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2013年 第42卷 第3期
刊出日期：2013-03-15

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K2Al2B2O7晶体四倍频特性理论研究

翟乃霞;王桂玲

2013, 42(3):  383-387. 

摘要 ( 23 )   PDF (727KB) ( 35 )  

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基于非线性光学晶体的谐波理论,采用龙格-库塔数值模拟方法计算模拟,详细分析了不同条件下生长的KABO晶体的四倍频频率变换特性.在高重频、高平均功率条件下,进一步分析了不同KABO晶体倍频转换效率与晶体长度的关系和在一定晶体长度下输出与输入功率的关系.理论与已有实验结果对比证明KABO晶体是一种可实现大功率266 nm紫外光输出、实现实用化的紫外倍频晶体.

《人工晶体学报》征稿简则

2013, 42(3):  387. 

摘要 ( 13 )   PDF (55KB) ( 18 )  

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KDP晶体快速生长溶液的稳定性研究

朱胜军;王圣来;刘光霞;刘文洁;刘琳

2013, 42(3):  388-391. 

摘要 ( 35 )   PDF (1146KB) ( 38 )  

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本文研究了搅拌,过滤,过热和添加剂对KDP晶体快速生长溶液的稳定性的影响并分析了其影响机理.结果表明,利用0.2μm的滤膜对溶液过滤,在饱和点以上20℃时对溶液过热20h,或在溶液中添加某些特定的添加剂均可有效提高KDP晶体快速生长溶液的稳定性.通过对生长溶液进行综合的前处理,利用“点籽晶”快速生长技术实现了KDP晶体的快速生长,生长速度达20 mm/d,生长尺寸达5 cm量级.

磷锗锌晶体的热处理研究

张建强;赵北君;朱世富;陈宝军;何知宇;王志超;杨登辉;曹新玲;曹礼强

2013, 42(3):  392-396. 

摘要 ( 25 )   PDF (740KB) ( 31 )  

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采用改进垂直布里奇曼法生长出的磷锗锌(ZnGeP2,ZGP)晶体中存在各种缺陷,导致其红外透过率较低,刚生长的晶体不能直接用于制备红外非线性光学器件.分别采用真空、同成分粉末包裹和真空-同成分粉末包裹的复合退火工艺对生长的ZGP晶体进行了退火热处理研究.应用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、高阻仪(HRM)、X射线能谱仪(EDS)等对退火前后的晶体性能和成分进行了测试分析.结果表明,三种方法退火后晶体的红外透过率和电阻率都得到改善,其中复合退火工艺的改善效果最为显著,晶体红外透过率由41;提高到60;,电阻率由2.5×108 Ω·cm提高到7.2 ×108 Ω·cm,晶体成分接近ZGP理想化学配比,退火后晶体的光学和电学性能得到显著改善,可用于ZGP-OPO器件制作.

CsLiB6O10晶体及熔体微结构的高温拉曼光谱研究

王静;尤静林;王媛媛;张国春;万松明;傅佩珍;殷绍唐;刘钦;王晨阳

2013, 42(3):  397-401. 

摘要 ( 41 )   PDF (1652KB) ( 33 )  

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本文利用高温原位拉曼光谱技术,测定了非线性光学晶体硼酸铯锂(CsLiB6O10,CLBO)晶体及其熔体的变温拉曼光谱.利用密度泛函理论计算了基本单元为(B3O7)5-六元环的CLBO晶体的拉曼光谱,并对振动模式进行了分析归属.在升温过程中,CLBO晶体的拉曼光谱出现展宽和红移,无相变发生；在熔化过程中,CLBO晶体微结构中(B3O7)5-六元环的[BO4]四面体发生异构化反应,转变为[BO3]三角形,即晶体相中的(B3O7)5-环变为熔体中的(B3O6)3-环.利用量子化学从头计算方法计算分析了熔体中结构基元的拉曼光谱谱学特征,结合熔体实测结果,表明CLBO熔体的阴离子基元为四个(B3O6)3-六元环组成的大四元环超级结构.

四甲基硅烷流量对硬质合金表面沉积的SiC涂层的影响

黑鸿君;于盛旺;刘艳青;丁明辉;李义锋;唐伟忠

2013, 42(3):  402-407. 

摘要 ( 32 )   PDF (1708KB) ( 36 )  

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采用强电流直流伸展电弧化学气相沉积(HCDCA CVD)技术,在Ar、H2和四甲基硅烷(TMS)先驱体组成的混合气体气氛下,在YG6硬质合金衬底表面沉积了SiC涂层.本文对不同TMS流量条件下制备的SiC涂层的沉积速率、表面形貌、化学成分、物相组成以及附着力进行了对比研究.在此基础上,实验选取表面连续致密且附着力良好的SiC涂层作为过渡层进行了金刚石涂层的沉积,并对金刚石涂层的形貌、质量以及附着力进行了表征.实验发现.随着TMS流量的增加,SiC涂层的沉积速率加快,连续和致密性逐渐改善,但其附着力明显降低.连续致密且附着力良好的SiC涂层作为过渡层,可以有效地抑制硬质合金中Co的扩散,消除Co在金刚石涂层沉积过程中的不利影响,获得附着力良好的纳米金刚石涂层.

Yb0.005Y0.708Lu0.287VO4混晶的生长和材料性质

张炳涛;滕冰;钟德高;曹丽凤;李建宏;R.A.Rupp

2013, 42(3):  408-412. 

摘要 ( 27 )   PDF (1164KB) ( 36 )  

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采用提拉法生长出Ybb0.005Y0.708Lu0.287VO4晶体.在室温下,对Yb0.005Y0.708Lu0.287VO4晶体进行了XRPD测试,计算了晶格常数(a=b=0.7091 nm,c=0.6273 nm)和密度(4.826 g/cm3).对混晶的(100)面进行了腐蚀,腐蚀坑呈四棱锥形状.平均线膨胀系数α1=1.285×10-6 K-1,α3=7.030 ×10-6 K-1,温度在330.15 K和570.15 K之间变化时,比热为0.494 ～0.617 J/g·K.

硅单晶中空位团形成能的分子动力学模拟

王进;关小军;曾庆凯;张向宇

2013, 42(3):  413-417. 

摘要 ( 33 )   PDF (799KB) ( 57 )  

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为了获得硅单晶中空位团的形成能以及有关因素的影响规律,采用分子动力学方法进行了模拟计算和分析,揭示了模型体系大小、空位团构型和空位数目对空位团形成能的影响规律和机理.结果表明:总体上,模型体系大小和空位团构型对空位团形成能的影响不大；3 ×3 ×3模型更适合于硅单晶空位形成能的计算和分析；当空位数目≤5时,最小空位团形成能随空位数目增大而线性增加；空位团形成能实质上主要取决于所需破坏的Si-Si键数目及键能.

等离子体射频功率对微晶硅薄膜微结构及其特性影响

张林睿;周炳卿;张丽丽;李海泉

2013, 42(3):  418-422. 

摘要 ( 24 )   PDF (1183KB) ( 33 )  

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采用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术在低温、高沉积压力的条件下制备微晶硅薄膜材料.在优化其它沉积参数的条件下,研究等离子功率密度对微晶硅薄膜材料微结构的影响.通过X射线衍射谱,拉曼光谱,红外吸收谱以及SEM来表征了微晶硅薄膜材料的微结构.结果显示:随着射频功率的增加,微晶硅薄膜的晶化率提高,晶粒尺度减小,薄膜呈小晶粒生长,薄膜中氢含量减少,微结构因子增加,薄膜生长表现出不均匀性.

碳酸钠共沉淀法制备LaNi0.6Fe0.4O3粉体的研究

韩建桥;王芬;朱建锋;张立言;郭晓波

2013, 42(3):  423-427. 

摘要 ( 24 )   PDF (1183KB) ( 33 )  

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以碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备了亚微米级LaNi0.6Fe0.4O3(以下简称LNFO)粉体.研究了溶液离子总浓度,沉淀剂溶液pH,沉淀反应温度,滴定速率,前驱体热处理温度以及分散剂等因素对制备LNFO粉体的影响.采用X射线衍射分析(XRD)、差热失重分析(DSC-TG)、扫描电镜(SEM)对样品结构和形貌进行了表征.结果表明:前期混合液离子总浓度为0.4 mol/L,沉淀剂溶液pH为10,沉淀温度范围为60 ～80℃,滴定速率为30 mL/min,以CTAB为分散剂,所得前驱体在700℃煅烧2h后可得结晶程度良好的LNFO粉体.

硅基外延SrRuO3/PbZr0.5Ti0.5O3/SrRuO3电容器的结构和性能研究

朱慧娟;刘保亭;代秀红;郭建新;周阳

2013, 42(3):  428-431. 

摘要 ( 23 )   PDF (304KB) ( 19 )  

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传统的方法很难直接在硅衬底上制备外延的氧化物铁电电容器,本实验采用生长在硅衬底上的外延SrTiO3为模板,直接生长了SrRuO3/PbZr0.5Ti0.5O3/SrRuO3电容器异质结,并对其结构及性能进行了研究.X射线衍射表明所制备的SrRuO3/PbZr0.5Ti0.5O3/SrRuO3异质结实现了在硅衬底上的外延生长.在5V测试电压下,铁电电容器的剩余极化强度和矫顽电压分别为19.6μC/cm2和0.8V.当极化翻转次数达到1010时,铁电电容器的极化强度没有明显的衰减,表明SrRuO3/PbZr0.5Ti0.5O3/SrRuO3电容器具有良好的抗疲劳性能.

NKLNx-KBT-BZ无铅压电陶瓷的电性能研究

吴芬;李月明;沈宗洋;王竹梅;洪燕;肖祖贵

2013, 42(3):  432-436. 

摘要 ( 17 )   PDF (1219KB) ( 29 )  

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采用传统固相烧结法制备0.92(Na0.51K0.49-xLix)NbO3-0.02K0.5Bi0.5TiO3-0.06BaZrO3(简写为NKLNx-KBT-BZ,x=0.00～0.05)系无铅压电陶瓷.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、精密阻抗分析仪及铁电性能测试仪等研究了Li+含量对该体系陶瓷的晶相、显微结构和电性能的影响.结果表明:在研究组成范围内,陶瓷均具有单一的钙钛矿结构,随着Li+含量的增加,晶体结构从菱方转变为四方结构,并且经过菱方-四方两相共存的准同型相界(MPB)组成区域0.01 ＜x ＜0.03.在MPB区域的四方相边界x=0.03处获得优异的电性能:d33=227 pC/N,kp=39.3;,Qm=69,εT33/ε0=1642,tanδ =2;,Pr=13.3μC/cm2,Ec=1.64 kV/mm.

氧气流量对MgxZn1-xO薄膜择优取向的影响

邵玉坤;韩舜;吕有明;曹培江;柳文军;曾玉祥;贾芳;朱德亮;马晓翠

2013, 42(3):  437-440. 

摘要 ( 19 )   PDF (282KB) ( 21 )  

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利用脉冲激光沉积技术,选用靶材为Mg0.5Zn0.5O陶瓷靶材,在非晶石英衬底上研究氧气流量对MgxZn1-xO合金薄膜生长取向的影响.结果表明:在低压、低氧气流量条件下薄膜的成核生长主要受控于晶面的表面能,薄膜为(200)晶向；在沉积压强8.0Pa时,随着氧气流量的增加,反应粒子的能量降低,不同取向晶粒的生长速率发生变化,导致MgZnO薄膜的生长取向由(200)择优取向转变为(111)择优取向.当氧气流量过大(70 sccm)时,由于氧气分子迁移能的提高,MgZnO薄膜呈现多个不同生长取向.

泡生法生长蓝宝石晶体中固液界面形状的数值模拟研究

刘方方;左然;汪传勇

2013, 42(3):  441-445. 

摘要 ( 25 )   PDF (1636KB) ( 36 )  

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在泡生法蓝宝石单晶生长中,固液界面形状对晶体生长质量影响极大.本文针对泡生法蓝宝石晶体生长进行数值模拟,研究了晶体半透明性、放肩角、底部钼屏保温层厚度、加热器侧部和底部功率分配比等对固液界面形状的影响.模拟结果发现:不考虑蓝宝石晶体的半透明性,则固液界面凹向熔体生长,反之则固液界面凸向熔体生长；放肩角增大、底部钼屏保温层增厚,都造成固液界面凸度减小；加热器侧部与底部的功率比增大,则固液界面凸度增大.实际的固液界面形状取决于多种参数的综合作用.

多孔PZT 95/5铁电陶瓷的孔隙率与电性能

高龙;杨世源;王进;郭学;钱斌

2013, 42(3):  446-451. 

摘要 ( 33 )   PDF (2144KB) ( 31 )  

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以不均匀粒度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,用造孔剂燃烧工艺(BURPS)制备了多孔PZT95/5铁电陶瓷.研究PMMA的添加量对多孔PZT95/5铁电陶瓷的物相组成、孔隙率和电性能的影响.X射线衍射分析显示PMMA的添加对陶瓷的物相组成没有影响,SEM结果显示PMMA微球在PZT 95/5铁电陶瓷中引入了与其大小相近的气孔；孔隙率结果表明多孔PZT 95/5铁电陶瓷的孔隙率随着坯体中PMMA的体积分数增加而增加；电性能方面,电滞回线测试和介电温谱测试结果分别表明样品的剩余极化强度和介电常数随着孔隙率的增加而减小.

Cu2O薄膜的电化学沉积和生长机理研究

赵文燕;田传进;汪长安;谢志鹏;杨海滨;付乌有

2013, 42(3):  452-455. 

摘要 ( 36 )   PDF (1121KB) ( 30 )  

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采用酸性醋酸铜体系,在透明导电玻璃(ITO)上恒电位沉积Cu2O薄膜,研究阴极还原Cu2O的电化学行为,利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析了Cu2O薄膜的微观结构和表面形貌,通过控制电沉积时间,研究Cu2O薄膜的表面形貌变化规律,讨论了Cu2O的生长机理.

区熔(FZ)硅单晶气相掺杂电阻率的理论计算

曲翔;陈海滨;方锋;汪丽都;周旗钢;闫志瑞

2013, 42(3):  456-460. 

摘要 ( 15 )   PDF (720KB) ( 35 )  

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气相掺杂法因其简易灵活、生产周期短、成本较低的优点成为生产区熔硅单晶重要的辅助方法.本文根据区熔(FZ)硅单晶气相掺杂原理,结合单晶生长速度、单晶直径、气体流量、气体浓度、掺杂物的分凝、单晶对掺杂气体吸收率等一系列生长条件,进行理论计算并与实际生产相结合,进一步推算出掺杂量与电阻率关系的公式.通过该公式,可以更加准确控制气相掺杂硅单晶的电阻率,使理论计算与实际电阻率误差从20;降低到10;,从而降低生产成本.

TiO2三维有序大孔材料的表面特性研究

徐骁龙;张辉;刘盛楠;李钒;万金秀;杨辉煌

2013, 42(3):  461-465. 

摘要 ( 27 )   PDF (1637KB) ( 32 )  

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本文采用聚苯乙烯胶体晶体模板,使用Sol-gel法制备的Ti02溶胶对胶晶模板进行填充,经高温热处理后获得TiO2三维有序大孔结构.采用扫描电子显微术(SEM),透射电子显微术(TEM),BET法,能量色散谱(EDS)以及红外光谱术(IR)对三维有序大孔结构进行了表征.研究表明改变热处理温度和聚苯乙烯球尺寸,可对三维有序大孔结构进行调控；同时本文重点研究了孔壁显微结构和化学组成等表面特性.

CdS量子点敏化ZnO薄膜的制备及其性能研究

王旭;张海明;李菁

2013, 42(3):  466-469. 

摘要 ( 30 )   PDF (685KB) ( 39 )  

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本文以Zn(CH3COO)2·2H2O、CdCl2和硫脲的水溶液分别为前驱体,采用超声喷雾热解法在ITO导电玻璃上成功的制备了CdS量子点敏化ZnO薄膜(ZnO∶ CdS).通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光(PL)谱和吸收光谱对CdS量子点敏化ZnO薄膜形貌,结构和光学性能进行了研究.SEM图表明CdS量子点已成功沉积到ZnO薄膜上,量子点呈颗粒状,直径约71 nm.XRD结果显示,除观察到原有的ZnO特征峰外,在2θ=30.3°处有一明显的特征峰,对应着CdS的(111)晶面.PL谱图表明在325 nm的光激发下,CdS量子点敏化ZnO薄膜在400 nm处有一较强的紫外发射峰,在500～700 nm处有一个较宽的黄绿发射带.吸收光谱表明,CdS量子点敏化后ZnO薄膜在可见光区的吸收边为586 nm.

反应温度对低品位铝矾土和钛铁矿制备β-Sialon/Ti(C,N)复相粉体的影响

申见昕;杨得鑫;陈永博;王宝辰;刘艳改

2013, 42(3):  470-474. 

摘要 ( 19 )   PDF (1207KB) ( 29 )  

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以低品位铝矾土和钛铁矿为原料,焦炭为还原剂在不同温度下进行碳热还原氮化反应(CRN),制备β-Sialon/Ti(C,N)复相粉体,其中钛铁矿与铝矾土的质量比为50∶50,同时对反应产物进行XRD物相分析和SEM显微形貌分析.结果显示:原料反应的最佳温度为1250℃,在此温度下产物物相主要为β-Sialon(z=3)、α-Al2O3 Ti(C,N)和单质铁；在低于此温度下产物主要为莫来石,在较高温度下反应产物主要为AlN.反应产物中,p-Sialon微观形貌呈柱状,AlN主要以片状形态存在,单质铁主要以球状形态存在.

高品级金刚石富晶区生长条件和动态匹配合成工艺

王秦生;林玉;赵清国;李利红;刘杰

2013, 42(3):  475-478. 

摘要 ( 34 )   PDF (661KB) ( 28 )  

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在金刚石合成过程中,采用压力与温度双参数动态匹配工艺,外加负荷缓慢上升而外加功率缓慢下降,使得压力和温度维持在富晶区生长区间,并且可以沿着金刚石等质量线方向在限定的范围内移动,保持压力与温度动态匹配,金刚石得以长时间稳定地连续生长,单次合成金刚石可达580克拉,高品级率达60;,产量和高品级率均创新高.

球磨固相反应法制备钨青铜K0.27WO3

冉光旭;乐松

2013, 42(3):  479-481. 

摘要 ( 25 )   PDF (1119KB) ( 29 )  

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以钨酸钾和三氧化钨为原料,采用机械球磨后高温固相反应的方法合成了钨青铜.X射线粉末衍射、X射线能谱分析表明,所制备样品为单相的K0.27WO3多晶.低温电阻率测量发现:多晶样品由于大量晶界影响而呈现出异于单晶样品的类半导体行为.

纳米高近红外反射颜料制备工艺研究

张潇予;张玉军;龚红宇;王翠玲;赵新巧;朱洪立

2013, 42(3):  482-486. 

摘要 ( 37 )   PDF (1181KB) ( 33 )  

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采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了纳米高近红外反射颜料,研究了Fe/Cr摩尔比、水解温度、溶液金属离子浓度、pH值、煅烧温度等因素对凝胶时间及试样性能的影响.结果表明,在Fe/Cr摩尔比为0.50,水解温度70℃,溶液金属离子浓度为2.5～3.5 mol/L,pH =3 ～4,煅烧温度为900℃保温60 min的条件下,制备颜料的主晶相为Cr1.3Fe0.7O3,近红外波段范围内(700～2500 nm)其平均反射率可达到77.58;,晶粒尺寸在50～ 200 nm之间.

Y掺杂浓度梯度对BST薄膜结构及介电性能的影响

张宝;廖家轩;王滨;徐从玉

2013, 42(3):  487-490. 

摘要 ( 31 )   PDF (680KB) ( 35 )  

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用改进的溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备6层钇(Y)掺杂浓度分别为1;/1.1;/1.2;/1.3;/1.4;/1.5;的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-1.5YBST)和掺杂浓度分别为1;/1.3;/1.6;/1.9;/2.2;/2.5;的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-2.5YBST),研究掺杂浓度梯度对薄膜结构及介电性能的影响.X射线衍射(XRD)表明,两薄膜主要沿(110)晶面生长,为立方钙钛矿结构,比6层Y掺杂浓度均为1;的BST薄膜(YBST)的衍射峰强度及晶化减弱,但掺杂浓度梯度较大的1-2.5YBST对应的衍射强度和晶化较强.原子力显微镜(AFM)表明,1-2.5YBST具有更光滑的形貌.两薄膜比YBST具有高的电容、低的介电损耗、高的调谐率,而1-2.5YBST具有更优异的综合介电性能:零偏压下的电容为17.45 pF(介电常数127)、介电损耗为0.82;及最大调谐率为34.6;、优质因子为42.

钾明矾基低共熔相变储热材料的制备与研究

王智平;田禾青;王克振;赵静;熊文嘉

2013, 42(3):  491-496. 

摘要 ( 41 )   PDF (1278KB) ( 53 )  

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以钾明矾(KAl(SO4)2·12H2O)为基元,分别加入不同质量比例的七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)和芒硝(NaSO4·10H2O)混合均匀后加热融化,研究制备出的低共熔材料的相变温度、潜热释放平台及过冷和相分离变化情况.结果表明,七水硫酸镁和钾明矾在任意比例下的混合都能制得低共熔相变储热材料,共晶点在质量比5∶5附近,相变温度41.19℃,持续放热时间长,过冷度1.15℃,无相分离现象出现；而以芒硝与钾明矾混合制备低共熔相变储热材料,共晶点在质量比2∶8附近,相变温度50.10℃,过冷度1.2℃且无相分离现象出现.这两种处于共晶点成分(附近)的低共熔相变储热材料都是很有潜力的低温相变储热材料.

Eu2+掺杂的Sr10P6O24C12荧光粉的制备及性能

刘超;李旭;张礼刚;贾利云;胡金江

2013, 42(3):  497-500. 

摘要 ( 29 )   PDF (737KB) ( 30 )  

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采用固相法制备了Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉,确定了适用于Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉制备的方法及工艺条件,并利用XRD、激发光谱和发射光谱等方法分析表征样品的结构和光学性能.研究了Eu2在基质中所占的格位以及Eu2+浓度对样品发光强度的影响.实验结果表明,原料在900～1100℃下烧结4h,制得了能够发射较好蓝光的Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉.

工程陶瓷三维周向包封预应力磨削技术研究

王健全;田欣利;张保国;唐修检;王鹏晓

2013, 42(3):  501-509. 

摘要 ( 29 )   PDF (1939KB) ( 21 )  

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采用金属三维周向包封待磨削陶瓷工件,推导了周向包封技术预加压应力、阻止裂纹系统向材料纵深与边缘扩展的作用机理,建立了三维周向包封磨削加工应力与应变叠加模型,认为周向包封对工件的压应力超过磨削产生的拉应力时,磨削工件表层形成残余压应力.开展了三种陶瓷材料的三维周向包封磨削实验,发现周向包封磨削工件未出现表面损伤和边缘缺陷,改变磨削用量和砂轮参数,测量工件断裂强度以及平行磨削方向与垂直磨削方向的残余应力.结果表明,周向包封技术使Si3N4陶瓷磨削强度提高13.2～48.9 MPa,大切深加工提升幅度可达262.7 MPa;两个测量方向上周向包封工件表面残余应力为压应力,说明提出的应力叠加模型是正确的.

燃烧法制备纳米LaMgAl11O19

方东;陈瑞瑞;何怡;王欣;储刚

2013, 42(3):  510-515. 

摘要 ( 30 )   PDF (1244KB) ( 34 )  

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采用燃烧合成法,分别以甘氨酸、尿素、柠檬酸和柠檬酸铵为还原剂,通过与硝酸镧,硝酸镁和硝酸铝燃烧反应,以XRD、TG-DTA、SEM等分析手段进行表征,系统考察还原剂、焙烧时间、焙烧温度等工艺参数对最终产物的组成和粒径的影响.最终结果表明用甘氨酸,尿素,柠檬酸铵和柠檬酸为还原剂,均可以获得较好的纳米LaMgAl11O19产物,其粒径基本在30 ～ 50 nm,并且分散性都较好,但以甘氨酸为最佳选择.

退火温度和涂膜层数对溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜微结构及光学特性的影响

袁欢;徐明;黄勤珍;刘以良;张丽

2013, 42(3):  516-520. 

摘要 ( 24 )   PDF (1260KB) ( 30 )  

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采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度和涂膜层数对ZnO薄膜结晶性和光学特性的影响.扫描电镜(SEM)结果表明,退火温度的升高使得薄膜致密性和均匀性均得到改善.旋涂10层以上的薄膜其表面形貌明显要好于旋涂5层的薄膜样品,但旋涂10层和20层的薄膜其形貌和微结构差异并不显著.XRD图谱表明所有样品都具有纤锌矿结构,随着热处理温度的升高,各衍射峰强度增大,晶粒尺寸变大.光致发光(PL)测量显示,退火温度越高,涂膜层数越少,其PL谱发光强度越强.紫外-可见透过谱发现,涂膜层数越少,透射率越高；而提高退火温度也有助于改善薄膜透射率.结合已得到的微结构信息,对观察到的光学性能进行了合理解释,综合认为旋涂10层并在600℃退火是溶胶凝胶法制备ZnO薄膜的最佳生长条件.

聚氟硅氧烷处理的微纳表面水流减阻研究

曹党超;傅承诵;卢思;姚朝晖

2013, 42(3):  521-524. 

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本文成功制备了聚氟硅氧烷处理的微纳结构表面,并研究了其宏观水流减阻特性.首先,采用包覆工艺对粉煤灰球形微珠进行表面纳米化处理,制备出微纳结构复合微珠颗粒,并利用聚氟硅氧烷对复合微珠进行表面疏水处理；然后以硅橡胶为黏接剂将表面疏水化的复合微珠涂覆于槽道表面,制备出宏观尺度的超疏水性表面槽道.研究表明:聚氟硅氧烷处理的微纳结构粉煤灰复合微珠制备的宏观尺度超疏水性表面槽道与相同尺寸的普通表面槽道相比,当雷诺数Re＜ 1500时,层流减阻为22.6;,而Re＞ 1500时,湍流减阻达到76.5;.

C/SiC复合材料表面SiC/Zr-Si-C/SiC复合涂层的制备及性能研究

向阳;李伟;王松;陈朝辉

2013, 42(3):  525-528. 

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为提高C/SiC复合材料的抗氧化性能,设计了致密的CVD-SiC涂层和多孔的熔盐法Zr-Si-C涂层相间的涂层体系.通过实验测试,建立了该涂层的生长模型,并考核了材料在1773 K的抗氧化性能.氧化结果显示,材料在氧化2h后的失重率为仅0.67;,弯曲强度保留率为99.7;,不同组成相间的结构涂层呈现出优异的抗氧化性能.

Cu2O立方体的制备及其室温下NOx气敏性研究

杨颖;杨丽雪;王婧超;姚丽媛;葛云龙;徐爽;史克英

2013, 42(3):  529-532. 

摘要 ( 26 )   PDF (1123KB) ( 32 )  

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本文采用无表面活性剂添加的液相回流法合成了边长约为300～600nm、表面粗糙的氧化亚铜立方体.并且在室温下,对氧化亚铜立方体的NOx气敏性检测研究发现,该材料对NOx有很较好的气敏响应,最低检测限可达0.97 ppm,响应时间为69 s,是一种有潜力的气敏材料.

Mn掺杂BaTiO3多铁性的第一性原理研究

全莉;施建章;李金明;James Boggs;Issac Bersuker

2013, 42(3):  533-536. 

摘要 ( 34 )   PDF (1580KB) ( 42 )  

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本文基于第一性原理方法,对过渡金属元素Mn掺杂四方相BaTiO3体系进行了系统的研究.通过对掺杂前后的电子结构改变及所引起的磁学性能的分析发现,过渡金属元素Mn的掺入可以使BaTiO3产生较大的铁磁性,这一磁性主要源于Mn离子局域磁矩的贡献,且随着Mn掺杂量的增加,材料体系的磁性增强；同时发现掺杂体系在001方向存在畸变,仍然保持BaTiO3原有的自发极化,即掺杂后体系仍具备铁电性.研究结果表明,进一步优化的Mn掺杂BaTiO3有望成为一种性能优越的新型多铁性材料.

基于含掺杂半导体复合光子晶体的太赫兹多通道滤波器

李文胜;张琴;黄海铭;付艳华

2013, 42(3):  537-542. 

摘要 ( 37 )   PDF (1679KB) ( 30 )  

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用n型掺杂GaAs和TiO2组成两个相同的光子晶体,并把它们串联成一个复合光子晶体.数值计算表明,复合光子晶体在0.1～6 THz的频段出现了数个相同的透射峰,这些透射峰有如下特征:当n型掺杂GaAs的掺杂浓度＞1020/m3并继续增加时,从高频到低频各透射峰的透射率依次下降直至消失.当周期数变化时,透射峰的个数M和周期数N间满足关系式M=N-1,且N一定时,各透射峰的形状和中心间距相同.入射角增加时,各透射峰中心的移动很小,且入射角越大,各透射峰的半峰全宽度越窄.介质的几何厚度增加时,各透射峰的透射率和半峰全宽度不变,仅是其中心位置红移.这些现象为此复合光子晶体实现太赫兹频段的多通道滤波提供了理论指导.

溶胶喷射制备铁氧体空心微珠的研究

刘亮;许宝才;苏珊

2013, 42(3):  543-547. 

摘要 ( 18 )   PDF (1626KB) ( 34 )  

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本文研究一种新的铁氧体空心微珠制备方法,其工艺简单、产量高.该方法以Ba(NO3)2、Fe(NO3)3为原料,加入柠檬酸、氨水、乙二醇制备溶胶凝胶；采用氧乙炔火焰喷射粹熄法技术将溶胶凝胶制备出具有空心结构的铁氧体微珠.溶胶凝胶充分雾化,雾化后的微小液滴通入喷枪中,在氮气压力下喷出,在氧乙炔火焰快速加热下发生激烈反应,反应同时放出大量气体,在水冷条件下,反应产物迅速固化形成空心微珠.采用高速摄影拍摄其过程照片,照片形象的反应了喷射的溶胶小液滴在喷射时互相撞击、分裂、自爆等许多现象,通过这些照片还分析了火焰喷射时溶胶小液滴在飞行各阶段的反应过程.最后,采用扫描电镜、X射线分析仪等技术分析了反应后形成的空心微珠的形态、组成.

活性填料对聚硼硅氮烷制备不锈钢陶瓷涂层性能的影响

赵雪莲;刘洪丽;扈世有;韩立;李国遵;邱柏棽

2013, 42(3):  548-551. 

摘要 ( 21 )   PDF (1576KB) ( 28 )  

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采用陶瓷先驱体聚合物聚硼硅氮烷(PBSZ)为原料,并加入B4C粉填料以及Al粉活性填料,制备耐高温不锈钢材料的陶瓷涂层.研究了在氮气条件下所获得涂层的性能和微观形貌以及填料对涂层性能的影响.利用TG-DTA、XRD分析了先驱体的裂解过程及产物物相,并用SEM对涂层微观结构及成分进行了分析.结果表明,Al粉的加入,促进了聚硼硅氮烷的裂解,减少了涂层的体积收缩,从而有效地提高了涂层与基体的粘结强度.在1000℃氮气条件下,涂层材料主要为Al4C3,AlN,SiC,B4C,Al等相.在适当的工艺条件下,所获得的陶瓷涂层韧性良好,且具有较好的抗氧化性.微观研究表明,陶瓷涂层最佳厚度约为50 μm,涂层表面均匀、致密,与不锈钢基体之间结合良好.