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2015年 第44卷 第10期
刊出日期：2015-10-15

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2015, 44(10):  1. 

摘要 ( 1 )   PDF (558KB) ( 6 )  

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CdSiP2晶体的生长与热膨胀性质研究

杨辉;朱世富;赵北君;何知宇;陈宝军;孙宁;吴敬尧;林莉

2015, 44(10):  2619-2625. 

摘要 ( 6 )   PDF (1324KB) ( 12 )  

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设计出PBN内衬的逐层减压石英生长安瓿,采用改进的垂直布里奇曼法,获得了完整无开裂的CdSiP2晶体,尺寸达φ15 mm × 65 mm.采用高分辨X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱仪对生长的晶体进行测试表明,生长晶体化学成分非常接近CdSiP2的理论化学配比,结晶性良好.运用红外分光光度计以及红外显微镜对厚度2mm的CdSiP2晶片进行了红外光学性能测试,结果表明,在2～5 μm范围内的红外透过率在53;以上,晶片的红外透过率均匀性接近90;.对CdSiP2晶体a轴方向与c轴方向的热膨胀系数αa和αc分别进行了测定,在温度620K时,a轴方向的热膨胀系数αa高达4×10-6 K-1,几乎为αc的三倍.计算得到Cd-P键rCd-P的热膨胀系数为17×10-6 K-1,比Si-P键rSi-P大得多,采用电子结构理论分析了CdSiP2晶体各向异性热膨胀机理.

Er3+:CaMoO4单晶的坩埚下降法生长与光谱性能

王敏刚;叶斌;魏冉;胡旭波;戴世勋;陈红兵

2015, 44(10):  2626-2631. 

摘要 ( 4 )   PDF (1264KB) ( 13 )  

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采用高温固相反应法合成Er3+:CaMoO4多晶料,通过坩埚下降法生长出1 mol; Er3+掺杂CaMoO4单晶;应用X射线粉末衍射证实了晶体材料的结晶物相,测试了退火前后单晶试样的透射光谱、吸收光谱、上转换荧光光谱和近红外荧光光谱,应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+:CaMoO4晶体的光谱性能参数.研究表明,在980 nm激发光源作用下,从单晶试样获得较强的上转换绿色荧光发射,且呈现以1535 nm为中心波长的较宽荧光发射;经空气氛退火处理单晶试样的光学透过性得以改善,其上转换荧光发射和近红外荧光发射也得以明显增强.

GaAs晶体坩埚下降法生长及掺杂效应

徐家跃;王冰心;金敏;房永征

2015, 44(10):  2632-2640. 

摘要 ( 10 )   PDF (2803KB) ( 21 )  

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作为第二代半导体材料,GaAs晶体自60年前被发现以来已广泛应用于激光、通讯和显示等领域,并发展出液封提拉法、水平布里奇曼法、垂直梯度凝固法等多种生长工艺.本文总结了GaAs晶体的最新研究进展,探讨了各种生长方法的特点及其应用,重点报道了GaAs晶体坩埚下降法生长的研究成果.坩埚下降法具有一炉多产、易操作、低成本等优点,已成为GaAs晶体产业化的重要途径.掺杂不仅能调节GaAs晶体的性能,还会对晶体生长产生重要影响.本文还给出了Bi、Si、Zn等掺杂GaAs晶体生长结果,探讨了它们的性能、缺陷以及在不同领域里的应用.

稀土发光材料的研究进展

洪广言

2015, 44(10):  2641-2651. 

摘要 ( 74 )   PDF (1258KB) ( 40 )  

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稀土发光材料已在众多领域获得广泛的应用,并且已成为稀土应用的主要领域之一.本文归纳了白光LED用稀土荧光粉、稀土光转换材料、稀土上转换发光材料、稀土纳米发光材料、真空紫外发光材料、稀土配合物电致发光材料和稀土闪烁体等的研究最新进展,并对未来发展趋势进行了展望.

蓝宝石晶体的热学性能研究

施纯俊;张连翰;洪佳琪;张方方;潘世烈;杭寅

2015, 44(10):  2652-2657. 

摘要 ( 4 )   PDF (2152KB) ( 21 )  

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对热交换法生长的蓝宝石晶体的热学性质做了系统的研究.在298 ～1773 K的温度范围内,用热膨胀仪测量晶体的主热膨胀系数分别为α11=5.312×10-6 ～8.379×10-6 K-1,α33=6.008×10-6～9.317×10-6K.,r向热膨胀系数αr=5.402×10-6K-1～8.821×10-6K-1.在298 ～1273 K的温度范围内,测得晶体的比热为0.7798～1.2242 J/(g·K).采用激光脉冲法测量了在298～1273 K温度范围内晶体的热扩散系数,并通过计算得出主热导率分别为k11 =31.429～5.556 W/(m·K)和k33 =33.611 ～7.651 W/(m·K),r向热导率kr=36.521 ～9.153 W/(m· K).

高温高压下人造金刚石过程的热力学分析——相平衡信息及其应用

李长荣;杜振民;徐骏;李静波;苏旭平;张维敬

2015, 44(10):  2658-2663. 

摘要 ( 13 )   PDF (1682KB) ( 18 )  

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借助Fe-C二元系在5.7 GPa高压下等压相图提供的有关相平衡信息,以及石墨相Gra.和液相Liq.之间的介稳平衡信息,主要对以Fe作溶剂,以石墨为碳源,在高温高压下获得人造金刚石的主要工艺进行了热力学分析.分析结果显示:在Dia.+Liq.两相平衡区里引入石墨相,则引发Gra.→Dia.+Liq.析液反应过冷转变.这种转变是以三相定态反应链模式实现的.这种模式可以是等温的,亦可以呈一定温度梯度,分别对现行的一次性形核长大工艺和温度梯度法由籽晶/籽晶群同质外延工艺进行热力学分析和评述,并给出转变的指向和限度.分析结果还表明:在三相定态反应链模式下,人们通常所谓的包裹物都是液相卸压降温后的转变产物.本文的分析方法也适用于Fe-C体系、Ni-C体系和Fe: Ni成分比约为5:5～7:3范围内的Fe-Ni-C体系.

温度对草酸钴腐蚀人造金刚石单晶的影响

周肖璇;万隆;陈静;王俊沙;宋冬冬;张磊欣

2015, 44(10):  2664-2669. 

摘要 ( 6 )   PDF (2146KB) ( 15 )  

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在氢、氮混合气氛条件下,采用草酸钴对人造金刚石单晶进行表面腐蚀,利用扫描电镜和显微拉曼光谱对腐蚀后的金刚石进行了表面形貌、腐蚀深度和腐蚀前后结构成分的研究,分析了温度对草酸钴腐蚀金刚石的影响及腐蚀图案的各向异性,并对腐蚀机理做出推理.结果表明:温度的升高会促进金刚石{111}面和{100}面的腐蚀;相比较而言,{100}面比{111}面更易腐蚀;{111}面的腐蚀坑形状多呈六边形和三角形,{100}面倾向于形成四边形.腐蚀有三种可能的机制:(1)金刚石在草酸钴分解出的钴作用下发生石墨化并在钴中扩散;(2)金刚石碳原子在氢气气氛中氢化并扩散;(3)金刚石碳原子和草酸钴分解出的水和二氧化碳发生氧化还原.

金刚石的射频喷射等离子体化学气相沉积及其Ni-N掺杂的研究

石彦超;李彬;李佳君;左勇刚;白旸;刘浩;孙占峰;马殿理;陈广超

2015, 44(10):  2670-2678. 

摘要 ( 11 )   PDF (3656KB) ( 17 )  

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对自行设计的RF喷射等离子体增强化学气相沉积系统(RF plasma jet CVD)进行了电子温度和电子密度的模拟计算分析.在优化的参数下进行了金刚石膜体的制备,并应用光发射谱技术(OES)在线分析了等离子体的成分.通过Raman、XRD和SEM分析了沉积样品的成分、晶体结构和形貌.通过在反应气体中加入NH3,并利用载气技术将含有Ni元素的金属有机物引入到沉积区,进行了Ni、N共掺杂沉积.利用XPS以及PL谱分析了掺杂样品的化学价键和光致发光特性,结果发现Ni-N价键的存在以及在800 nm附近的光发射峰.

添加籽晶对合成立方氮化硼单晶的影响

苏海通;许斌;蔡立超;吕美哲;张文

2015, 44(10):  2679-2684. 

摘要 ( 2 )   PDF (1239KB) ( 15 )  

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采用Li3N、Ca3N2作为触媒,在高温高压(HPHT)条件下合成立方氮化硼(cBN)单晶,合成过程中通过加入籽晶的方式获得cBN单晶.通过改变籽晶的加入量和粒度,研究籽晶对合成cBN单晶产量的转化率、大颗粒单晶(30/50目)比例以及单晶静压强度等性能的影响;利用扫描电子显微镜对在不同条件下合成出的单晶颗粒形貌进行观察和对比.结果表明,在HPHT下,添加3wt‰的270/325目的籽晶合成出的cBN单晶尺寸为0.5mm左右,且cBN单晶晶形规则,晶面多为(111)和(110)面,缺陷较少;30/50目的cBN单晶的静压强度为44.5 ～48.2 N;合成cBN单晶的粒度整体提高.在Li3 N-hBN体系中,添加270/325目籽晶合成cBN单晶产量的转化率为45.5;;添加100/120目的籽晶合成cBN单晶的大颗粒单晶(30/50目)的转化率达60.3;.在Ca3N2-hBN体系中合成cBN单晶的效果较差一些.

AgGa0.7In0.3Se2晶体热膨胀行为研究

吴莉姝;赵北君;何知宇;陈宝军;朱世富;黄巍;杨登辉;沙铭宇;王文阳

2015, 44(10):  2685-2691. 

摘要 ( 2 )   PDF (2637KB) ( 11 )  

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采用一种新的定向方法,快速定出了AgGa0.7In03Se2晶体c轴方向,制备得到[001]、[100]方向的块状样品;采用德国B(a)hr公司的WinTA 100热膨胀仪对其进行测试,分别获得了晶体沿c轴、a轴方向的热膨胀系数,分析了它们随温度变化的规律以及晶体出现反常热膨胀的机制;计算出晶体的体热膨胀系数和各向异性因子,分析讨论了晶体非轴向热膨胀系数在不同温度下随cos2φ的变化规律.

Na3La2(BO3)3:Tb3+的合成及其光谱特性

吴玉潇;单法宪;张国春;吴以成

2015, 44(10):  2692-2695. 

摘要 ( 5 )   PDF (1138KB) ( 14 )  

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采用固相反应法合成了一系列掺Tb3+的Na3La2(BO3)3多晶粉末,Tb3+的最大掺杂浓度约为30mo1;.在室温下测试了Na3La2(BO3)3:Tb3多晶粉末的红外光谱、发射光谱、激发光谱和荧光寿命.结果表明:在253 nm紫外光的激发下,Tb3+在487 nm、545 nm、583 nm和621 nm处有一组发射峰,分别对应于Tb3的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)的跃迁.研究了荧光发射强度与Tb3+浓度之间的关系,掺杂浓度小于30mo1;时,荧光发光强度随Tb3+掺杂浓度的增加而增强.

pH值对新型溶胶-凝胶法制备LiFePO4/C结构和性能的影响

范长岭;陈进;张翔;曾滔滔;张维华;韩绍昌

2015, 44(10):  2696-2701. 

摘要 ( 2 )   PDF (1702KB) ( 15 )  

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以价廉的FeCl2·4H2O为原料、采用改进的溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极,考察了溶胶体系pH值对凝胶时间、正极材料结构、形貌和性能的影响.研究表明,不同pH值时胶粒表层吸附的电荷数量不同、造成排斥力大小不同,从而导致凝胶时间的差异.pH值为3时制备的LiFePO4/C试样颗粒细小、分布均匀、团聚现象不明显,晶粒尺寸为最小的39.6 nm;该试样在1C、5C时的放电容量分别为132.2 mAh/g、94.7 mAh/g,氧化还原反应峰电位差最低,具有良好的电化学性能.

微纳水溶解抛光工艺参数对KDP晶体面粗糙度影响的试验研究

王旭;高航;陈玉川;滕晓辑

2015, 44(10):  2702-2707. 

摘要 ( 2 )   PDF (2143KB) ( 11 )  

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微纳水溶解抛光与计算机控制光学表面成形(CCOS)小工具抛光技术相结合,是针对大尺寸易溶于水的KDP晶体元件的一种有效加工方法.本文针对小工具抛光中行星运动方式及水溶解抛光工艺特点,为揭示各抛光工艺参数对KDP晶体表面粗糙度的影响规律,对晶体进行均匀抛光,并以抛光头转速比和转速、自转和公转方向、抛光载荷、抛光头直径、抛光液含水量为参变量,得到了最优抛光参数:抛光头公转自转反向,转速100r/min;抛光液含水量7.5;(质量分数);使用较大尺寸抛光头(工件尺寸的十分之一至五分之一).

KDP晶体离子束抛光温度场模拟与工艺参数优化

邓鸿飞;袁征;解旭辉;周林;胡皓

2015, 44(10):  2708-2713. 

摘要 ( 3 )   PDF (1703KB) ( 14 )  

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为解决离子束加工热效应这一棘手问题,必须了解离子束加工过程中光学元件的温度场分布,以期优化工艺参数来降低离子束加工过程中光学元件的温度.本文基于ANSYS参数化设计语言(APDL),建立离子束作用下温度场模型,模拟离子束加工KDP晶体过程,并对不同工艺参数条件下工件的温度场进行仿真.分析了工艺参数对KDP晶体温升的影响规律,并通过正交分析方法优化了工艺参数.优化结果表明:从影响工件温度变化程度的角度,离子入射角度θ＞入射离子能量ε＞峰值束流密度J＞扫描行间距系数μ＞束流分布参数σ;从降低工件温升角度,应选取较小的入射离子能量和峰值束流密度以及较大的离子束径、扫描行间距系数和入射角度,减小离子束加工对工件性能的影响,同时加工时间增加不明显.

高温高压下cBN单晶转变机理的EET理论分析

许斌;吕美哲;张文;蔡立超;苏海通

2015, 44(10):  2714-2720. 

摘要 ( 4 )   PDF (1230KB) ( 14 )  

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使用ab从头算原理计算了六方氮化硼(hBN)和立方氮化硼(cBN)在cBN单晶合成温度和压强下(1800 K,5.0 GPa)的晶格常数.通过EET理论构建了hBN和cBN的共价电子结构,并计算出九组hBN和cBN单晶的不同低指数晶面之间在高温高压下的相对共价电子密度.根据TFDC理论分析判断,发现hBN的(110)与cBN的(110)、hBN的(100)与cBN的(100)分别连续,两组晶面组合的相对共价电子密度差均小于＜10;.这表明:这两组hBN/cBN晶面之间的价电子结构相差不大,可以诱使hBN直接转变为cBN.因此本文认为:从价电子结构的角度分析,高温高压下的cBN单晶极有可能是由hBN直接转变而来的.

旋转半径对KDP晶体生长过程影响的数值模拟研究

张小莉;程旻;康道远;杨森;刘希夏

2015, 44(10):  2721-2727. 

摘要 ( 4 )   PDF (1787KB) ( 12 )  

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相比传统KDP晶体同心旋转的生长方式,本文利用数值模拟的方法,针对不同旋转半径和不同籽晶摆放方式对KDP晶体生长过程中溶液流动和物质输运的影响进行研究,以寻找提高晶体表面过饱和度及其均匀性的方法.计算结果表明:随着旋转半径从0 cm增大到3 cm,晶面时均过饱和度整体也逐渐增大,柱面平均均方差逐渐减小,锥面平均均方差先增大后减小;当晶体摆放方式采用棱边迎流时,晶体表面时均过饱和度相比柱面迎流略有下降,但其平均均方差最小,有利于减少包裹体的产生.

微/纳米金刚石复合涂层刀具的制备及切削试验

邓福铭;陈立;邓雯丽;赵烨;雷青

2015, 44(10):  2728-2733. 

摘要 ( 10 )   PDF (1739KB) ( 14 )  

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利用化学气相沉积法在硬质合金基体上制备微/纳米金刚石复合涂层,采用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、微粒喷浆试验仪对涂层进行微结构与性能表征,同时进行切削试验.结果表明:涂层表面晶粒细小,颗粒尺寸达到纳米级,涂层纯度高,膜/基结合力好,耐磨性高.切削试验结果显示:微/纳米金刚石复合涂层刀具切削加工工件的表面粗糙度比硬质合金刀具小,其表面粗糙度平均值为0.931μm;从后刀面磨损量结果看出微/纳米金刚石复合涂层刀具使用寿命长;从前、后刀面磨损形貌看出金刚石复合涂层结合力好,耐磨性高.

MPCVD生长单晶金刚石及发射光谱分析

吴超;马志斌;高攀;黄宏伟;付秋明;王传新

2015, 44(10):  2734-2738. 

摘要 ( 32 )   PDF (1220KB) ( 28 )  

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在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)生长单晶金刚石过程中,测量了近衬底附近等离子体发射光谱(OES),研究了甲烷浓度对等离子体中基团谱峰强度的影响,分析了等离子体中基团谱峰相对强度与金刚石生长速率、质量的关系.利用激光拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)对生长之后的单晶金刚石进行表征.结果表明:随着甲烷浓度的提高,Hα基团谱峰几乎不变,C2、Hβ、Hγ和CH基团谱峰强度均增加,而C2基团增加显著.同时,基团谱峰相对强度比值I(Hγ)/I(Hβ)、I(C2)/I(CH)和I(C2)/I(Hα)也都随着甲烷浓度的提高而增加.I(C2)/I(CH)比值的升高不利于单晶金刚石的生长.生长速率测试表明,单晶金刚石的生长速率随I(C2)/I(Hα)比值的增大而增加,当I(C2)/I(Hα)小于0.35时,生长速率呈现指数快速增加,超过这个值之后,增长趋势变缓,生长速率呈线性增加.

利用硅片线锯屑合成氮氧化硅粉体研究

尹传强;李兵;魏秀琴;周浪

2015, 44(10):  2739-2745. 

摘要 ( 3 )   PDF (2231KB) ( 10 )  

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以回收提纯硅片线锯屑粉与气相白炭黑为原料,合成出晶须状氮氧化硅粉体.实验研究了原料摩尔配比、保温温度、保温时间等工艺参数对氮氧化合成产物的影响.结果表明,回收提纯硅片线锯屑粉与气相白炭黑摩尔比为2.0:1 ～2.6:1、保温温度为1380℃、保温时间为4h条件下可获得较为纯净的氮氧化硅粉体.产物中同时伴生一种类似于Ol-SiAlON结构的氮氧化硅低温亚稳相(LM Si2N2O),且该亚稳相含量随着原料摩尔配比的降低、温度的升高、时间的延长逐渐降低.所形成的氮氧化硅呈晶须状的原因与白炭黑的气化挥发及随后的氮氧化硅气相沉积生长机制有关.

直流辉光放电CVD法均匀生长纳米金刚石薄膜的研究

游志恒;满卫东;吕继磊;阳硕;何莲;徐群峰;白华;江南

2015, 44(10):  2746-2750. 

摘要 ( 6 )   PDF (1669KB) ( 14 )  

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采用直流辉光放电化学气相沉积设备,以H2/CH4/Ar混合气体为工作气体,在2英寸硅片沉积出了晶粒尺寸为20～ 40 nm的纳米金刚石薄膜.采用SEM、Raman、微摩擦试验机等分析了不同CH4浓度、Ar浓度对NCD薄膜生长特性的影响.研究结果表明:金刚石薄膜的晶粒尺寸随着CH4浓度的增加而减小,但是过高的CH4浓度会导致石墨相大量生成;随着Ar浓度的增加,金刚石薄膜的晶粒尺寸逐渐细化,但过量Ar的掺入会降低金刚石薄膜的质量;在合适的工艺参数下,薄膜摩擦系数最低可以降低到0.12,NCD薄膜的最大沉积直径为140 mm.

共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合纳米粉体

肖露;许林峰;花开慧;税安泽

2015, 44(10):  2751-2755. 

摘要 ( 5 )   PDF (1701KB) ( 13 )  

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以ZrOCl2·8H2O、Al(NO3)3·9H2O、Y(NO3)3为原料,NH4HCO3 (AHC)为络合剂,采用共沉淀法制备Al2 O3-ZrO2复合纳米粉体.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、激光粒度分析仪等对Al2 O3-ZrO2复合粉体进行测试表征,详细研究了pH和AHC/Zr摩尔比对复合粉体的影响.结果表明,当前驱体的煅烧温度低于1200℃时,只形成t-ZrO2相,当煅烧温度达到1300℃时,α-Al2O3相开始形成;沉淀反应的pH和AHC/Zr摩尔比对Al2O3-ZrO2复合粉体的产率有很大的影响.在pH7、AHC/Zr =4.5:1的条件下制备前驱体,经过1300℃煅烧2h得到两相纯度高,分散性能好,粒度分布窄,平均粒径为0.75 μm的Al2O3-ZrO2复合粉体.

掺磷nc-Si:H薄膜的微结构与光电特性

刘利;马蕾;吴一;范志东;郑树凯;刘磊;彭英才

2015, 44(10):  2756-2761. 

摘要 ( 2 )   PDF (1710KB) ( 12 )  

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采用常规射频等离子体增强化学气相沉积方法,以高氢稀释的SiH4为源气体和以PH3为掺杂剂,制备了磷掺杂的氢化纳米晶硅薄膜.结果表明,薄膜的生长速率随PH3/SiH4流量比(Cp)增加而显著减小.Raman谱的研究证实,随CP增加,薄膜的晶化率经历了先增大后减小的过程,当C,=1.0;,晶化率达到最大值45.9;.傅里叶变换红外吸收谱测量结果显示,薄膜中的H含量在CP=2.0;时达到最低值9.5;.光学测量结果表明,本征和掺P的氢化纳米晶硅薄膜在可见光谱范围呈现出良好的光吸收特性,在0.8 ～3.0 eV范围内,nc-Si (P):H薄膜的吸收系数显著大于c-Si.和α-Si:H薄膜相比,虽然短波范围的吸收系数较低,但是在hv＜1.7 eV区域,nc-Si(P):H薄膜的吸收系数要高两到三个量级,显示出优良的红光响应.电学测量表明,适当掺P会显著提高氢化纳米晶硅薄膜的暗电导率,当CP=0.5;时,薄膜的暗电导率可达5.4S·cm-1.

ZrC薄膜对Nb与ZrB2-SiC相互作用的影响

王博;李俊国;杨海涛;沈强;张联盟

2015, 44(10):  2762-2766. 

摘要 ( 1 )   PDF (1201KB) ( 10 )  

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以ZrB2、SiC粉体为原料,通过等离子活化烧结在1800℃,30 MPa,保温时间5 min条件下制得出组织结构均匀致密度的ZrB2-SiC陶瓷块体;采用磁控溅射在Nb箔表面镀微米级别的ZrC薄膜.然后将Nb箔与ZrB2-SiC叠层进行烧结.利用XRD检测了产物物相,采用SEM和能谱分析观测了断口显微结构和元素分布.结果表明,当Nb箔表面无ZrC薄膜或薄膜被破坏后,产物中基本不存在单质Nb.当Nb箔表面保持有完整ZrC薄膜时,Nb金属相可以大量保留下来.当烧结温度低于1500℃时,ZrC薄膜可以有效阻止铌箔的与ZrB2、SiC的反应.镀有ZrC薄膜的Nb箔做中间层与ZrB2/SiC叠层材料的断裂韧性有明显提高,断裂韧性达到了9.66 MPa·m1/2.

溶胶-凝胶柠檬酸燃烧法制备Sr2FeMoO6-δ粉体

盖文超;刘晓林;马景陶;陈建峰

2015, 44(10):  2767-2770. 

摘要 ( 1 )   PDF (1161KB) ( 11 )  

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采用溶胶-凝胶柠檬酸燃烧法成功制备出Sr2FeMoO6-δ纳米粉体,并研究了溶胶的pH、煅烧气氛、煅烧温度对Sr2FeMoO6-δ粉体形成的影响.利用X射线衍射仪测试分析了粉体的物相以及利用扫描电子显微镜观察了粉体的微观结构.结果表明:胶液的pH为2～3,经过5;H2/Ar还原气氛在900～ 1000℃煅烧8h,得到单一的双钙钛矿结构的Sr2FeMoO6-δ粉体.

复合碳纳米管纸制备及作为锂离子电池负极的研究

吴小勇;孙晓刚;聂艳艳;庞志鹏;刘珍红

2015, 44(10):  2771-2777. 

摘要 ( 16 )   PDF (2232KB) ( 13 )  

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研究了一种由碳纳米管和纸纤维制备的新型导电纸.以纸纤维为基本骨架,碳纳米管为导电填充剂,通过真空抽滤法制备导电纸,对比了石墨化碳纳米管和未石墨化碳纳米管分别作为导电填料导电纸的性能.通过扫描电子显微镜、透射电镜、四探针电阻仪、XRD衍射、Raman光谱等进行性能表征.导电纸裁切为负极极片并组装成半电池,通过CT-3008W-5 V5 mA-S4电池放电柜检测电池电化学性能.研究表明:碳纳米管经高温石墨化处理后作为负极,在0.1C条件下电池稳定放电比容量为266 mAh/g,相比于改性前的142 mAh/g,提高了87.3;.

垂直转盘式MOCVD反应器进口温度对GaN生长的影响

左然;王宗琪;陈鹏

2015, 44(10):  2778-2785. 

摘要 ( 1 )   PDF (2270KB) ( 12 )  

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针对垂直转盘式MOCVD反应器进口温度对GaN生长的影响进行数值模拟研究,分别考虑预混合进口和分隔进口两种情况.通过对包含主要化学反应路径的气体输运过程的模拟,对比不同进口温度下衬底前沿的反应前体浓度及其对应的生长速率的变化,从而确定进口温度对化学反应路径及生长速率的影响关系.结果表明,两种进口情况下,随着进口温度的升高,生长速率均呈现先增大后减小的趋势.预混合时,进口温度约500 K时生长速率最大;分隔进口时,进口温度约800 K时生长速率最大.这主要是由于,生长速率取决于衬底上方边界层内含Ga粒子的浓度梯度.预混合时,衬底前沿的含Ga粒子主要为MMGa,其浓度随进口温度的变化趋势与生长速率的变化趋势一致.分隔进口时,衬底前沿的含Ga粒子MMGa和DMGaNH2浓度处于同一数量级.随进口温度的升高,前者略有增加,而后者明显增大.当预混合的进口温度超过500 K、分隔进口的进口温度超过800 K时,衬底前沿的MMGa和DMGaNH2的峰值或明显下降、或明显离开衬底,使得含Ga粒子的浓度梯度显著下降,造成生长速率下降.

Er/Yb:Gd0.5Lu0.5VO4多晶原料的合成及表征

杨光赛;叶宁;王继扬

2015, 44(10):  2786-2792. 

摘要 ( 2 )   PDF (2219KB) ( 13 )  

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Er/Yb: Gd05Lu0.5VO4晶体用于人眼安全和超快调Q脉冲激光领域中,而生长该类晶体的原料需纯度高、成分均匀、配比准确.以三种方法合成Er/Yb: Gd0.5Lu0.5VO4原料:(1)利用液相法合成的ErVO4、YbVO4、LuVO4、GdVO4以一定比例混合在高温下烧结(液相-固混法);(2)采用液相共沉淀法生成Er/Yb: Gd0.5Lu0.5VO4沉淀后在高温下烧结(液相-液混法);(3)以柠檬酸为络合剂,用溶胶-凝胶法合成前驱体,在高温下烧结.利用XRD、FTIR、SEM、ICP、EDS等分析方法对合成原料表征,探讨各种方法合成原料的最佳条件,从纯度、颗粒尺寸、均匀性、组分准确性等方面比较三种方法合成原料的优缺点,为合成优质钒酸盐混晶原料提供重要的实验依据.

(1-x)(K0.49Na0.51)(Nb0.97Ta0.03)O3-xBi0.5Na0.5ZrO3无铅压电陶瓷的结构与电性能研究

沈万程;沈宗洋;李月明;王竹梅;刘华军

2015, 44(10):  2793-2797. 

摘要 ( 1 )   PDF (1703KB) ( 11 )  

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采用固相法制备了(1-x)(K0.49Na0.51)(Nb0.97 Ta0.03) O3-xBi0.5 Na0.5 ZrO3(KNNT-BNZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)无铅压电陶瓷,研究了Bi0.5 Na0.5ZrO3 (BNZ)的掺杂量对KNNT-BNZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响.结果表明:KNNT-BNZ陶瓷具有纯的钙钛矿结构,随着BNZ掺杂量x的增加,陶瓷从正交相转变为四方相,并在0.03≤x≤0.04出现正交-四方两相共存的多型相转变区域.在该多型相转变区域靠近四方相的边界x =0.04处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33 =317 pC/N,机电耦合系数kP=36.4;,机械品质因数Qm=68,介电常数ε3T/ε0=1225,介电损耗tanδ =3.1;,剩余极化强度Pr=20.5 μC/cm2,矫顽场Ec=1.16 kV/mm,居里温度Tc=310℃.

相转变制备超长α-Bi2O3微米棒及其表征

余长林;周晚琴;方稳;李家德

2015, 44(10):  2798-2803. 

摘要 ( 1 )   PDF (1706KB) ( 10 )  

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首先利用液相沉淀法合成了BiOBr纳米片(～50 nm),然后以BiOBr纳米片为前驱体,进行焙烧,使BiOBr发生相转变,制备长度为～ 200 μm的α-Bi2O3微米棒.运用热重(TG)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)研究了BiOBr煅烧过程中发生的相变及形貌的变化.发现BiOBr纳米片是一种热力学不稳定的半导体,化合物中的Br元素在煅烧过程中逐步被释放.随着Br元素的释放,BiOBr在600℃转变成片状结构的Bi24O31Br10.生成的片状结构Bi24O31Br10在800℃左右完全转变成超长α-Bi2O3微米棒.这个研究结果提供了一种简单、有效合成α-Bi2O3微米棒的方法.

n-GaInP2/p-Ge异质结热光伏电池特性分析

纪伟伟;张超;张德亮;乔在祥

2015, 44(10):  2804-2809. 

摘要 ( 7 )   PDF (2611KB) ( 26 )  

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热光伏电池是当前研究的热点,目前同质结Ge电池的研究较为常见,而GaInP2/Ge异质结电池还未见相关报道.本文首先对比GaInPJGe异质结与GaInP2/Ge/Ge同质结的能带图,发现异质结界面处的阶跃势垒位于内建电场内部,以至于阶跃势垒不影响载流子输运,能提高器件的性能.然后通过MOCVD在P型Ge衬底上外延高质量、宽带隙的单晶GaInP2层,并进行TEM-EDX线性扫描、Ⅰ-Ⅴ测试,研究结果表明,利用MOCVD技术制备的GaInP2/Ge异质结界面陡峭且GaInP2并未向Ge内扩散;通过优化器件工艺4 cm2全面积电池效率最终达到5.18; (AM1.5,25℃).根据J-V曲线方程推算出串并联电阻(Rs、Rsh)、反向饱和电流密度(J0)和二极管品质因子(A)等参数,为电池性能的进一步提高获得主要的突破路径.

Sn自溶剂含量对Al掺杂Ⅷ型Sn基单晶笼合物电传输特性的影响

申兰先;李德聪;刘虹霞;刘祖明;邓书康

2015, 44(10):  2810-2814. 

摘要 ( 1 )   PDF (1216KB) ( 11 )  

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通过Sn自熔剂法制备了Al掺杂Ⅷ型Sn基单晶笼合物Ba8Ga10Al6Snx(x=40,50,60;Sn40,Sn50,Sn60),并研究Ba8Ga10Al6Snx单晶笼合物的结构和电传输特性对自熔剂Sn初始含量的依赖性.结果表明,Al的实际含量随Sn自熔剂含量的增加而基本保持不变,说明Sn的起始含量对Al在该笼合物中固溶度的影响较小;室温下Sn60样品的载流子浓度较高,这可能是因Al在笼合物Ga8 Ga16Sn30中的占位不同而导致费米能级附近能带色散关系发生变化所引起;另一方面,在300～600 K的温度范围内,获得较高功率因子的是Sn初始含量为50的样品,在488 K处获得最大值1.82×10-3 W·m-1·K-2;获得较低功率因子的是Sn初始含量为40的样品,而功率因子较低主要是由于该样品电导率较低.

水淬电炉渣制备双晶相微晶陶瓷的析晶行为

汤庆国;顾小杨;穆小占;孟军平;王宗浩;梁玉丽;梁金生

2015, 44(10):  2815-2821. 

摘要 ( 1 )   PDF (1750KB) ( 11 )  

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以中钢滨海公司铁镍冶炼排放出的水淬矿热电炉渣为主要原料,通过复配、研磨、成型和高温烧结,制备成双晶相微晶陶瓷烧结体.通过正交实验和单因素实验验证,研究成核剂的添加量、球磨时间和焙烧温度等因素对双晶相微晶陶瓷强度的影响.并利用X-射线衍射分析(XRD)、热分析(TG、DTA(TG-DTA))和扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同焙烧温度下,形成的双晶相微晶陶瓷的物相组成、晶体结构和结晶度的变化规律,结合热分析曲线,讨论温度对电炉渣微晶陶瓷析晶行为的影响.结果表明:烧结温度是影响双晶相微晶陶瓷强度、晶粒尺寸和比例的关键,成核剂能够提高烧结体的强度,促进透辉石相和橄榄石相晶体的共生.当成核剂MnO2的加入量为5;,在1200℃烧结2h时,微晶陶瓷样品的抗弯强度可达59.8 MPa,形成品粒直径2～4μm的短柱状结构透辉石和斜方晶系橄榄石共存的双晶相微晶材料.

NdF3六边形纳米片的可控合成及发光性能研究

陶锋;刘莉;陆子飚;王志俊;孙宇峰;刘琪

2015, 44(10):  2822-2827. 

摘要 ( 1 )   PDF (1694KB) ( 11 )  

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采用水热法,通过调节起始反应溶液中nNd3+/nF-的比值、pH值和螯合剂成功合成了NdF3六边形纳米片.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对合成样品的物相结构及晶粒形态进行了表征,并提出了其可能的生长机制.室温下NdF3六边形纳米片的发射光谱在红外光区904 nm,1066 nm和1330 nm处存在较强的发光峰,最强发射峰位于1066 nm;上转换光谱在522 nm和580 nm处存在较强的发光峰,最强发射峰位于黄光区的580 nm.

垂直导电衬底的ZnO纳米片的制备及其染料敏化太阳电池的性能

王艳香;黄丹丹;杨志胜;黄丽群;范学运;李家科;孙健

2015, 44(10):  2828-2836. 

摘要 ( 1 )   PDF (2823KB) ( 11 )  

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介绍了二水乙酸锌/甲醇体系和硝酸锌/尿素体系制备垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片、相应染料敏化太阳电池的性能以及制备垂直导电衬底ZnO纳米片体系的发展和现状.硝酸锌/尿素体系更易得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,而采用二水乙酸锌/甲醇体系,既可得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,也可得到由纳米片组成的多级结构微球.当前,硝酸锌/尿素体系制备的垂直导电衬底的ZnO纳米片的电池最高光电转换效率已达6.06;.

La:NdPO4晶体的生长和晶格振动特性

张娜娜;潘晓茹;宋明君;李静;王继扬

2015, 44(10):  2837-2840. 

摘要 ( 3 )   PDF (1123KB) ( 13 )  

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采用助熔剂自发成核法生长了La: NdPO4晶体,采用X射线衍射技术表征了晶体的物相结构,采用红外和拉曼散射技术研究了晶体的品格振动特性,主要结论为:生长的晶体为单斜晶系,P21/n空间群;对实验观测到的振动模进行了指认,其中高频模主要为PO4四面体的内振动模.由于晶体结构缺陷和某些内、外振动模的耦合等原因,观测到的振动模数量少于理论预测值.通过比较La: NdPO4和NdPO4晶体的声子谱得出其晶格振动特性基本一致,但由于Nd比La的原子半径小,Nd和PO4之间的作用力增强,从而使PO4四面体"收缩",因此实验观测到La:NdPO4晶体的内振动模的波数较NdPO4晶体的蓝移.

纳米TiO2对氧化铝质多孔陶瓷膜支撑体烧结过程的影响

杨玉龙;周健儿;汪永清;常启兵;杨柯

2015, 44(10):  2841-2846. 

摘要 ( 3 )   PDF (2142KB) ( 11 )  

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采用原位水解法,以钛酸四丁酯为前驱体,研究了纳米TiO2对多孔陶瓷膜支撑体烧结过程的影响.结果表明,以钛酸四丁酯为前驱体,采用原位水解法可以将纳米TiO2与大粒径的氧化铝颗粒均匀混合,起到良好的助烧结作用;预烧温度在一定程度上起到调节纳米TiO2添加量的作用并影响支撑体的各项性能.当预烧温度为1300℃,纳米TiO2添加量为0.4wt;时,支撑体经1650℃煅烧2h后,支撑体内部的细颗粒迁移至粗颗粒颈部而基本消失,一定程度上提高支撑体的抗折强度.随着保温时间延长,支撑体的抗折强度不断提高,孔径逐渐增大.但是,较多量的纳米TiO2存在于支撑体内部,起不到良好的助烧结作用.

TiO2包覆SnO2光阳极的制备及其对DSSC性能的影响

齐涛;张永超;石海英;田均庆;郑威

2015, 44(10):  2847-2851. 

摘要 ( 1 )   PDF (1623KB) ( 13 )  

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以TiCl4溶液浸泡处理的花状SnO2晶体薄膜为光阳极,经N3染料浸渍,与Pt对电极,I-/lf电解质组装成染料敏化太阳能电池(DSSC).通过XRD对花状SnO2粉体物相进行分析;利用SEM对花状SnO2粉体及SnO2-TiO2薄膜表面形貌进行分析;电池的光电性能通过伏安特性曲线(J-V)进行分析.结果表明:花状SnO2-DSSC有利于提高电池的光电性能,光电转换效率较球状SnO2-DSSC提高近38;.经TiCl4处理的SnO2-TiO2-DSSC的短路电流(Jse)和开路电压(Voc)分别达到7.20 mA·cm-2和0.63V,电池的光电转换效率达到3.24;,与纯花状SnO2-DSSC相比提高了近4倍.

水热法制备类花状MoS2纳米纸微球

冯桂兵;魏爱香;招瑜;刘俊

2015, 44(10):  2852-2857. 

摘要 ( 6 )   PDF (1719KB) ( 15 )  

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采用水热合成技术,以钼酸钠、硫脲为反应剂,草酸为助还原剂,去离子水为溶剂,合成了类花状结构的MoS2纳米纸微球,采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、透射电镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)对样品的结构、形貌和成分进行分析,重点研究了草酸浓度对MoS2纳米纸微球的形貌和结构的影响规律.结果表明:在适当的反应剂浓度下,合成的MoS2是由大量厚度约30 nm左右的纳米纸花瓣聚集在一起形成的类花状微球组成的.MoS2微球具有2H型六方晶系结构,而每片纳米纸花瓣是单晶结构的层状MoS2.反应前驱液中草酸的浓度对微球的大小、形貌和结晶度有显著的影响.最后讨论了类花状结构的MoS2纳米纸微球的生长机理.

新型W-LEDs用黄色荧光粉YAG:Mn2+的光谱性能研究

于海辉;付效朋;赵明悦;孔丽;洪广言;韩彦红

2015, 44(10):  2858-2861. 

摘要 ( 3 )   PDF (1127KB) ( 12 )  

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通过还原气氛下的高温固相法合成了荧光粉YAG: Mn,并对其光谱性质进行了表征.结果表明:荧光粉YAG:Mn中Mn的价态是+2价;其发射光谱为在590 nm有最强发射的宽带状光谱,激发光谱在411～424 nm的范围内最强,所以此荧光粉是理想的可与紫光LED (411 ～424 nm)相匹配的黄色荧光粉

单晶金刚石刀具切削各向同性热解石墨的磨损机理

王奔;刘东玺;王明海;印文典;郑耀辉

2015, 44(10):  2862-2868. 

摘要 ( 6 )   PDF (2220KB) ( 18 )  

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为了研究各向同性热解石墨切削过程中单晶金刚石刀具磨损及其对加工质量的影响,对各向同性热解石墨材料进行了切削试验.观测了刀具磨损形貌的演变过程,分析了刀具磨损机理以及刀具磨损对加工表面质量的影响.研究结果表明,在切削距离逐渐增加的情况下,单晶金刚石刀具后刀面磨损区域逐渐增大,磨损形貌分为平行沟槽和微细网状两种.切削过程中产生的颗粒状切屑和交变应力分别是导致磨粒磨损和解理磨损的主要原因.切削距离300 m内,试件加工表面粗糙度值Ra在0.2～0.4 μm之间波动,切削距离达到l000 m以后,试件加工表面粗糙度值明显增大,但是保持了相对稳定,表面粗糙度值Ra约为0.8μm.

含MgO-Lu2O3-Re2O3三元添加剂Si3N4陶瓷摩擦磨损性能的研究

蒋强国;古尚贤;刘伟;周茂鹏;郭伟明;伍尚华

2015, 44(10):  2869-2873. 

摘要 ( 1 )   PDF (705KB) ( 11 )  

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利用球盘式摩擦磨损试验机,研究了含MgO-Lu2O3-Re2O3(La2O3,Sm2O3,Gd2O3,Er2O3)三元添加剂Si3 N4陶瓷的摩擦磨损性能.结果表明:机械磨损和摩擦化学反应为主要磨损机理.在三元添加剂中,随着第二稀土离子Re3+半径的增加,粘附层增加,Si3N4摩擦系数降低.基于横向断裂理论模型,Si3N4陶瓷单位磨损率随着1/(KB1/2H5/8)的增加而增加,其中含有第二相Lu4Si2N2O7的样品SN-LuSm和SN-LuEr优于此线性关系,表现出更好的抗磨损性能.

醋酸根型层状双氢氧化物与蒙脱石的插层组装作用研究

梁启超;陈耀;李存军;谢襄漓;王海;王林江

2015, 44(10):  2874-2880. 

摘要 ( 1 )   PDF (1770KB) ( 10 )  

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在水热法合成硝酸根型层状双氢氧化物(NO3-LDH)的基础上,用离子交换法制备醋酸根离子插层层状双氢氧化物(Aco-LDH).在超声作用下,利用水分子对Aco-LDH层间域内氢键网络的破坏作用实现了Aco-LDH的剥离.利用蒙脱石在水中的溶胀特性实现了其片层的分散剥离.将剥离后的LDH片层与剥离蒙脱石(MMT)进行插层组装获得了LDH/MMT层状复合材料.用XRD、FFIR、TEM、AFM、N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征.结果表明,当Aco-LDH浓度为1 mg/mL时,在水中超声处理获得厚度为5～20 nm的LDH片层.蒙脱石分散后其层间距扩大,结晶程度降低.插层组装作用获得的LDH/M MT层状复合材料的主体为蒙脱石,LDH与MMT之间形成片-片组装结构,复合物的层间距为1.50 nm,接近单元LDH片层与单元MMT片层的堆叠结构厚度,比表面积达105.89 m2/g.

Cu-Sn-Cr真空钎焊金刚石界面微结构分析

卢金斌;贺亚勋;穆云超;赵彬;王志新

2015, 44(10):  2881-2884. 

摘要 ( 3 )   PDF (1128KB) ( 15 )  

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为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,开发了一种适于钎焊金刚石的混合金属粉Cu-Sn-Cr作为钎料,并对金刚石磨粒进行了钎焊实验.采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构进行了分析.结果表明:适合钎焊金刚石的活性成分为Cu76Sn19Cr5,该钎料能够实现金刚石的高强度连接.在金刚石与钎料界面处有碳化物生成,钎料组织主要由α-Cu固溶体、Cu41Sn11.金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状Cr7C3.

多孔陶瓷负载Sm3+掺杂TiO2降解亚甲基蓝溶液的研究

何秀兰;郭英奎;王春艳;孙文理

2015, 44(10):  2885-2890. 

摘要 ( 1 )   PDF (1714KB) ( 13 )  

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利用有机先驱体浸渍法制备高气孔率Al2O3多孔陶瓷,再采用真空浸渍及溶胶-凝胶法制备了Al2O3多孔陶瓷负载不同Sm3+掺杂量的TiO2光催化材料,在紫外光下以亚甲基蓝溶液为光催化降解对象,研究稀土掺杂量、亚甲基蓝溶液pH值及溶液初始浓度等对负载型TiO2的光催化活性的影响规律.研究结果表明,相比于单独使用的TiO2粉体材料,负载型TiO2光催化材料不但比表面积大,光催化活性高,还有利于回收利用.在亚甲基蓝溶液的pH值为9、初始浓度为15 mg/L条件下,随着Sm3+掺入量的增加,材料光催化活性呈先上升后下降趋势,掺入l mol; Sm3+的负载型TiO2的光催化活性最高.掺入Sm3不仅有助于空穴与光生电子对的分离,还可以细化TiO2晶粒,改善材料的光催化活性.

水热蒸汽法制备ZnO纳米棒的研究

耿魁伟;杨力;殷强;王亚茹;罗龙

2015, 44(10):  2891-2897. 

摘要 ( 1 )   PDF (2660KB) ( 11 )  

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采用新发展的水热蒸汽法,通过乙二胺蒸汽制备了高长径比的ZnO纳米棒.采用XRD、SEM、PL谱和拉曼光谱对产物进行了表征.结果表明ZnO纳米棒为六方柱形结构,纳米棒整体排列整齐,高度有序.ZnO纳米棒具有高度的取向性,沿c轴择优生长,大部分的ZnO纳米棒都垂直于基底.ZnO纳米棒在385 nm有一个本征发光峰,在433 nm、481 nm、520 nm之间有明显的缺陷发光峰,可能是由于氧空位和锌空位引起的.在生长温度为150℃的时候,450 ～ 550 nm之间发光峰强度远大于其他温度,可能是温度太高,生长速度太快,缺陷相对较多.ZnO纳米棒在437.61 cm-处特征峰明显,其峰值较高,结晶度较好,由于衬底存在微小的晶格失配,所以存在压应力.在120℃的生长温度,生长时间为12 h下,制备出的ZnO纳米棒长度为24 μm,直径为180 nm,长径比达到130:1.

泡生法蓝宝石单晶不同生长阶段的数值模拟研究

刘方方;左然;苏文佳

2015, 44(10):  2898-2902. 

摘要 ( 4 )   PDF (1620KB) ( 22 )  

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针对泡生法蓝宝石单晶生长的不同生长阶段的温场、流场和固液界面形状进行数值模拟研究.并分析了加热器相对坩埚的轴向位置和不同生长速率对蓝宝石单晶生长的影响.结果表明:在蓝宝石单晶生长中,在靠近坩埚壁面和固液界面的熔体内,等温线密,温度梯度较大;在靠近坩埚底部的熔体内,等温线稀疏,温度梯度较小.随着晶体高度的增加,熔体对流由放肩阶段的两个涡胞变成等径阶段的一个涡胞,熔体平均温度有小幅度下降;加热器相对坩埚的轴向位置对晶体生长炉内温场和固液界面形状影响很大,随着加热器位置上移,晶体内平均温度升高,温度梯度减小;熔体内平均温度降低,温度梯度增大.同时固液界面凸度增大.随着晶体生长速率增大,固液界面凸度增大,界面更加凸向熔体.

球磨工艺对机械合金化合成Ti2SnC导电陶瓷的影响

刘可心;金松??

2015, 44(10):  2903-2907. 

摘要 ( 1 )   PDF (2126KB) ( 11 )  

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采用Ti,Sn和C元素粉末作为反应原料,按Ti2SnC化学计量比作为原料配比(Ti: Sn:C =2: 1:1),通过机械合金化(MA)制备出Ti2SnC导电陶瓷粉体.研究球磨时间、转速、球料比和磨球直径对机械合金化合成Ti2SnC形貌和相变的影响.研究表明:单质混合粉体经过机械合金化(球磨转速550 r/min,球料比10:1,磨球直径12 mm)球磨10 h,生成以Ti2 SnC为主晶相且含有少量Sn和TiC杂质相的混合粉体.较长的球磨时间或较高的转速会抑制Ti2SnC的合成;同样,较大直径的磨球或较高的球料比会使反应体系能量过高,使Ti2SnC分解转化成较稳定的TiC.

羟基硅酸镁纳米棒的制备及光吸收性能研究

康海彦;张媛媛;张彬;张绍岩

2015, 44(10):  2908-2911. 

摘要 ( 3 )   PDF (1195KB) ( 15 )  

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以Mg(NO3)2·6H2O和纳米SiO2为原料,采用水热法,合成了Mg3Si2O5(OH)4纳米棒.采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观形貌进行了表征.并采用紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能,DRS结果显示Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光吸收主要集中在紫外光区,结合Kubelka-Munk方程计算得出Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光学带隙为4.98 eV.

不同价态稀土元素Eu掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构及光学性质

宫长伟;付现凯;王家恒;李晓飞;柴跃生

2015, 44(10):  2912-2917. 

摘要 ( 1 )   PDF (2170KB) ( 12 )  

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基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势法对锐钛矿TiO2晶体和Eu3+,Eu2分别掺杂的锐钛矿TiO2晶体的晶格参数、能带结构、态密度、差分电荷密度以及吸收光谱进行了计算.结果表明:不同价态Eu掺杂后锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格都发生畸变;同时引入了杂质能级,减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度,TiO2的光吸收带边发生明显红移,在紫外区和可见光区的吸收系数增大.

基于Voronoi法和随机法的微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构建模

王东;赵军

2015, 44(10):  2918-2923. 

摘要 ( 2 )   PDF (1695KB) ( 11 )  

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为了表征微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构随机性特征,提出一种基于Voronoi法和随机法构建材料微观结构模型的方法.首先研究了Vononio法和随机法的建模原理;然后使用Voronoi法构建陶瓷刀具材料的基体微观结构,再使用随机法构建陶瓷刀具材料的增强相和纳米颗粒;最后基于Matlab和VC++平台开发微纳米复合陶瓷刀具材料的微观结构建模软件.结果表明:构建的微纳米复合陶瓷刀具材料微观结构模型能够表征晶粒的平均粒径及其分布、晶粒形心位置分布、增强相的体积分数和纳米相的粒径及体积分数等微观结构参数,反映了材料真实的微观结构.