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贝壳珍珠层生物矿化及其对仿生材料的启示
张学骜,王建方,吴文健,刘长利
2006 Vol. 21 (2): 257266
摘要(
4291 )
PDF(2717KB)(
2560
)
贝壳珍珠层作为一种典型的生物矿化材料而备受关注. 本文综述了贝壳珍珠层结构及其文石晶体的结晶学取向, 概述了贝壳珍珠层成因的生物矿化机理. 同时介绍了贝壳珍珠层特殊的组装方式在仿生材料方面近年来的研究进展, 认为选择合适的有机物,使其自组装成各种超分子结构作为无机物沉积的模板, 是仿生合成的关键.
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低温共烧陶瓷{\bf (LTCC)}技术在材料学上的进展
王悦辉,周济,崔学民,沈建红
2006 Vol. 21 (2): 267276
摘要(
3350 )
PDF(540KB)(
2577
)
低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术, 已经成为无源集成的主流技术, 成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点. 本文叙述了低温共烧陶瓷技术(LTCC)的特点、制备工艺、材料制备相关技术和国内外研究现状以及未来发展趋势.
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碳纳米管的场致发射及在平板显示领域中的应用
秦玉香,胡明,李海燕,张之圣,邹强
2006 Vol. 21 (2): 277283
摘要(
3621 )
PDF(1176KB)(
2048
)
碳纳米管(CNTs)具有低的阈值电场和高的发射电流密度, 是一种性能优良的场发射阴极材料, 在平板显示领域具有潜在的应用价值. CNTs的场发射性能直接关系到CNTs场发射阴极在未来的实际应用. 本文从Fowler-Nordheims场发射理论出发, 阐述了CNTs的场发射机制; 详细论述了各种因素包括CNTs的定向性、层结构、几何特征、阵列密度、系统真空度以及CNTs与基底材料之间的键合等对CNTs场发射特性的影响; 介绍了CNTs场发射特性在平板显示领域中的实际应用.
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固体氧化物燃料电池密封材料的研究现状与发展趋势
朱庆山,彭练,黄文来,谢朝晖
2006 Vol. 21 (2): 284290
摘要(
3964 )
PDF(558KB)(
2412
)
密封是影响板式固体氧化物燃料电池(SOFC)产业化的主要障碍之一, 受到广泛的重视. 本文阐述了密封的功能及其对材料的要求, 论述了国内外密封材料的研究现状, 综述了密封玻璃的研究进展. 对SOFC密封存在的问题进行了探讨, 并展望了SOFC密封研究的发展趋势.
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控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料的研究进展
应皆荣,高剑,姜长印,万春荣,何向明
2006 Vol. 21 (2): 291297
摘要(
4142 )
PDF(3042KB)(
3647
)
球形材料具有堆积密度大、体积比容量高、加工性能好等突出优点. 球形化是锂离子电池正极材料的重要发展方向. 控制结晶法是制备球形材料的理想方法. 本文介绍了控制结晶法的原理, 综述了采用控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料---LiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiFePO4的研究和发展, 并对球形材料在锂离子电池中的应用前景进行了分析.
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交叉共沉淀法制备Skutterudite纳米粉体的研究
褚颖,唐新峰,万玲,赵文俞,张清杰
2006 Vol. 21 (2): 298302
摘要(
3339 )
PDF(394KB)(
1827
)
探索了交叉共沉淀法制备纳米方钴矿化合物CoSb3. 以钴和锑的氯化物为原料, NaOH和氨水为沉淀剂, 室温下调节pH=5~10, 经过滤、洗涤、超声分散和真空干燥后得到了Co(OH)2和Sb2O3前驱体. 研究了还原热处理过程中还原气氛、温度、时间、原料配比对还原产物的相组成和粉体粒径的影响. 结果表明, 采用纯H2为还原气氛, 500℃下还原3h, 当Sb/Co摩尔比为3.15时, 可得到粒径均匀、平均粒径约为100nm的单相CoSb3粉体.
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铜/碳纳米管复合粒子的制备及其对高氯酸铵热分解性能研究
崔平,李凤生,周建,姜炜,杨毅
2006 Vol. 21 (2): 303308
摘要(
3315 )
PDF(484KB)(
1969
)
以碳纳米管为载体, 用化学沉积法制备了Cu/CNTs复合粒子, 并用TEM、SEM、FT-IR、XRD、XPS和DTA对其表观形貌、结构及催化性能进行了表征. 结果表明, CNTs和Cu之间无论是简单混合还是复合, 对高氯酸铵(AP)的热分解均有催化作用. 与纯AP相比, Cu/CNTs复合粒子中的AP高温分解峰温降低126.3℃, 低温分解峰几乎消失, 表观分解热由309.92J/g提高到711.13J/g; 与简单混合物相比, 复合粒子中的AP高温分解峰温降低11.4℃, 表观分解热由494.06J/g提高到711.13J/g. 表明CNTs与Cu的复合处理可显著提高其对AP热分解反应的催化作用.
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碳纳米管-超细铜粉复合粉体的制备
许龙山,陈小华,陈传盛,李文华,杨植
2006 Vol. 21 (2): 309314
摘要(
3538 )
PDF(595KB)(
2123
)
采用混酸纯化法在碳纳米管表面引入羟基、羧基等基团, 在此基础上, 用SnCl2·2H2O溶液对碳纳米管进行敏化处理. 处理过的碳纳米管均匀地分散在水溶液中, 形成碳纳米管悬浮液. 在这种碳纳米管悬浮液中加入五水硫酸铜, 先后用葡萄糖和甲醛对铜实施还原, 原位制备了碳纳米管-超细铜粉复合粉体. SEM和TEM结果表明, 碳纳米管均匀地分散在超细铜粉中, 并且与铜颗粒形成较牢固的结合.
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硅烷偶联剂对纳米二氧化钛表面改性的研究
姚超,高国生,林西平,杨绪杰,陆路德,汪信
2006 Vol. 21 (2): 315321
摘要(
4233 )
PDF(668KB)(
2766
)
利用硅烷偶联剂(KH-570)对表面包覆氧化硅的金红石相纳米TiO2进行了有机表面改性. 采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)和润湿性实验等分析手段对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征. 红外光谱和X射线光电子能谱表明, KH-570以化学键合的方式结合在纳米TiO2的表面, 并形成了有机包覆层. 经测量, 纳米TiO2表面包覆的KH-570的质量分数约为7.42%~8.59%. 润湿性实验显示, 经KH-570表面改性的纳米TiO2具有疏水性. 力学性能实验表明, 经KH-570表面改性的纳米TiO2能同时提高复合材料的强度和韧性.
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水相中CdSe与核/壳CdSe/CdS量子点的制备与发光特性研究
唐爱伟,滕枫,高银浩,梁春军,王永生
2006 Vol. 21 (2): 322328
摘要(
3614 )
PDF(602KB)(
2016
)
以巯基乙酸为稳定剂在水相中制备了CdSe与核/壳型CdSe/CdS量子点水溶胶, 用紫外-可见吸收光谱和发射光谱研究了它们的发光特性, 并且用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了它们的结构、形貌和化学组成, 结果表明使用该方法制备的量子点分散性良好, 而且用CdS对CdSe进行表面修饰以后的发光强度明显提高, 发射光谱和吸收光谱都有红移现象, 不同粒径颗粒的吸收峰的位置也有所不同.
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Y2O2S:0.03Eu,0.03Ti的长余辉特性及Ti向Eu3+的余辉传能机制
洪樟连,张朋越,黄秋平,樊先平,王民权
2006 Vol. 21 (2): 329334
摘要(
3491 )
PDF(492KB)(
2114
)
采用高温还原法合成了Eu, Ti共激活橙红色Y2O2S长余辉发光材料, 并测量Y2O2S:0.03Eu,0.03Ti磷光体的荧光光谱, 余辉分辨和余辉衰减曲线谱. 实验结果表明, Y2O2S:0.03Eu,0.03Ti磷光体的发射谱由一系列Eu3+离子内部能级跃迁的尖峰组成; 余辉分辨谱则不同, 由一个主峰位于565nm的宽发射带和一系列波长范围位于500nm以上的窄发射带两种峰形组成, 可分别归为Ti离子的宽带余辉发射和三价Eu3+的线状余辉发射. 分析认为, 样品中存在Ti余辉发射向Eu3+内部能级间产生选择性的余辉传能机制, 从而导致Y2O2S:0.03Ti,0.03Eu磷光体中同时出现两种发光中心离子的余辉分辨谱现象.
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锗酸铅晶体枝蔓晶生长的实时观察研究
洪勇,金蔚青,潘秀红,依田真一
2006 Vol. 21 (2): 335338
摘要(
3102 )
PDF(453KB)(
1897
)
利用实时观察方法对锗酸铅晶体生长枝蔓晶的生长过程进行了描述和分析. 发现, 枝蔓晶的产生与杂质相关, 杂质作为一个成核中心, 在其周围存在一个溶质扩散层, 这个溶质扩散层的厚度随着晶体生长而增大. 当该扩散层的厚度超过某个临界值时, 出现枝蔓晶生长, 溶质扩散层的临界厚度约为12μm. 枝蔓晶主干的生长速度受分支出现以及主干转向的影响.
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TeO2对氟铝酸盐玻璃性质和结构的影响
范有余,袁新强,冯际田,胡和方
2006 Vol. 21 (2): 339344
摘要(
3334 )
PDF(431KB)(
1960
)
以10MgF2-20CaF2-10SrF2-10BaF2-15YF3-35AlF3氟铝酸盐玻璃为基玻璃引入不同含量的TeO2得到了新的氟碲铝酸盐玻璃. 用差热分析方法研究了TeO2对氟铝酸盐玻璃性能的影响, 通过拉曼光谱和红外收谱来研究玻璃的结构变化. 差热分析表明TeO2的增加使玻璃开始析晶温度T x升高, 融化温度T m降低, 成玻璃能力增加. 玻璃结构分析表明氟碲铝酸盐玻璃的结构中存在[FnAl--O--AlFn]、[TeO3]、[TeO2F]和[TeOF2]等多面体, 这些多面体由F-和O2-离子连接. 这种新的氟碲铝酸盐玻璃有着良好的成玻璃能力, 在0.75~5.00μm范围内玻璃具有很高的透过率, 是一种具有应用前景的新的红外光学玻璃材料.
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载氢与掺锗石英光纤的光致折射率改变
李剑芝,姜德生
2006 Vol. 21 (2): 345350
摘要(
2966 )
PDF(420KB)(
2306
)
对载氢掺锗石英光纤的紫外光敏特性以及载氢条件对光纤紫外光敏性的影响进行了系统地实验研究. 实验结果表明: ①载氢光纤的光致折射率改变随紫外曝光时间的变化规律( Δn=3.3×10-4t0.31689)是先呈指数增长到达一定的时间基本达到饱和, 如果继续照射, 光致折射率改变继续增大, 并对紫外光敏机理进行了讨论; ②随着载氢压力的增大, 光纤的紫外光敏性呈正比例增大, 两者之间的关系为Δn=1.34times10-5+4.66×10-5P; ③掺锗石英光纤的紫外光敏性的大小随着载氢时间的延长, 呈指数增长, 最后达到饱和.
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Er3+在TeO2-WO3-La2O3玻璃中的光谱性质和热稳定性研究
朱琳,徐铁峰,聂秋华,沈祥
2006 Vol. 21 (2): 351356
摘要(
3558 )
PDF(402KB)(
1939
)
制备了掺铒的玻璃样品TeO2-WO3-La2O3. 测试了样品的吸收光谱、荧光光谱以及玻璃的热稳定性. 应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参数Ωt(t=2、4、6), 电偶极跃迁谱线强度以及 磁偶极跃迁谱线强度, 分析了强度参数Ω2和玻璃成分变化的关系. 应用McCumber理论计算了Er3+在1.5μm处的受激发射截面. TeO2-WO3-La2O3玻璃在La2O3的含量>5mol%时, 未发现析晶开始温度(Tx), 说明这种玻璃材料适合于光纤的拉制. 研究结果表明TeO2-WO3-La2O3是制备宽带光纤放大器的理想基质材料.
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SrO-CeO2体系化合物的固相反应机理研究
符史流,戴军,丁球科
2006 Vol. 21 (2): 357362
摘要(
3129 )
PDF(402KB)(
1813
)
以SrCO3和CeO2为原料, 采用XRD和TG/DTA分析技术研究了SrO-CeO2体系化合物的物相形成过程. 结果发现, 当灼烧温度低于950℃时, 原始粉料只反应生成Sr2CeO4; 而当灼烧温度高于950℃时, 在反应的初始阶段, 原始粉料中同时出现SrCeO3和Sr′CeO4物相, 在950℃附近, 主要产物为Sr2CeO4, 在 1000℃以上, 主要产物为SrCeO3. SrCeO3和Sr2CeO4物相分别存在着两种形成机制, 当温度高于1000℃时, SrCeO3由SrO和CeO2直接反应生成, 而Sr2CeO4则由SrCeO3和SrO反应生成; 当温度低于950℃时, Sr2CeO4由SrO和CeO2直接反应生成, 而在950℃附近SrCeO3则由Sr2CeO4和CeO2反应生成. 依据这些实验结果, 给出了SrO-CeO2体系固相反应规律, 并对SrCeO3衍射数据JCPDS36-980的错误结果进行了分析. 荧光光谱测试结果表明, Sr2CeO4物相的形成机制对其激发光谱产生明显的影响.
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微波作用下硫酸钙结晶过程中的“特殊效应”研究
杨晓庆,黄卡玛,赵岩岩
2006 Vol. 21 (2): 363368
摘要(
3060 )
PDF(492KB)(
1933
)
大量实验表明: 从相同的初始温度加热到相同的末温时, 微波加热与传统加热生成物产量不同. 本文首先从理论上证明了这一结果, 同时采用硫酸钙结晶实验进行了验证, 理论计算结果同实验测量结果基本吻合. 更进一步, 通过特殊控温方法, 使得微波加热与传统水浴加热从相同初始温度以相同温升速率加热硫酸钙生成反应到相同末温, 对生成的硫酸钙晶体物相与形貌进行了分析, 结果显示: 微波与传统加热条件下硫酸钙晶体物相组成略有不同, 但形貌有明显差异. 即使在相同温升条件, 微波加热过程中的硫酸钙结晶仍然存在“特殊效应”.
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BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3三元系统的介电性能研究
王升,张树人,周晓华,李波,陈祝
2006 Vol. 21 (2): 369374
摘要(
3166 )
PDF(588KB)(
2202
)
对三元系统BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3的微结构和介电性能进行了研究. XRD分析表明Nb2O5/Ni2O3协同掺杂的BaTiO3陶瓷为赝立方相结构; 在掺杂1.0 mol% Ni的BaTiO3 中, Nb的固溶度<4.0mol%. SEM观察表明, 随Nb掺杂量的增加, BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸先增大后减小. BaTiO3陶瓷的室温介电常数、介质损耗, 以及在低温端和高温端的电容变化率都随Nb含量的增加而先增大后减小. DSC测量表明, Nb掺杂使BaTiO3陶瓷的居里温度向高温方向移动. 该系统瓷料介电性质的变化与材料的晶粒尺寸以及掺杂剂导致的相变温度的移动密切相关. 本实验在BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3系统中开发出了新型的X8R材料, 这种材料很有希望用于制备大容量X8R多层陶瓷电容器.
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PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷的研究
赵莎莎,孙清池,吴浩
2006 Vol. 21 (2): 375380
摘要(
3480 )
PDF(897KB)(
1924
)
采用传统的固相烧结方法制备了Pb(Sn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷, 并通过添加MnO2、Sb2O3和Cr2O3以及改变Zr/Ti比来达到提高K p和Q m的目的. 同时也对Zr/Ti比对材料温度稳定性的影响进行了分析. 实验结果表明: 在960℃的预烧温度、1240℃的烧成温度下, 添加少量的MnO2、Sb2O3和一部分Cr掺杂, 得到综合性能优良的压电材料: 室温下介电常数ξ33T/ξ0=1669, 压电常数d33=285×10-12C/N, 机械品质因数Q m=2179, 机电耦合系数K p=54.9%, 介电损耗tanδ=0.4%. 可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求.
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Pr6O11掺杂对ZnO-Bi2O3系压敏材料性能影响的研究
朱建锋,罗宏杰,王芬
2006 Vol. 21 (2): 381386
摘要(
3003 )
PDF(961KB)(
1830
)
采用稀土氧化物Pr6O11对ZnO-Bi2O3系压敏材料进行了改性研究, 探讨了Pr6O11对该材料 主要性能及微观结构的影响. 结果表明, Pr6O11掺杂量较小时, 能够显著提高ZnO压敏材料非线性系数, 减小漏电流, 并基本不影响压敏电压. 当Pr6O11掺杂达到一定量时, 在保持较高非线性系数, 较小漏电流的同时, 压敏电压与不含Pr6O11的ZnO压敏材料相比提高约60%; XRD、SEM等分析表明Pr6O11的引入改变了原有材料的微观结构组织, 使该材料微观结构中ZnO晶粒尺寸减小, 分布均匀、致密.
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高度织构NaCo2O4陶瓷的热电性能研究
程金光,隋郁,付海金,千正男,刘志国,苗继鹏,苏文辉
2006 Vol. 21 (2): 387391
摘要(
3367 )
PDF(500KB)(
1649
)
结合固相反应法和冷高压成型技术制备了具有高度结晶各向异性的热电氧化物陶瓷NaCo2O4. X 射线衍射和扫描电子显微镜测试表明冷高压压制成型后烧结有利于样品内层状晶粒的c轴沿着施压方向取向排列, 形成高度织构. 室温以下热电性质的测试表明, 电阻率ρ和Seebeck系数S呈现出金属性, S>0, 属于p型热电材料. 与其他方法制备的样品进行比较, 虽然晶界或点缺陷对声子散射的减少导致上述样品的热导率偏高, 但是由于\rho降低、S升高, 使得热电品质因子ZT值提高, 300K时ZT值达到0.013.
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Ni掺杂对Co4-xNixSb12热电转换性能的影响
赵雪盈,史迅,陈立东,唐新峰
2006 Vol. 21 (2): 392396
摘要(
3433 )
PDF(380KB)(
1792
)
采用熔融法合成了Skutterudite化合物Co4-xNixSb12, 并研究了Ni掺杂对该化合物的高温热电性能的影响. 实验结果表明: 由于Ni向Skutterudite结构中提供电子, 导致化合物的载流子浓度和电导率随Ni置换量的增加而增加, Seebeck系数为负值, Seebeck系数的峰值温度随Ni置换量的增加向高温方向移动; Ni置换引入了电子-声子散射, 导致晶格热导率降低. 对于Skutterudite化合物Co4-xNixSb12, 得到的最大热电性能指数ZT约为0.55.
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Li1.15-xNi0.33Co0.33Mn0.33O2+δ溶胶-凝胶法合成、表征及合成机理
唐爱东,黄可龙
2006 Vol. 21 (2): 397402
摘要(
3397 )
PDF(554KB)(
2138
)
以可溶性盐为原料采用溶胶-凝胶法合成了具有六方层状结构的Li1.15-xNi0.33Co0.33Mn0.33O2+δ(LNCMO)固溶体. 用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、充放电测试等表征了其结构、形貌、过渡金属元素的离子价态及电化学性能, 结合热重-差热分析(TG-DTA)及变温过程XRD结果分析了合成机理. 950℃样品以0.1mA/cm2的电流密度在2.5~4.5V间首次放电容量为190mAh/g, 循环10次后为180mAh/g, 表明样品具有较好的电化学性能. 前驱物在较低温度下分解即可形成层状LNCMO主相, 高温焙烧不仅可稳定材料的层状结构, 而且能显著提高其结晶性, 固溶体的形成可分为以下三步: (1)前驱物氧化分解的同时生成Li-Ni-Co-Mn-O固溶体; (2)残余的Li2CO3分解产生Li2O; (3)表面的Li2O逐步扩散到固溶体内部, 形成单相Li-Ni-Co-Mn-O固溶体.
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尖晶石LiMn2-x-yCoxLayO4-zClz/C复合电极的性能研究
张娜,唐致远,黄庆华,韩彬
2006 Vol. 21 (2): 403408
摘要(
3092 )
PDF(1311KB)(
1831
)
采用高温固相法合成了掺杂改性的锂离子电池用尖晶石型LiMn2-x-yCoxLayO4-zClz和复合型LiMn2-x-yCoxLayO4-zClz/C正极材料. 通过X射线衍射和环境扫描电镜对材料的晶体结构和表观形貌进行了分析, 通过恒电流充放电测试和交流阻抗技术对材料的电化学性能进行了测试. 实验结果表明, 所制备的材料LiMn2-x-yCoxLayO4-zClz和LiMn2-x-yCoxLayO4-zClz/C均为单一的尖晶石结构, 其中以葡萄糖作为碳添加剂所得的复合材料的电性能最佳. 该材料具有良好的充放电循环可逆性能, 以0.2C倍率充放电, 首次放电比容量可达126.5mAh·g-1, 充放电循环50次后平均放电比容量仍保持在123.5mAh·g-1以上, 衰减不超过2.4%.
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中温固体氧化物燃料电池阳极的研究
杨乃涛,孟秀霞,谭小耀,李正民
2006 Vol. 21 (2): 409414
摘要(
3059 )
PDF(763KB)(
1797
)
以NiO和Ce0.8Gd0.2O1.9(CGO)为原料, 通过静压成型, 在1450℃高温焙烧, 并于700℃用80%He气稀释的H2还原后, 制成了Ni-CGO中温固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极, 测定了阳极的孔特性, 用SEM观察了阳极的微观形貌, 通过XRD衍射图谱表征了阳极材料还原前后的晶相变化, 用EDS分析了阳极的元素组成与分布, 测试了阳极的电导率和燃料电池性能. 研究结果表明, 所制备的Ni-CGO阳极孔径主要在1~2μm, 孔隙率随NiO含量的增加而增大, 最大可达到30%. 通过SEM观察可知金属相与CGO陶瓷相融合良好, 阳极与电解质结合紧密, 用20%的H2气体700℃可将NiO彻底还原成金属Ni, 但是CGO晶相没有变化, 还原后的阳极电导率随NiO量减少而降低, NiO质量比为40%时是电导率的阈值; 用Ni-CGO为阳极, CGO为电解质, LSCF为阴极制备的中温SOFC功率密度650℃可达0.14W/cm2.
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超声配位前驱体法合成锂离子电池正极材料LiMn2-xCrxO4
沈培智,黄玉代,刘浪,贾殿赠
2006 Vol. 21 (2): 415419
摘要(
2823 )
PDF(430KB)(
1769
)
采用超声配位前驱体法制备了锂离子电池正极材料LiMn2-xCrxO4(0≤x≤0.1). 利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和充放电测试对样品进行了表征. 结果表明, 用该方法合成的LiMn2-xCrxO4(0≤x≤0.1)样品形貌规整, 具有较高的放电容量和较好的循环性能, 同时该方法的提出开辟了锂离子电池正极材料制备的新途径.
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熔融碳酸盐燃料电池LiCoO2涂覆阴极的微观结构和性能
李箭,蒲健,肖建中
2006 Vol. 21 (2): 420426
摘要(
2925 )
PDF(1611KB)(
1929
)
采用溶胶-凝胶技术, 制备了LiCoO2涂覆的熔融碳酸盐燃料电池NiO阴极. 研究了LiCoO2涂覆阴极的微观组织和在Li2CO3-K2CO3熔融碳酸盐中的溶解特性, 并对其电化学性能进行了测试. 结果表明LiCoO2涂层有效地降低了NiO在Li2CO3-K2CO3熔盐电解质中的溶解度和溶解速率, 对单电池的性能有所改善, 并在一定程度上抑制了Ni在电解质基板中的沉淀.
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磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料的制备和表征
肖斌,周大利,杨为中,欧俊,唐艳娟,陈槐卿
2006 Vol. 21 (2): 427432
摘要(
3121 )
PDF(555KB)(
1762
)
以磷灰石-硅灰石玻璃陶瓷(AW)粉和β-磷酸三钙(β-TCP)粉为原料. 以硬脂酸为致孔剂. 经模压成型、1170℃烧结制备磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料(AW/βTCP). 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、诱导耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法分析支架的晶相组成、显微结构、物理性能、生物活性和降解性. 将大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)与支架体外复合培养评价支架的生物相容性. 结果表明: 所制备的AW/β-TCP支架材料的抗压强度达14.3MPa. 孔隙率达66.9%. 孔径为100~700μm. 具有良好的生物相容性、生物活性和降解性. 可作为骨组织工程支架的候选材料.
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乌贼骨及其水热改性制备羟基磷灰石的研究
刘金华,王大志
2006 Vol. 21 (2): 433440
摘要(
3342 )
PDF(1666KB)(
2021
)
用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差热(TG-DTA)、扫面电子显微镜(SEM)等分析方法对水热改性前及改性不同阶段乌贼骨的矿物组成、表面形貌等进行了表征、分析, 并对水热反应机理进行了研究. 结果显示, 原始乌贼骨主要由棒状文石层堆砌而成, 外观呈多孔的房架式结构. 在磷酸盐溶液中水热处理后, 内部的文石经由固态局部规整离子交换反应(Solid-state topotactic ion exchange reaction)转变为羟基磷灰石, 原来文石结晶体的形貌及规则排列方式没有改变; 而外表面文石则通过溶解-重结晶(Dissolution-recrystallization)过程转变为鳞片 状的羟基磷灰石, 随着水热处理时间的延长, 鳞片状羟基磷灰石进一步自组装成5μm左右的规则圆球, 本文对自组装的机理也做了初步探讨.
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纳米孔玻态炭的成孔机理与“壳芯”结构
文越华,曹高萍,程杰,杨裕生
2006 Vol. 21 (2): 441447
摘要(
2970 )
PDF(771KB)(
1713
)
研制的纳米孔玻态炭电极, 整体呈纳米开孔结构, 电容特性优良, 全面超过了中孔碳气凝胶. 其成孔机理研究表明: 通过添加适量的固化剂--六次甲基四胺, 经球磨固混后, 调节固化温度, 造成固化树脂颗粒内芯与外壳的交联度不同, 形成“壳芯”结构; 粉碎压制时, 内芯作为外壳的粘合剂使材料成型, 炭化时壳层不融化而阻挡内芯熔并成玻态炭. 于是, 碳粒内外形成丰富的开放孔隙, 活化剂气体能够扩散渗入体相进行活化而得纳米孔玻态炭.
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PZT/Ag功能复合材料的介电常数异常
张海龙,李敬锋,张波萍
2006 Vol. 21 (2): 448452
摘要(
3832 )
PDF(1423KB)(
2009
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以PZT和纯Ag粉末为原料, 在1200℃下用普通粉末烧结工艺制备了PZT/Ag复合材料. 尽管烧结温度超过了Ag的熔点, Ag粉末并未氧化, 也未与PZT相中的Pb发生反应形成合金, 而是以单质Ag的形式弥散分布在PZT基体中, 并且PZT/Ag界面结合良好, 同时发现有微量的Ag替代Pb进入了PZT的晶格位置. 在015vol% Ag成分范围内研究了PZT/Ag功能复合材料的介电性能, 发现其介电常数\varepsilon_ r随Ag含量的变化表现为先降后升(临界成分点: 1vol% Ag)的趋势, 并不符合用于预测介电体中添加导电第二相引起介电常数增加的经典Maxwell方程. 在钙钛矿结构A位离子取代和渗流效应的理论基础上解释了上述介电常数的异常变化, 认为是由于在低成分范围内, Ag+取代Pb2+降低介电常数εr并起主导作用; 随着Ag含量的增加, Ag第二相颗粒之间建立的有效介电场增加了介电常数并逐渐起主导作用.
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纳米Cu2O/TiO2 异质结薄膜电极的制备和表征
唐一文,陈志钢,张丽莎,贾志勇,张新
2006 Vol. 21 (2): 453458
摘要(
3589 )
PDF(1048KB)(
2222
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通过阴极还原在纳米TiO2膜上电沉积Cu2O, 获得了p-Cu2O/n- TiO2异质结电极. 研究了沉积温度对Cu2O膜厚、纯度和形貌的影响, 制备出纯度较高、粒径为40~50nm的Cu2O薄膜. 纳米Cu2O膜在200℃烧结后透光性最好, 禁带宽度为2.06eV. 光电化学测试表明纳米p-Cu2O/n-TiO2异质结电极呈现较强的n-型光电流响应并且能够提高光电转换效率.
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薄膜厚度对透明 PLT厚膜的介电及光学性质的影响
郑分刚,陈建平,李新碗
2006 Vol. 21 (2): 459465
摘要(
3311 )
PDF(602KB)(
1841
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用溶胶-凝胶法在镀有氧化铟锡透明导电电极的玻璃基片上沉积钛酸镧铅薄膜, 在相对较低温度580℃退火, 得到了纯钙钛矿结构的透明PLT薄膜, 薄膜厚度从580~1830nm. 随着薄膜厚度的增加, PLT薄膜的晶粒变大、介电常数增大, 而矫顽场减小. 所有样品的透射率都在70%以上, 最大达到90%左右. 当薄膜厚度增加后, 透射率降低, 并且截止波长向长波方向移动. 在633nm处, 1830nm厚的PLT(掺镧8%)薄膜的折射率n和消光系数分别为2.39和0.009.
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铅对(Pbx,Sr1-x)0.85Bi0.1TiO3薄膜结构与介电可调性影响的研究
赵永林,杜丕一,翁文剑,韩高荣
2006 Vol. 21 (2): 466472
摘要(
3307 )
PDF(1173KB)(
1926
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用溶胶-凝胶法制备了(Pbx,Sr1-x)0.85Bi0.1TiO3薄膜, 对其晶相结构、微观形貌和介电可调性进行了研究. 结果表明, 该薄膜以钙钛矿形式存在. 快速热处理过程可分解得到高活性离子,直接形成比相应温度平衡状态析晶时更多的晶相量. 这种晶相在一定条件下有分解和再结晶的趋势. 随着Pb2+离子增加和Sr2+离子减少, 钙钛矿相的四方相与立方相间的转变温度升高. 薄膜处在铁电相和顺电相转变点附近时, 可以获得较大的可调性.
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浸渍-提拉法制备 PS胶晶模板及有序 ZnO多孔薄膜
李巍,靳正国,刘志锋,杨建立,邱继军
2006 Vol. 21 (2): 473480
摘要(
3912 )
PDF(1228KB)(
2196
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采用浸渍-提拉法制备聚苯乙烯微球(PS)模板, 以醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、二乙醇胺(NH(C2H2OH)2)、乙醇和水等配制的前驱体溶胶填充PS模板间隙, 经过干燥过程原位形成凝胶, 最后通过煅烧除去PS微球模板得到有序规则排列的多孔ZnO薄膜. 重点讨论了模板在溶胶中的浸渍时间、溶胶的浓度对有序多孔结构形成的影响. 通过TG-DTA分析、XRD、TEM、SEM、IR反射光谱和UV-VIS光谱对结构和性能进行了表征. 结果表明, 用无皂聚合制备的PS直径约为400nm, IR反射光谱布拉格反射测定PS模板为fcc结构, 平行于基底的密排面为(111), ZnO由无定形向纤锌矿转变温度是460℃, 多孔薄膜的孔径约为280nm, 孔壁由晶粒直径约46nm的 ZnO粒子构成, 透光率为60%, 禁带宽度E g约为3.24eV.
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纳米晶碳化钨薄膜的析氢催化性能
郑华均,王伟,黄建国,马淳安
2006 Vol. 21 (2): 481487
摘要(
3741 )
PDF(782KB)(
2089
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采用等离子体增强化学气相沉积法制备了具有纳米结构的碳化钨薄膜, 采用XRD、EDS、SEM方法表征了薄膜的表面形貌、化学组成和物相结构. 这种碳化钨纳米晶薄膜具有巨大的电化学比表面积、很好的电催化活性和电化学稳定性. 通过测试和计算表明, 几何面积为1cm2碳化钨薄膜/泡沫镍电极、碳化钨薄膜/镍电极的电化学比表面积分别为83.21和64.13cm2; 该薄膜电极材料的a值为0.422~0.452V, 接近低超电势材料; 析氢交换电流密度为4.02~4.22×10-4A/cm2; 当超电势为263mV时, 其析氢反应的活化能为45.62~45.77kJ/mol.
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脉冲频率对纯钛微弧氧化膜生长特性的影响
李全军,吴汉华,汪剑波,顾广瑞,金曾孙
2006 Vol. 21 (2): 488492
摘要(
3224 )
PDF(965KB)(
1675
)
在Na2CO3-Na2SiO3电解液中, 利用微弧氧化技术在纯钛试样表面制备了氧化膜, 并研究了脉冲频率(500~8000Hz)对膜层生长、相组成及表面形貌的影响. 结果表明: 当脉冲频率<2000Hz时, 膜层的生长速率随频率增加迅速减小, 当>4000Hz时, 其生长速率几乎和频率无关. 微弧氧化膜主要由锐钛矿和金红石相TiO2及少量不饱和氧化物TiO2-x(0.022的相对含量与频率无关, 而TiO2-x随频率的增加而逐渐减少. 氧化膜表面多孔, 随着频率的增加, 膜表面的粗糙度和微孔尺寸逐渐减小, 而微孔的密度逐渐增加.
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微弧氧化 Al-Si-O陶瓷涂层的结构与结合强度
辛世刚,宋力昕,赵荣根,胡行方
2006 Vol. 21 (2): 493498
摘要(
3462 )
PDF(731KB)(
1927
)
使用微弧氧化方法在铝合金表面制备了包含Al-Si-O的复合氧化物陶瓷涂层. 利用XRD和SEM分析了陶瓷涂层的组成和结构, 通过机械冲击、热冲击和拉伸法评价了涂层与基体的结合强度. 结果显示, 陶瓷涂层由α-Al2O3、γ-Al2O3和莫来石组成. 涂层表面粗糙, 有大量等离子体放电产物. 陶瓷涂层能承受机械和600℃热冲击, 说明涂层与基体结合好, 具有很好的延展性、抗热震性. 拉伸结果显示, 涂层与基体结合强度高于20MPa.
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复合抛光对 CVD金刚石薄膜表面光洁度的改进研究
苏青峰,夏义本,王林军,史伟民
2006 Vol. 21 (2): 499502
摘要(
3219 )
PDF(526KB)(
1758
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采用激光抛光和热化学抛光相结合的方法, 对通过热丝CVD方法生长的金刚石薄膜进行了复合抛光处理. 并利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对金刚石薄膜进行了表征. 结果表明, 所合成的金刚石薄膜是高质量的多晶(111)取向膜; 经复合抛光后, 金刚石薄膜的结构没有因抛光而发生改变, 金刚石薄膜的表面粗糙度明显降低, 光洁度大幅度提高, 表面粗糙度R a在100nm左右, 基本可以达到应用的要求.
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一种新型的溶液型电致变色器件的研究
葛万银,李永祥,于晓峰,杨群保
2006 Vol. 21 (2): 503507
摘要(
2944 )
PDF(499KB)(
1848
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通过在紫罗精溶液中加入钛离子, 得到了一种新型互补型的电致变色溶液. 利用这种电致变色溶液设计成电致变色器件, 通过紫外-可见分光光度计表征, 这种溶液型电致变色器件透过率变化在600nm附近可由80%降低到20%; 通过电致变色器件和透射光强变化的关系, 测得其退色时间<2s, 并且具有自擦除效果.
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结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究(Ⅱ)模型验证: Al2O3-TiC p结构陶瓷裂纹愈合动力学研究
吕珺,郑治祥,吴玉程,金志浩
2006 Vol. 21 (2): 508512
摘要(
2475 )
PDF(393KB)(
1630
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Al2O3-TiC p材料通过在高温下发生氧化反应, 生成物对裂纹处的填充迁移, 使裂纹产生愈合现象. 加热温度、保温时间、压痕载荷均对愈合效果产生影响. 对Al2O3-TiC p材料裂纹愈合动力学研究表明: 含裂纹材料强度的恢复符合公式:σf/σf0=[1-2Δ(P·k1/2)/B0·t1/2]-1/4, 愈合速度为- Cv/t=(C2v0·ΔP)/(B0Cv)·1/2·(k/t)1/2, 反应速率常数、反应时间、反应所带来的体积增加率, 裂纹初始尺寸是影响裂纹愈合的关键因素. 对Al2O3-TiC p材料裂纹愈合前后的强度变化分析证明了裂纹愈合模型的正确性
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