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ZnO基稀磁半导体薄膜材料研究进展
刘学超,施尔畏,张华伟,宋力昕,陈之战
2006 Vol. 21 (3): 513520
摘要(
4179 )
PDF(603KB)(
2425
)
稀磁半导体(DMSs)材料同时利用了电子的电荷和自旋属性, 具有优异的磁、磁光、磁电等性能, 在材料科学和未来自旋电子器件领域具有广阔的应用前景. 本文对近几年来ZnO基稀磁半导体薄膜材料研究进展作一综述, 对研究热点和存在问题作一评价, 提出解决的思路, 最后对DMSs器件的潜在应用作简单介绍.
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纳米氧化锡气敏材料及其传感器阵列的研究进展
龚树萍,刘欢,周东祥
2006 Vol. 21 (3): 521526
摘要(
3603 )
PDF(485KB)(
1907
)
对纳米氧化锡气敏材料的理论及应用研究进行了综合性阐述, 重点介绍了运用纳米技术和薄膜技术制备氧化锡气体传感器的研究进展, 并讨论了氧化锡气体传感阵列在电子鼻智能嗅觉系统中的应用现状和前景.
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闪烁晶体的生长与宏观缺陷研究
李焕英,秦来顺,陆晟,任国浩
2006 Vol. 21 (3): 527532
摘要(
3281 )
PDF(877KB)(
1970
)
用提拉法生长了Lu2Si2O7:Ce晶体, 讨论了晶体生长过程中的几个问题: (1)熔体挥发; (2)晶体开裂; (3)层状包裹. 生长过程中LPS和SiO2均存在挥发, 其中后者占主导; LPS挥发不会造成组分偏析, 因此对生长过程没有负面的影响. 接种温度偏低导致晶体出现多晶化和晶体中较大的热应力是促使开裂发生的主要原因. 层状包裹现象的出现主要是由于该晶体的结晶温度范围狭窄, 熔体容易出现组分过冷, 以及生长设备的温控系统精度不高等造成的.
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GeO2对PbO-B2O3-ZnO低熔封接玻璃结构与性能的影响
成茵,肖汉宁,郭伟明
2006 Vol. 21 (3): 533538
摘要(
3304 )
PDF(594KB)(
1761
)
用DSC、IR、XRD等研究了GeO2添加量对PbO-B2O3-ZnO系玻璃结构及性能的影响. 结果表明, 在PbO-B2O3-ZnO系封接玻璃中, 引入0.4~2.0wt%的GeO2可有效地抑制玻璃析晶, 降低封接温度. GeO2含量为0.7wt%左右时, 玻璃稳定性最好, 封接温度最低, 仅为400 ℃, 有利于低温封接. 通过引入GeO2可在一定范围内调节PbO-B2O3-ZnO系封接玻璃的热膨胀系数.
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湿化学法制备 Y2O3纳米粉及透明陶瓷
闻雷,孙旭东,其鲁,徐国祥
2006 Vol. 21 (3): 539546
摘要(
3164 )
PDF(964KB)(
2028
)
以Y(NO3)3溶液和NH3·H2O为原料, 制备了Y2O3纳米粉体. 先驱沉淀物的化学组成为Y2(OH)5NO3·H2O. 研究了pH值及滴加过程对先驱沉淀物形貌及Y2O3产物烧结性的影响. 正向滴定, pH值较低时(pH=7.9), 先驱沉淀物为片状结构; pH值较高时(pH=10.0), 先驱沉淀物片层状结构特性减轻, 并且颗粒变的细小. 反向滴加时, 片层状结构特征消失, 主要为块状晶粒. 先驱沉淀物为片状结构时, 得到的粉体活性较高. 添加适量的(NH4)2SO4能够减轻Y2O3粉体的团聚, 沉淀的同时控制pH值在9以下, 所得到的粉体具有更好的烧结性能. 采用得到的Y2O3纳米粉, 不加入任何烧结助剂, 经1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷.
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钛酸纳米管的制备及 TEM表征
黄琮,张开坚,党志,李新军
2006 Vol. 21 (3): 547552
摘要(
3262 )
PDF(785KB)(
1831
)
采用水热合成法以金红石型纳米TiO2粉为原料制备钛酸纳米管, 考察了搅拌、酸洗及焙烧温度对纳米管的形成和结构的影响, 并通过TEM观察了产物的形貌、结构. 结果显示: 持续搅拌能促进原料粉末的定向生长, 有利于形成钛酸纳米片;酸洗是纳米管的形成阶段; 300℃是纳米管转变为长棒状晶柱的临界温度. 实验表明以优化的水热合成法制得的纳米管形貌均一, 长度超过1μm, 钛酸纳米管长径比为125:1.
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水热合成法制备锐钛矿型纳米TiO2粉体的研究
冉凡勇,曹文斌,李艳红,张小宁
2006 Vol. 21 (3): 553557
摘要(
3671 )
PDF(410KB)(
2316
)
以工业硫酸氧钛为原料, 尿素作沉淀剂, 固定6MPa的初始压力和300r/min的搅拌速度, 在110~150℃的反应温度、2~8h的反应时间、0.25~1.5mol/L的硫酸氧钛反应浓度的条件下, 采用水热合成法制备了锐钛矿型纳米TiO2粉体. 采用XRD、TEM、BET等测试手段对在不同条件下所制备粉体的物相组成、晶粒度、比表面积等进行了分析. 结果表明, 所制备的粉体均为锐钛矿型纳米TiO2. 粉体的比表面积分布在124~240m2/g、晶粒度分布在6.7~10.6nm. 随着反应温度的升高和反应时间的延长, 晶粒度增大, 比表面积降低. 随前驱体浓度的提高, 晶粒度也增大, 当前驱体浓度<0.5mol/L时, 比表面积随着前驱体浓度的增大而增大. 当前驱体浓度>0.5mol/L时, 比表面积随着前驱体浓度的增大而减少.
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混合表面活性剂法制备介孔SiO2微球及其Semi-batch法生长
邱健全,赵翔,金敏超,蔡强,李恒德
2006 Vol. 21 (3): 558564
摘要(
3362 )
PDF(991KB)(
1964
)
以TEOS为原料, 以表面活性剂CTAB与十二胺的混合物为模板剂, 以C2H5OH、C3H7OH和H2O为共溶剂, 在弱碱性条件下制备出单分散SiO2介孔微球. 通过调变模板剂用量以及共溶剂的比例, 所得微球粒径在0.2~1.5μm范围内可调节. 并采用semi-batch(半间歇加料)方法进一步生长微球, 使其粒径增大到3μm. 此类微球具有3nm的平均孔径和较高的比表面积, 有望作为高效液相色谱(HPLC)的固定相而得到广泛应用. 在以上实验的基础上, 本文进一步讨论了SiO2 微球生长过程中的若干理论问题.
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Eu3+掺杂新颖铝硅酸盐的合成、表征及发光特性
常加忠,李敏,石恒真
2006 Vol. 21 (3): 565570
摘要(
2845 )
PDF(607KB)(
1934
)
在温和的固相反应条件下, 通过水解反应制备了与NaGdSiO4同构的Eu3+掺杂的新颖铝硅酸盐晶体发光材料NaAlSiO4:Eu3+, 样品用X射线衍射分析和场发射电子扫描显微镜表征, 实验结果表明, Eu3+掺杂铝硅酸盐在紫外光的激发下能够发射出较强的红色荧光, 文章也讨论了不同烧结温度和不同掺杂浓度对材料发光的影响.
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表面活性剂辅助水热合成氧化锌纳米棒
储德韦,曾宇平,江东亮
2006 Vol. 21 (3): 571575
摘要(
3555 )
PDF(469KB)(
2172
)
以碱式碳酸锌为前驱体, 十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂, 在乙醇-水体系中水热反应制备了直径在10nm以下的氧化锌纳米棒. 用XRD、TEM、SAED等分析手段对制备的粉体进行了表征, 并对粉体的室温光致发光性能进行了测试. 结果表明, 合成的氧化锌纳米棒结晶良好, 沿[001]方向生长, 具有良好的近紫外发光性能. 同时对氧化锌纳米棒的生长机制进行了探讨.
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微波等离子体法合成洋葱状富勒烯的研究
符冬菊,刘旭光,杜爱兵,韩培德,贾虎生,许并社
2006 Vol. 21 (3): 576582
摘要(
3218 )
PDF(1395KB)(
1802
)
在微波等离子体条件下, 以乙炔炭黑/二茂铁为原料, 低温合成纳米洋葱状富勒烯(Nano-structured Onion-like Fullerenes: NSOFs). 采用HRTEM、Raman和XRD等分析方法对产物的形貌、尺寸、微观结构及其物相结构进行了表征. 结果表明, 以乙炔炭黑/二茂铁为原料可大量合成NSOFs, 其外观呈准球状或多面体状、实心、直径分布均匀, 最外碳层由闭合的、呈波浪状的石墨片构成.
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自蔓延冶金法制备 TiB2微粉的生长机理研究
张廷安,豆志河
2006 Vol. 21 (3): 583590
摘要(
2889 )
PDF(963KB)(
1796
)
采用自蔓延冶金法制备了TiB2微粉. 对相关的反应体系进行了DTA分析, 并采用XRD、扫描电镜以 及粒度分布技术对燃烧产物及浸出产物进行了分析和表征. 结果表明: Mg-B2O3-TiO2之间的反应为固-液-液-固反应机制; 燃烧产物主要有TiB2和MgO, 以及少量的Mg2TiO4和Mg3B2O6等相组成; 随着压样压力增加, TiB2颗粒变小, 添加MgO, TiB2颗粒亦减小, 添加TiB2, TiB2颗粒则明显 增大. 结合扫描电镜分析了燃烧产物的微观结构以及微观区域形成的原因, 确定了TiB2生长机制为一种在颗粒间生长, 另一种在颗粒内部形成.
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锂离子电池正极材料LiMnyFe1-yPO4的制备及性能研究
谢辉,周震涛
2006 Vol. 21 (3): 591598
摘要(
3231 )
PDF(563KB)(
2025
)
采用高速球磨与高温固相反应相结合的方法合成了LiMnyFe1-yPO4(0.1≤ y≤1.0)锂离子电池正极材料, 并对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究. 结果表明, 所合成的LiMnyFe1-yPO4为单一橄榄石型结构, 粒径分布较均匀. 当以小电流密度(0.1C)充放电时, LiMn0.1Fe0.9PO4具有最高的放电比容量, 为145mAh/g; LiMn0.6Fe0.4PO4质量比能量最高, 达568Wh/kg. LiMnyFe1-yPO4的倍率放电性能随着y的增加而降低, 这主要是材料在4.0V平台的容量损失造成的; LiMn0.1Fe0.9PO4具有最佳的倍率性能: 以0.5、1.5C倍率进行放电, 放电容量分别达到130、109mAh/g.
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锂离子电池 Si-Mn/C负极材料的电化学性能
左朋建,尹鸽平
2006 Vol. 21 (3): 599604
摘要(
3339 )
PDF(665KB)(
1923
)
利用机械球磨法得到Si和Mn原子比为3: 5的复合材料, 将此材料与20 wt%的石墨混合球磨得到Si3Mn5/C复合材料. 利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析材料的物相和电极的微观结构. 结果表明: 所得材料中没有Si-Mn二元新相的生成, 材料的颗粒尺寸为0.5~2.0μm. 碳的加入抑制了活性中心Si在循环过程中的较大结构变化, 且Si-Mn复合物颗粒均匀地分散在碳的网格中, 增加了复合材料的电接触. 合成样品的电化学测试表明, 石墨的添加提高了Si-Mn复合材料的可逆容量和循环性能. Si-Mn/C复合物的首次可逆容量为347mAh·g-1, 充放电效率为70%. 进而经200℃热处理的Si-Mn/C电极的首次可逆容量为463mAh·g-1, 充放电效率为70%. 在30个循环后复合材料仍保持426mAh·g-1的可逆容量, 充放电效率稳定在97%以上.
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Sr、Mg掺杂LaGaO3固体电解质材料的离子导电性研究
石敏,许育东,刘宁,汪灿,Majewski P
2006 Vol. 21 (3): 605611
摘要(
3240 )
PDF(619KB)(
1803
)
采用固态反应法制备了Sr、Mg掺杂的LaGaO3固体电解质材料, 研究了不同Sr、Mg掺杂量对LSGM材料的导电性的影响. 结果表明, 随Sr、Mg掺杂量的增加, LSGM材料的电导率开始增加, 达到最大值后,逐步降低, LSGM1520和LSGM2015具有最高电导率, 此时材料由单一的立方相组成; LSGM材料的离子电导率随测试温度的升高而增加, ln(σ T)与1/T关系曲线呈现两段不同斜率的直线, 交点温度为T*, 当测试温度低于T*时, 氧离子迁移激活能大于温度高于T*的激活能.
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改进的柠檬酸法制备 LSGM和 LSGMC8.5及其性能比较
徐国跃,曹敏,刘波,承新,周健
2006 Vol. 21 (3): 612618
摘要(
3103 )
PDF(429KB)(
1707
)
用改进的柠檬酸法合成了具有钙钛矿结构的LSGM(La0.9Sr0.1Ga0.85Mg0.15O3-δ)和Co掺杂的LSGMC8.5(La0.9Sr0.1(Ga0.9Co0.1)0.85Mg0.15O3-δ). 并从XRD、DTA-TG曲线、交流阻抗谱、电导率、密度和化学稳定性等方面比较了LSGM 和LSGMC8.5的性能. 从而探讨了Co掺杂对于LSGM性能的影响. 结果表明相对于LSGM, Co的掺杂使立方钙钛矿结构的形成温度由1400℃降低到1300℃左右, 离子电导率由3.85×10-2上升到5.38×10-2S/cm, 密度由理论密度的95%上升到99%. 因此Co的掺杂使LSGM的各方面性能都有了一定的提高, LSGMC8.5比LSGM更适合做中温SOFC的电解质材料.
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残余氧化硼对钛酸锶钡晶胞参数及相变温度的影响
程华容,朱景川,全在昊,来忠红
2006 Vol. 21 (3): 619626
摘要(
3075 )
PDF(506KB)(
1668
)
研究了氧化硼掺杂(B2O3)烧结钛酸锶钡 (Ba1-xSrxTiO3, x=0、0.4、1)陶瓷钙钛矿结构的稳定性、晶胞参数以及相变温度. 结果表明, 随着掺杂量的增加, 钛酸锶钡仍保持原来的钙钛矿结构, 但晶胞参数有所变化. 晶格常数c与a并非单调变化, 但轴比c/a单调递减而晶胞体积a2c却单调增大. 和未掺杂钛酸锶钡相比, 掺杂钛酸锶钡陶瓷的相变温度有所升高. 同一掺杂含量下, 随着烧结温度的升高, 因钛酸锶与钛酸钡相互固溶引起晶胞体积明显收缩, 相变温度逐渐降低. 但在同一烧结温度下, 随着掺杂量的增加, 相变温度几乎不变. 说明硼离子半径虽然很小, 氧化硼对钛酸锶钡晶胞参数的影响还是存在的, 而且只能以填隙方式存在于晶胞, 但其固溶能力非常有限.
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Li1.02CoxCryMn2-x-yO4的固相合成及性能表征
任海伦,戴永年,姚耀春,李伟宏
2006 Vol. 21 (3): 627632
摘要(
3120 )
PDF(544KB)(
1745
)
采用固相法合成锂离子正极材料尖晶石相Li1.02CoxCryMn2-x-yO4, 研究元素Co、Cr不同掺杂量对产物的结构、晶胞常数、电化学性能和电池内阻的影响. 分析表明, 掺杂少量的Co、Cr的LiMn2O4依然保持着尖晶石结构; 晶胞常数随掺杂量的增加而减小, 从而使尖晶石的比表面积增大, 有利于提高电池的初始容量; 并有效地抑制了充放电过程中的Jahn-Teller效应和Mn3+的歧化反应. 掺杂Co、Cr后Li1.02MnO4初始容量有所下降, 且随掺杂量增加而减小, 但能明显改善材料的循环性能.
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铁掺杂0.2PZN-0.8PZT铁电陶瓷Raman散射研究
路朋献,朱满康,侯育冬,宋雪梅,汪浩,严辉
2006 Vol. 21 (3): 633639
摘要(
2980 )
PDF(410KB)(
1987
)
采用Raman散射方法研究了铁掺杂Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Zr0.5Ti0.5)0.8O3(0.2PZN-0.8PZT)铁电陶瓷中三方-四方共存现象. 通过分析四方相E(3TO)和A1(3TO)模式与三方相R l模式之间的相对强度, 以及四方相E(3LO)和A1(3LO)模式与三方相R h模式之间的相对强度, 确定了铁掺杂对0.2PZN-0.8PZT陶瓷中三方-四方共存结构的影响, 并得到了XRD相分析的验证. 因此, 通过分解Raman散射中三方-四方振动模式, 可以表征掺杂对PZT基陶瓷中三方-四方共存现象的变化趋势.
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多晶CaB6陶瓷弱铁磁性能与气孔率关系
曹明贺,孙越魁,蒋军,刘韩星,袁俊
2006 Vol. 21 (3): 640644
摘要(
3247 )
PDF(584KB)(
1624
)
用常压烧结和热压烧结法分别制备了多晶Ca1+xB6(x=-0.02、0、0.02)陶瓷样品并对其铁磁性能进行系统分析. 结果表明, 在烧结温度低于1500℃范围内, 不论样品富Ca或赤Ca, 所有的样品均呈现铁磁性能; 另外, 两种方法制备的陶瓷样品虽然气孔率明显不同, 而其铁磁性能并没有显著差异, 认为CaB6样品存在的铁磁性机制不决定于样品中的Ca空位浓度和气孔率.
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采用超细粉体和放电等离子烧结技术制备透明β-磷酸三钙生物陶瓷的研究
林开利,秦超,倪似愚,陈立东,卢建熙,常江
2006 Vol. 21 (3): 645650
摘要(
3205 )
PDF(723KB)(
1866
)
应用化学沉淀法制备了粒径约100nm的β-磷酸三钙(β-TCP)超细粉体, 并采用放电等离子烧结技术烧结β-TCP, 在875℃的烧结温度、150℃/min的升温速率和40MPa的烧结压力下, 保温2min, 制备得到透明的β-TCP生物陶瓷. XRD、FESEM、密度和透光性能分析结果表明, 制备得到的β-TCP生物陶瓷纯度高、结构致密、晶粒平均尺寸约250nm、具有良好的透光性能. 细胞相容性研究的结果表明, 透明β-TCP生物陶瓷对骨髓间质干细胞的增殖作用明显高于常规的通用聚乙烯培养板.
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炭/炭复合材料不同刹车速度下摩擦磨损性能的研究
于澍,黄伯云,熊翔,张传福
2006 Vol. 21 (3): 651658
摘要(
3041 )
PDF(5812KB)(
1739
)
对等温CVD和热梯度CVD沉积所得不同结构的炭/炭复合材料, 不同刹车速度下的摩擦磨损性能进行了研究. 其中等温CVD所得的a、b材料分别是粗糙层结构和光滑层结构, 热梯度CVD沉积所得的c材料是前两者的混合结构. 摩擦试验在实验室规模的MM-1000摩擦试验机上进行. 试验表明:随着刹车速度的增大, a材料的摩擦系数随着速度的提高而不断上升, 在15m·s-1处达到峰值, 然后下降趋于一稳定值; b、c材料的曲线变化比较一致, 在20m·s-1处均出现峰值, 然后摩擦系数下降趋于一稳定值. 无论何种材料, 当摩擦系数峰值出现时, 距摩擦面1mm、外径3mm深处的温度均显示在250℃左右. 随着刹车速度的增加, 炭/炭复合材料的磨损加大, 但速度达30m·s-1时的氧化失重均<28m·s-1的氧化失重.
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SiC/CNTs纳米复合材料吸波性能的研究
梁彤祥,赵宏生,张岳
2006 Vol. 21 (3): 659663
摘要(
3464 )
PDF(498KB)(
2519
)
采用聚碳硅烷前驱体转化法制备了SiC/CNTs纳米复合材料, 采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜对样品进行了微观结构分析, 并测试了材料在2~18GHz频率范围内的电磁参数. 结果表明, 当初始聚碳硅烷/二甲苯溶液浓度为10%~15%时, 聚碳硅烷前驱体转化法在CNTs表面可以制备SiC包覆层均匀致密的复合一维纳米材料. SiC包覆CNTs一维纳米材料的电磁参数测试表明, 其损耗机制以介电损耗为主, 当聚碳硅烷含量为15%时, SiC/CNTs纳米复合材料具有最高的介电常数和损耗角, 较好的电磁波吸收特性, 并表现出复合效应.
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“CVI+压力PIP”混合工艺制备低成本 C/SiC复合材料
闫联生,李贺军,崔红,王涛
2006 Vol. 21 (3): 664670
摘要(
3821 )
PDF(679KB)(
2079
)
以低成本填料改性有机硅浸渍剂作为先驱体, 采用“化学气相渗透法+压力先驱体浸渍裂解法”(CVI+ P-PIP)混合工艺制备了低成本C/SiC陶瓷复合材料. 研究了浸渍剂裂解机理, 探讨了界面 涂层对复合材料性能的影响. 结果表明, 填料改性有机硅浸渍剂裂解产物结构致密、陶瓷产率高; 压力可提高填料改性有机硅浸渍剂的致密效率. 混合工艺充分利用沉积SiC基体和裂解SiC基体的致密化特点, 有效缩短了制备周期. C/SiC/C三层界面不仅可降低纤维/基体之间结合强度界面, 提高了复合材料韧性; 而且减缓了氧化性气体扩散到碳纤维表面的速度, 改善了复合材料的抗氧化性能. 复合材料的抗弯强度达到455MPa, 断裂韧性达到15.7MPa·m-1/2. 在1300℃空气中氧化3h, 复合材料失重仅8.5%.
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Cr离子改性氧化钛/丙烯酰胺纳米电流变液及其性能研究
赵艳,王宝祥,赵晓鹏
2006 Vol. 21 (3): 671676
摘要(
2871 )
PDF(478KB)(
1580
)
采用醇盐水解法, 合成了铬离子改性氧化钛/丙烯酰胺纳米颗粒. XRD、TEM、粒度分析显示颗粒为无定型态, 平均粒径为140nm, Cr离子与十二烷基苯磺酸钠的同时加入对粒径的减小有协同作用. 粒径减小可引起颗粒浸润性的改善. 当Cr/Ti摩尔比为10%时, 所得颗粒配制的电流变液显示出极好的电流变效应: 在4kV/mm直流电场下, 该电流变液的静态剪切应力高达152kPa. 离子掺杂与浸润性的改善是电流变液力学性能提高的原因.
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激光刻蚀工艺对Al2O3-ZrO2固溶度和结晶度的影响
杨修春,DUBIEL M,HOFMEISTER H,RIEHEMANN W,黄文旻
2006 Vol. 21 (3): 677682
摘要(
3025 )
PDF(466KB)(
1570
)
利用X射线衍射, X射线吸收精细结构谱和高分辨电镜研究了激光刻蚀工艺对Al2O3-ZrO2固溶度和结晶度的影响. 结果表明, Al2O3在ZrO2中的固溶度越大, ZrO2晶体结构无序度越大. 样品室的空气压力越大, 粉体中无定形相的含量越大. 无定形ZrO2中存在短程有序-长程无序结构Zr-O-Zr(Al). 同Al2O3-ZrO2固溶体相比, 无定形ZrO2具有更短的Zr-O和Zr-Zr(Al)原子间距离和更大的无序度.
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环保型多重掺杂X7R瓷料的多元非线性回归分析
周晓华,张树人,唐斌,李波
2006 Vol. 21 (3): 683688
摘要(
2941 )
PDF(418KB)(
1795
)
通过引入自制复合氧化物掺杂剂, 应用多元非线性回归分析方法, 建立了多元非线性回归数学模型y=b0+Σbixi+Σbiixi2+Σbiiixi3, 确立了环保型多重掺杂X7R 多层陶瓷电容器(MLCC)瓷料中各种掺杂剂的用量对介电常数及电容量温度变化率(Δ C/C 25℃)的多元非线性回归方程, 并进一步解释了部分掺杂剂的改性机理. 回归方程表明, 介电常数随Nb、Ce掺杂量的增加而降低, 这与当前较为成熟理论“壳-芯”结构模型完全吻合. 最后通过回归方程优化瓷料配方, 研制了环保型X7R MLCC瓷料系统. 在空气中于1140℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到: ε298K=2900±50, tgδ≤1.0%,ρ≥1011Ω·cm,Δ C/C 25℃(-55℃~+125℃)≤±15%.
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Mg-Al和Mg-Fe型双金属氧化物对亚砷酸根吸附性能的对比
叶瑛,季珊珊,邬黛黛,郑丽波,张维睿
2006 Vol. 21 (3): 689695
摘要(
3205 )
PDF(475KB)(
1926
)
以水滑石和类水滑石为前体, 通过煅烧法制备了两种双金属氧化物, 对比研究了它们对溶液中亚砷酸根的吸附作用. 在室温条件下, Mg-Al-LDO和Mg-Fe-LDO对As(III)的吸附容量分别为83.2和87.45mg/g. 从整个时间系列来看, Mg-Fe-LDO对As(III)吸附能力明显要高于Mg-Al-LDO, 尤其是在吸附反应初期. 观测到Mg-Al-LDO在吸附As(III)过程中溶液pH值上升, 这与化学反应方程式一致; 而Mg-Fe-LDO在吸附As(III)过程中pH值先升后降, 可以解释为Fe(III)与As(III) 的反应所致. 将反应介质加热能有效抑制溶解CO2的干扰, 并大幅提高LDO对As(III)的吸附容量.
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结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究(Ⅲ)模型验证与修正: Al2O3-SiC W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 (3): 696700
摘要(
2875 )
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1593
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Al2O3-SiC W 材料通过在高温下发生氧化反应, 生成物所引起的体积膨胀对裂纹处的填充迁移, 使裂纹产生愈合现象. 动力学分析表明: Al2O3-SiC W材料裂纹愈合速度为- Cv/t=(2πC2v0·ΔP+F)/(2πB0Cv)·1/2·(k/t)1/2, 强度恢复由下式计算σf/σf0=[1-(2πC2v0·ΔP+F)/(πB0C2v0)·k1/2·t1/2]-1/4, 与Al2O3-TiC P材料相比, 增加了一个填充项F, 从物理意义上分析, F是除裂纹面外对裂纹愈合有利的填充面积当量, 就Al2O3-SiC W材料而言, F与裂纹面上晶须桥联及晶须露头面积及裂纹周边反应物能够对裂纹处进行填充的面积有关. 1200℃保温时F值约为9.94\times10-8m2.
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PLD法生长高质量 ZnO薄膜及其光电导特性研究
边继明,李效民,赵俊亮,于伟东
2006 Vol. 21 (3): 701706
摘要(
3839 )
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2142
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采用脉冲激光沉积(PLD)法在单晶Si(100)衬底上生长ZnO薄膜, 以X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)等手段分析了所得ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌. 结果表明, 随着衬底温度和薄膜生长时氧分压的增加, ZnO薄膜的晶体结构和化学计量比得到显著改善. 优化工艺(700℃,20Pa)下生长的ZnO薄膜呈c轴高度择优取向, 柱状晶垂直衬底表面生长, 结构致密均匀. 以不同暗电阻的ZnO薄膜为材料, 利用剥离(lift-off)技术制备了MSM结构ZnO光电导型紫外探测器. 紫外光照射前后的I-V特性测试表明ZnO薄膜产生非常明显的光电导现象, 分析了其光电响应机理.
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Zn0.9Mg0.1O:Ga宽带隙导电膜的 PLD制备及性能研究
陈志强,方国家,李春,盛苏,赵兴中
2006 Vol. 21 (3): 707712
摘要(
3238 )
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1649
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利用脉冲激光沉积法(PLD)制备了Ga掺杂的Zn0.9Mg0.1O(ZMO:Ga)宽带隙透明导电薄膜. 采用各种分析手段研究了沉积温度和真空退火处理对薄膜结构、表面形貌及光电性能的影响. 结果表明, 制备的薄膜具有ZnO(002)择优取向; 200℃下沉积的薄膜通过3×10-3Pa的真空400℃退火2h后, 其电阻率由8.12×10-4Ω·cm减小到4.74×10-4Ω·cm, 禁带宽度则由原来的3.83eV增加到3.90eV. 退火处理增强了薄膜的择优取向和结晶度、增加了禁带宽度、提高了载流子浓度并使其透射谱线的光学吸收边发生蓝移现象.
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射频磁控溅射 Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表层的XPS研究
唐章东,杨传仁,廖家轩,张继华,冷文建,陈宏伟,符春林
2006 Vol. 21 (3): 713718
摘要(
3063 )
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1686
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用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si基体上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜, 用X射线光电子能谱(XPS)研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征. 结果表明, 常规晶化时, BST薄膜表层约3~5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST, 随着温度的升高该厚度增加; 快速晶化时, 该厚度减薄至1nm内, 随着温度的升高没有明显增加. 元素的化学态分析结果表明, 非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物, 而与表面吸附的其他元素(如吸附氧)对表层结构的影响有关. GXRD和AFM表明, 致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散, 从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.
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基于超声波雾化技术的 TiO2纳米膜制备及表征
张嘉琪,郑嗣华,黄积涛
2006 Vol. 21 (3): 719724
摘要(
3016 )
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1826
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采用超声波雾化技术制备TiO2纳米膜, 并对其进行了紫外、扫描电镜、X射线衍射及亲水性能的表征, 讨论了超声波雾化频率对TiO2纳米膜的影响. 分析表明, 此技术可制备均匀致密、粒径为20~80nm、锐钛矿晶相的TiO2纳米膜, 此膜经加热或紫外线照射后具有超亲水性能.
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纳米 TiO2涂层对 Al2O3微滤膜的改性研究
周健儿,吴建青,汪永清,梁健,张小珍,操瑞北
2006 Vol. 21 (3): 725730
摘要(
2964 )
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1673
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以硫酸钛、尿素为主要原料, 采用均相沉淀法对α-Al2O3微滤复合膜进行了纳米TiO2的涂覆改性, 着重考察了反应温度、反应物浓度与涂覆次数对改性作用的影响. 实验结果表明, 制备的TiO2改性涂层光滑致密, 晶粒尺寸为10~15nm, 使改性后的Al2O3微滤复合膜水通量提高了19%以上. 用TEM、Zeta电位分析手段对改性涂层进行了测试分析, 探讨了改性的机理.
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钛合金微弧氧化膜微晶生长特性的研究
汪剑波,吴汉华,金曾孙,唐元广,常鸿
2006 Vol. 21 (3): 731735
摘要(
3219 )
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在Na2CO3-NaOH溶液中, 采用自制多功能单极性脉冲微弧氧化电源在TC4钛合金上制备了TiO2薄膜. 利用XRD和SEM分别对氧化膜的相组成和表面形貌进行了分析. 结果表明, 在脉冲频率和电流密度分别固定为5000Hz和20A/dm2时, 氧化膜主要含锐钛矿和金红石相TiO2,随着处理时间的延长, 金红石TiO2的相对含量逐渐增加; 氧化膜呈多孔结构, 表面布满了尺寸在300nm~1μm之间的TiO2颗粒, 随着处理时间的延长, 这些颗粒微孔的尺寸明显变大, 其密度逐渐减小.
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多孔氧化铝膜的纳米力学性能研究
姚素薇,张璐,张卫国,张振宇,李鸿琦
2006 Vol. 21 (3): 736740
摘要(
3237 )
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1689
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采用二次铝阳极氧化技术, 制备了高度有序的铝阳极氧化膜(AAO膜), 孔径为50nm. 利用纳米压缩仪结合纳米压痕仪对不同压缩位移条件下的AAO膜进行了纳米力学测试和卸载后的压痕原位扫描实验. 通过测量加载-卸载曲线并用Oliver-Pharr模型分析计算得到, 在压缩位移为0、3.3、6.6、9.9μm时, AAO膜的纳米硬度和弹性模量分别为1.49、1.79、1.69、1.55GPa和11.79、12.32、12.82、13.19GPa. 由卸载曲线和原位扫描的压痕形貌可以看出, 压缩位移为6.6和9.9μm时的压痕在压缩力的作用下发生了明显的塑性变形, 因而AAO膜的纳米硬度减小, 而弹性模量一直增大.
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半金属 Fe3O4薄膜的制备工艺探索
唐晓莉,张怀武,苏桦,钟智勇
2006 Vol. 21 (3): 741746
摘要(
2647 )
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半金属材料Fe3O4是一种新型的功能自旋电子材料, 由于其具有百分之百的自旋极化率而备受关注. 但由于铁元素存在多种价态的氧化物, 使得制备单一成分的Fe3O4非常困难, 因而本文着重对磁控反应溅射制备单一成分的Fe3O4薄膜进行了研究, 探索了晶化温度对薄膜结构的影响, 并通过引入缓冲层Ta对其性能进行改善, 得到了反应溅射制备半金属Fe3O4的最优条件. 另外, 通过对所制备的Fe3O4薄膜磁电阻效应的测试, 发现多晶Fe3O4具有同单晶Fe3O4薄膜类似的负磁电阻效应, 因此有望将其应用到自旋电子器件中.
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控制表面氧化法制备超疏水 CuO纳米花膜
钱柏太,沈自求
2006 Vol. 21 (3): 747752
摘要(
3717 )
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2231
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采用含有过硫酸钾氧化剂和氢氧化钾的水溶液处理金属铜表面, 再经空气中加热后, 在铜表面上得到了一层具有花朵状纳米结构的CuO膜. 每朵纳米花由数十个长约2μm、宽约120nm、厚约12nm的CuO纳米片自组装而成. 纳米花膜经氟化处理后表现出超疏水性, 接触角达到约158°. 文中初步提出了纳米花形态的生长机制, 并用Cassie理论对膜的润湿性进行了分析.
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负性SiO2/ZrO2光敏凝胶薄膜上引入微结构的研究
徐翔,周斌,刘春泽,沈军,吴广明
2006 Vol. 21 (3): 753758
摘要(
3053 )
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1699
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以锆酸丁酯及乙酰丙酮、苯甲酰丙酮为原料, 经溶胶-凝胶工艺, 制备具有负性光刻胶性质的ZrO2光敏溶胶, 在将其与正硅酸乙酯通过水解缩聚反应复合, 采用浸渍提拉法在基片上制得折射率在1.463~1.647之间连续可调的SiO2/ZrO2二元光敏凝胶薄膜.其敏感波长在335nm附近. 通过FTIR分析, 发现凝胶薄膜中含有Si-O-Zr、Zr-O的特征振动峰, 证明SiO2与ZrO2两相在分子尺度上形成了微观组分均匀的薄膜. 利用掩模板结合紫外曝光及显影工艺在凝胶膜上转移了光栅等表面微结构图形.
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等离子喷涂 AP40生物活性玻璃陶瓷涂层的结构和性能
贺定勇,赵力东,BOBZIN Kirsten,LUGSCHEIDER Erich
2006 Vol. 21 (3): 759763
摘要(
3319 )
PDF(575KB)(
3709
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采用大气等离子喷涂技术, 在TiAl6V4基体上制备了AP40玻璃陶瓷涂层. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究. 探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响, 并按德国DIN 50160标准进行涂层的拉伸强度试验. 结果表明: 等离子喷涂AP40玻璃陶瓷涂层在喷涂态, 只有较低的结晶度. 喷涂工艺对涂层的孔隙率和粉末沉积率有较大的影响. 合适的热处理工艺可提高涂层的结晶度, 减少孔隙以及提高结合强度.
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等离子喷涂抗菌羟基磷灰石涂层研究
郑学斌,季珩,黄静琪,丁传贤,朱梓圆,张富强
2006 Vol. 21 (3): 764768
摘要(
3023 )
PDF(605KB)(
1756
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以磷酸锆载银抗菌剂作为添加剂, 制备真空等离子喷涂抗菌羟基磷灰石(HA)涂层, 并对涂层的形貌、组成、结合强度以及抗菌性能进行研究. 结果表明, 添加抗菌剂的HA涂层形貌没有发生明显改变. 当添加剂含量较大时(10wt%), 涂层中出现少量反应产物CaZr(PO4)2与Na6CaP2O9. 掺入抗菌剂之后涂层的结合强度呈上升趋势, 而且随着抗菌剂百分比的增加, 涂层结合强度随之增大. 含抗菌剂5wt%以上的HA涂层对牙龈单胞卟啉菌(Pg)、具核梭杆菌(Fn)及伴放线杆菌(Aa)具有明显的抗菌作用, 抗菌力大小依次为Pg>Fn>Aa.
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