 26
3.1.2 实验仪器........... 26
3.1.3 实验过程........... 27
3.1.4 结构与表征手段........... 27
3.2 结果分析 ...........27
3.2.1表面化学结构分析........... 27
3.2.2 结构形态分析........... 29
3.2.3 粒径及分散性分析........... 30
3.2.4微观形貌表征...........32
3.3 本章总结........... 33
第四章wGO/聚氨酯纳米复合材料的制备及表征........... 34
4.1 wGO/TPU纳米复合材料的制备...........34
4.1.1 实验原料........... 34
4.1.2 实验仪器........... 34
4.1.3 实验步骤........... 34
4.1.4 测试和表征........... 35
4.2 结果与讨论........... 36
4.2.1 复合材料的微相结构与形态........... 36
4.2.2 复合材料的动态性能分析........... 41
4.2.3 复合材料的物理性能........... 43
4.2.4复合材料导电的研究........... 44
4.3 本章小结 ...........48
第五章结论与展望........... 50
5.1 木文主要结论........... 50
5.2 本文特色........... 51
5.3 尚待进一步解决的问题........... 51
第四章wGO/聚氛酯纳米复合材料的制备及表征
TPU (热塑性聚氨酷弹性体）是一种由硬段和软段交替排列组成的嵌段共聚物，由于它们在化学上相容很容易导致相分离。硬段部分是由二异氰酸酷和扩连剂组成，当温度升高时作为化学交联点阻止其形变，也作为刚性填料来补强软段。由于TPU的可溶性和宽范围的可协调的机械性能，往往在各种领域中得到应用，如纤维，涂料，點结剂，和仿生材料。但是，尽管其拥有高的可延展性，但它的低硬度和低拉伸强度导致其在结构材料中的应用大大减低，特别是硬段含量低的TPU。水蒸气和其它的透气性是另一个缺陷。这些低机械性能和阻气性的缺陷可以利用刚性的层状纳米填料得到改善。剥离的片状石墨在复合高分子材料上有多种增强功能，在含量低于4wt%时，就能形成多种多样的新纳米材料的可能，其应用从电磁波反射材料到导电、导热材料，防潮层點合剂，和包装膜。
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结论
本文研究了利用微波法剥离、还原由浓硫酸和高猛酸钾氧化插层所得高氧化程度的氧化石墨（G0)，制备微波膨胀还原氧化石墨稀（wGO),表征微波对GO的还原和剥离作用，分析微波的作用机理；利用十八烧基异氰酸酯改性G0，制备异氰酸酯改性氧化石墨烯（iGO)，研究了 iGO的改性效果，并对由改性作用引起iGO片层中C原子本征构型的变化、插层和剥离效果做分析；最后利用wGO与聚氨酯经原位溶液聚合制备wGO/TPU纳米复合材料，测试复合材料物理性能的变化，表征其微相结构和动态性能。动态力学分析（DMA)表明在室温下，wGOATU纳米复合材料有更高的储存模量和更低的损耗因子。对复合材料的物理性能的分析表明，在对％为3%时，复合材料的拉伸强度为16.86MPa，较TPU-0提高了 116.1%; wGO/TPU的导电性能和导热性能随wGO含量的增加而增大，在wt%在2%时，复合材料的导电性能达到渗滤阈值，其性能提高了 106;复合材料的导热性能在wGO为5%时，提高了 81.6%。SEM电镜照片显示wGO均匀的埋覆在TPU基体里面，它们之间拥有良好的界面作用。
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参考文献（略）
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第一章 绪论
1.1前言
据统计，大约有三分之一的金属由于腐烛而在使用中报废。各行业每年由于腐烛所造成的直接或间接经济损失可达5000亿元以上，约占GDP的5%;其中，海洋中的腐蚀约占金属总腐烛的1/3，比其它常见自然灾害损失的总和还多,如20世纪70年代初国内某船舶因异种船体钢匹配不当，使船体发生严重的电偶腐烛[3]。海水作为一种强腐蚀性电解质，各种金属材料在其中极易受到劣行破坏[4]。在经济快速发展和资源短缺的今天，人们把越来越多的注意力投向了海洋，海洋不仅是人类赖以生存的空间环境，而且它蕴含的丰富资源还可以解决人口剧增，环境恶化，资源不足等世界难题而且我国海洋资源十分丰富，因此海洋产业也在我国迅速发展，各种海上运输工具，海上石油的开采、运输和储存设备等也迅速增加。陈兴伟等人提出各种金属和合金材料被大量运用到这些设备中时，根据设备的形状和用途的不同[7],往往需要进行揮接和其它方式的连接来存在于同一结构或是设备中。山于各组成成分的自腐烛电位不一样[7，10],海水又具有良好的导电性，两个互相接触的组分就会通过海水介质互相传递电子，进而构成电流回路，发生电偶腐蚀。船上零件如离心菜的叶轮与栗轴、冷凝器的碳钢壳体与黄铜管子等异质金属接触均易造成电偶腐烛。电偶腐蚀除加速阳极构件的腐烛破坏外，还诱导甚至加速应力腐烛、点烛、缝隙腐烛、氢脆等更严重的情况发生[14]。因此电偶腐烛是海洋产业发展中亟需解决的问题。
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1.2电偶腐蚀概述
1.2.1电偶腐蚀的定义
金属在电解质溶液中的腐蚀现象即为电化学腐她，是腐烛电池作用的结果，其实质为金属材料与电解质溶液相互接触时，在界面上发生有自由电子参加的广义氧化和还原反应。导致相互接触的地方的金属发生阳极氧化，变成离子或络合离子而溶解或生成氢氧化物，氧化物等稳定化合物，而阴极的腐烛介质发生还原反应II6]。腐烛过程中形成的腐烛电池不能对外界做功，为短路的原电池。根据氧化和还原电极的尺寸以及肉眼的可分辨性，将腐蚀电池分成宏观电池和微观电池两种。其中本文将要研究的电偶腐烛发生的原因，即为在异质金属间形成了宏观腐烛电池。屯偶腐烛乂称异质金属的接触腐烛，是指在实际金属结构巾，两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成[Hi路，形成电偶腐烛原电池时，其中腐蚀电位低的金属在和腐烛电位高的金属接触，会发生阳极极化，从而导致其溶解速皮增加，而电位高的金属发生阴极极化，溶解速度减慢，受到阴极保护在该腐烛电池屮，阳极金属溶解速度增加的效应，称为电偶腐她效应，阴极溶解速度减少的效应，称为阴极保护效应，两种效应是同时存在的。一些在大气环境中屯偶腐她不明显的设备，在海洋环境中很容易形成闭合回路发生明显电偶腐烛，甚至诱发应力腐她、点烛、缝隙腐蚀等更严重的腐她破坏。图1. 1为电偶腐烛反应的基本原理示意图[5]。
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第二章实验内容与测试方法
2.1实验用试剂和实验仪器
将准备好的电极浸泡在装满海水的大烧杯中，烧杯放在恒温水浴锅中维持温度在25 "C左右，分别测试浸泡不同时间的阻抗。阻抗测试使用美国生产的PARSTAT2273电化学工作站，采用三电极体系，分别使用表2.4中的六种电极作为工作电极，大面积光亮Pt片为辅助电极，饱和甘束电极（SCE)作为参比电极，盐桥连通参比电极和溶液。测试海水通过恒温水浴锅维持测I式温度在(25 ± 2)°C。电阻测试在幵路电位下进行，施加5mV的电位偏振，测试频率范围为100 kHz到0.01Hz。连续测试25天。采用Z-view软件拟合测试结果噪声测试采用e-DAQ提供的四通道的电化学噪声仪，仪器的电位信号分辨率为1mV，采用三电极体系，其中辅助电极和工作电极均为被研宄电极，饱和甘束电极（SCE)作为参比电极，盐桥连通参比电极和溶液。测试海水通过恒温循环水浴维持测试温度在(25 ± 2) "C,整个测试装置放在屏蔽箱中，以排除外界信号干扰。噪声测试采用恒电流模式，采取频率低于l0Hz的点，每秒钟釆取4个点。连续测试25天。采用最大摘值法和小波分析进行电位噪声分析。
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2.2实验前期准备
铜及其合金由于其切削功能优良，成本低廉等优点己经在工业上得到了广泛应用，尤其是在舰船制造，换热器以及交通运输方面。在设计这些工业产品时，为了达到其理想的形状或是用途，往往需要将一种金属与其它一种或几种金属通过物理方法连接在一起，这样就造成了异质金属的接触。当这种设备浸泡在海水中时由于不同金属的自腐烛电位不同，两种相互接触的金属会通过连接传递电子，从而发生电偶腐烛选取铜和钛作为实验材料，研究了单个金属铜以及铜与钛合金组成稱合电对后，在海水中浸泡25天的腐她情况。选取不同的浸泡时间进行电阻测试，电位噪声测试则是连续测试25天。阻抗采用Z-view软件，选取合适的等效电路进行拟合，得出腐蚀电阻和双电层电容随时间的变化规律，电化学电位噪声釆用最大摘值法和小波分析法，分析其在长期的腐蚀过程中，腐她类型以及腐烛能量的变化规律。并用扫描电镜对整个腐烛过程，电极表面的形貌变化进行了表征。
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3铜和铜/钛合金电偶在海水中的腐蚀行为............ 28
3.1铜在海水中的电化学............ 28
3.1.1铜在海水中的电化学阻抗行为 ............28
3.1.2铜在海水中的电化学噪声行为............ 34
3.1.2.1铜噪声时域分析 ............34
3.1.2.2铜噪声频域分析............ 35
3.1.2.3铜噪声小波分析............ 36
3.2铜/铁电偶对在海水中的电化学研究............ 38
3.2.1铜/钛电偶对在海水中的电化学........... 38
3.2.2铜/钛电偶对在海水中的电化学噪声行为............ 43
3.2.2.1铜/钛电偶对噪声时域分析 ............43
3.2.2.2铜/欽电偶对噪声频域分析............ 44
3.2.2.3铜/铁电偶对噪声小波分析............ 46
3.3铜与铜/飲电偶对腐蚀规律比较总结............ 47
本章参考文献 ............49
4 Q235钢和Q235钢/铁合金电偶在海水............ 53
4.1 Q235钢在海水中的电化学............ 53
4.2 Q235钢/铁合金电偶对在海水中的电化学............ 63
4.3 Q235钢/铁合金电偶对腐蚀规律比较总结............73
本章参考文献............ 75
第四章Q235钢和Q235钢/钛合金电偶在海水中的腐蚀行为
Q235钢作为一种最典型的低碳钢，在公共交通，运输等方面己经得到了广泛应用,其在不同的环境，如大气[2]，海水、雨等条件下的腐烛情况己经被广泛研究。许多测试手段如失重法动电位极化曲线，电化学阻抗法，扫描电镜X射线衍射等都用来测试腐烛速率，表征腐烛形貌。在酸性环境中，如酸雨，Q235的腐蚀速率随H+浓度的增大而增大；L.J.Yan[i3]通过定量计算得出，在含Cr的介质中，Q235的腐烛速率与Cl_的浓度成正比；Guofu Qiao '"l研究表明，cr在Q235的腐烛过程中充当催化剂的作用。还有大部分的研究主要集中在不同抑制剂对Q235腐烛的抑制作用上本章的主要研蚀内容：选取Q235钢和钱两种材料偶合，制成偶合电极Q235/饮和单金属电极Q235，分别在海水中腐烛25天，选取不同的时间进行电化学阻抗测试；电位噪声测试连续测试25天；阻抗采用Z-view软件，选取合适的等效电路进行拟合，得出腐t虫电阻和双电层电容随时间的变化规律，电化学电位噪声采用最大摘值法和小波分析法，分析其在长期的腐烛过程中，腐烛类型以及腐蚀能量的变化规律。扫描电镜则对整个腐烛过程中，电极表面的形貌变化进行了表征。
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结论
本论文研究了海水中，典型船用材料：铜、Q235钢、907钢分别和惰性材料钛合金偶合后的电偶腐蚀行为，结合相关的实验数据得出的结论如下：在铜/钛合金电偶对中，从热力学角度看：在腐蚀初期，单铜腐蚀过程中总能量比偶合电极低，即偶合电位差加速了 Cu的初始腐蚀过程；在随后的腐蚀过程中，单铜与Cu/Ti偶合电极的腐蚀能量都逐渐减小，但单铜腐蚀过程中的总能量比偶合电极高，说明Cu/Ti偶合电极的后期腐蚀速率减小、腐蚀倾向比单铜小。从动力学角度看：铜与钛合金偶合后，电偶对在海水中的腐蚀规律与铜单独腐蚀时类似，两者都经历腐蚀介质扩散、点蚀最后到稳定的均匀腐蚀，腐蚀速度都是先增大后减小。
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参考文献（略）