人工晶体学报

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2016, 45(7): 1.

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退火和电子辐照复合处理对ZnGeP2单晶性能的改进研究

赵张瑞;朱世富;赵北君;陈宝军;何知宇;杨登辉;刘伟;谢虎;吴嘉琪

2016, 45(7): 1723-1726.

摘要 ( 6 )

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采用退火和电子辐照相结合的复合工艺方法,对ZnGeP2晶体进行生长后处理.采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和高阻仪(HRM)等,对经不同次序的复合工艺处理前后样品的红外透过率和电阻率进行了测试.结果表明,采用先退火后电子辐照的复合处理工艺,样品的红外透过率能得到明显的提高.

不同气氛下YAl3(BO3)4晶体的生长和激光性能研究

朱阳阳;岳银超;赵营;涂衡;翟乃霞;胡章贵

2016, 45(7): 1727-1731.

摘要 ( 13 )

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分别在有氧气氛(空气)和还原气氛(氢气/氩气混合气)下生长了YAl3(BO3)4(YAB)晶体,并研究了不同生长条件下生长的YAB晶体的透过和266nm激光的输出性能.结果表明,还原气氛下生长的YAB晶体能够消除266 nm附近的吸收,但是晶体的266 nm输出性能并未得到提高.分析推测了可能的原因,并对下一步工作提出可行性的建议.

SDC/YSZ双层电解质薄膜的制备与特性

苏海莹;贾晓静;许彦彬;刘华艳;范悦;丁铁柱

2016, 45(7): 1732-1735.

摘要 ( 29 )

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利用脉冲激光沉积技术(PLD)在MgO单晶片基底上制备Ce0.8Sm0.2O2-δ/ZrO2∶Y2O3 (SDC/YSZ)双层电解质薄膜.X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的结果显示SDC/YSZ双层电解质薄膜沿(111)方向择优生长,随着退火温度的升高,薄膜变得均匀致密,结晶度得到改善,(111)衍射峰强度变大,择优生长取向明显;电化学测量表明,SDC/YSZ双层电解质薄膜的离子电导率比单层YSZ薄膜的离子电导率高.

激光烧蚀硅靶下荷电粒子和纳米晶粒的电流响应研究

褚立志;于燕超;邓泽超;丁学成;赵红东;王英龙

2016, 45(7): 1736-1740.

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采用波长为308 nm的XeCl脉冲准分子激光器,在5～50 Pa的Ar气压下烧蚀高阻抗单晶硅(Si)靶.在烧蚀点正前方、距靶1.5 cm处放置一个中心开孔直径为2 mm的挡板,挡板后面上下对称放置两个极板,然后串联一个标准电阻接地,电阻大小为10 Ω,利用高分辨数字存储示波器记录并测量回路中产生的瞬间电流来研究荷电粒子和纳米晶粒的电流响应.实验结果表明烧蚀产物中的正离子在气压为5 Pa时到达极板上数量最多.纳米Si晶粒带正电并且随着气压的增加纳米Si晶粒下落到极板的数量呈现先增大后减小趋势,在气压为8 Pa时达到最大值,这与扫描电子显微镜的测量结果基本一致.所得结果为进一步研究烧蚀粒子在环境气体中的输运动力学过程提供了依据.

氧化钇对氧化铝陶瓷致密化的影响

刘文燕;徐坦;刘璐;夏风;肖建中

2016, 45(7): 1741-1745.

摘要 ( 33 )

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采用湿法球磨方法将不同含量氧化钇粉末添加到氧化铝粉末中,经冷等静压成型,1550℃常压烧结.通过研究发现,当氧化钇含量低于0.25wt;时,晶粒长大,存在封闭晶内气孔,相对密度变小,致密化程度低;当氧化钇含量介于0.25wt;～0.75wt;时,随着氧化钇含量增加,封闭气孔减少,晶粒减小,致密化程度增高;当氧化钇含量为1.0wt;时,在晶界生成第二相钇铝石榴石,相对密度较小,致密化程度降低.

Cr掺杂CuAlO2陶瓷电学性能的研究

王影;朱满康;马丙闯;侯育冬;程蕾;赵军

2016, 45(7): 1746-1750.

摘要 ( 3 )

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采用固相合成法制备CuAl1-xCrxO2陶瓷.通过XRD、XPS、电学阻抗谱和Hall效应等测试方法对陶瓷的物相结构、元素价态、电学性能等进行了研究.结果表明:所制备的样品的主要相组成是CuAlO2和Cu2O,同时,也有少量Cu2+存在.样品的电导率随Cr掺量的增加显示先增加(x=0～0.02)后减小(x=0.02 ～0.05)的趋势,其影响因素包括Cu离子价态和载流子迁移率.

PVP掺杂对PEDOT∶PSS忆阻器学习行为的影响

魏榕山;蔡宣敬;罗文强;邓宁

2016, 45(7): 1751-1755.

摘要 ( 10 )

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采用旋涂法制备了Ag/PEDOT∶ PSS∶ PVP/Ta忆阻器,发现器件能实现电导的连续变化,并且测试了器件的电学基本性能,包括:模拟短时程可塑性(STP)转化长时程可塑性(LTP)与脉冲频率依赖可塑性(SRDP).测试结果表明:由于PVP掺杂降低了有机层电导,使得掺杂PVP忆阻器具有更大的正向电导变化范围,且大大提高了记忆曲线的弛豫时间常数.该器件具有较大的电导变化范围,易于外部电路的识别,且具有很好的一致性,可以用于大规模神经态电路中.

SiCp/Al复合材料切削仿真及实验研究

王进峰;储开宇;赵久兰;范孝良

2016, 45(7): 1756-1764.

摘要 ( 11 )

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对SiCp/Al复合材料的颗粒和基体分别进行定义建立有限元仿真模型,使用ABAQUS有限元软件从微观角度分析了不同切削速度和切削深度对切削力的影响以及应力场分布情况,研究切屑的形成过程、基体和颗粒的内部应力分布、刀具和颗粒之间的相互作用以及简要分析了材料表面缺陷的成因,通过车削实验进行验证.研究表明:微观仿真模型中由于高硬度SiC颗粒的存在会产生大量的微裂纹以及单一小空洞和不连续空洞,形成表面缺陷,且剪切区域微裂纹的扩展是产生切屑的重要因素;通过对比,实验获得的切削力变化及其波动和形成机制与仿真结果一致.

Na/Bi配比对0.94(Bi0.5+xNa0.5-x)TiO3-0.06BaTiO3压电陶瓷组织结构与性能的影响

史盈鸽;陈文革;辛菲

2016, 45(7): 1765-1769.

摘要 ( 5 )

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采用传统固相烧结方法制备出0.94(Ri0.5+xNa0.5-x)TiO3-0.06BaTiO3(BNBT6)二元系无铅压电陶瓷(x分别为0,0.08;,0.12;,0.16;,0.24;和0.50;摩尔分数),系统地研究了不同Na/Bi配比对BNT基陶瓷材料物相结构、显微组织和压电、介电性能的影响.结果表明:添加不同的Na/Bi,所制备的BNBT6压电陶瓷组织分布均匀、致密度高,存在三方-四方共存的准同型相界结构,且不同的Na/Bi配比不影响陶瓷的相结构,但其烧结性能及电性能与Na/Bi配比密切相关,当x=0.16;时,BNBT6陶瓷样品的性能最佳,相对密度达到97;,在1 kHz的测试频率下,BNBT6陶瓷样品的压电常数d33为138 PC/N、介电常数εr为1486、介电损耗tanδ为2.1;、机械品质因数Qm为217.

硅NPN型红外光电晶体管输出光电流及线性度的研究

周涛;陆晓东;吴元庆

2016, 45(7): 1770-1774.

摘要 ( 13 )

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利用TCAD半导体器件仿真软件详细地分析了在不同上表面非金属接触区域复合速率(FSRV)、光强(Pin)及光照基区横向宽度(SBL)的情况下,硅NPN红外光电晶体管输出光电流(IL)及输出光电流线性度的变化特点和规律.仿真结果表明:当SBL一定时,随着FSRV的增大,在不同P.的情况下,光电晶体管的IL均减小.当FSRV较小(50～5000 cm/s)时,不同Pin情况下光电晶体管的IL差别较小.当FSRV较大(＞5000 cm/s)时,随着FSRV的增大,不同Pin情况下光电晶体管的IL显著降低.当FSRV—定时,随着SBL的增大,不同Pin情况下光电晶体管的IL均有不同程度的增大.随着SBL和Pin的进一步增大,不同FSRV情况下的IL均逐渐趋于饱和状态.当SBL一定时,FSRV越小,IL进入饱和状态所对应的临界Pin越小.当FSRV—定时,SBL越大,IL进入饱和状态所对应的临界Pin越小.

基于纳米压痕测试的激光晶体光学加工性能研究

陈贤华;谢瑞清;侯晶;汪圣飞;张哲;赵世杰;廖德锋

2016, 45(7): 1775-1780.

摘要 ( 7 )

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针对高功率固体激光器中使用的四类重要激光晶体(YAG、LBO、YCOB、KDP)元件,开展了晶体材料的光学加工性能研究.基于纳米压痕测试实验,研究了几种激光晶体材料在激光器实际使用晶向角度下的的表面力学特性差异,获得了载荷、弹性模量、压痕硬度等参数与压痕深度之间的变化规律;利用超景深显微镜及场发射扫描电镜观察了激光晶体表面的纳米压痕形貌,揭示了裂纹形貌随压力载荷的演变规律以及晶体材料力学各向异性现象.以熔石英材料为参照,从力学特性角度横向对比了几种激光晶体材料获得超光滑表面的光学加工难易程度.

各向异性声子晶体能带结构的计算

李凤莲

2016, 45(7): 1781-1786.

摘要 ( 10 )

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边界元法被用于计算各向异性二维声子晶体的能带结构,该体系由各向异性或各向同性夹杂嵌入各向同性或各向异性基体中而形成.在一个单胞内分别对基体和散射体建立边界积分方程,在基体边界上施加Bloch条件,然后代入界面条件得到一个线性的特征值方程.通过对不同体系声子晶体能带结构的计算,并和其它方法的计算结果进行比较,说明边界元法可以有效准确地计算各向异性声子晶体的能带结构;而且,与各向同性体系相比,正交材料旋转角的变化对面外模态的能带结构有一定影响.

影响LYSO∶ Ce晶体余辉强度的几个主要因素

张彤;刘明哲;刘彦韬;杨明洁;章志明

2016, 45(7): 1787-1790.

摘要 ( 21 )

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探究了LYSO∶ Ce晶体的余辉现象,以及在不同曝光时间、光照强度下,余辉计数率随时间的变化规律.同时探究了温度对晶体余辉强度的影响,发现加热晶体可以快速缩短余辉持续时间,这一发现为日常的晶体检测和应用带来一定便利.

Cu2ZnSnS4纳米片的两步法制备及其光学性能

毛永强;胡美娜;李娜;李博君;毛晶

2016, 45(7): 1791-1795.

摘要 ( 4 )

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先后利用化学气相沉积法和液相离子交换法,在FTO导电玻璃基底上两步法制备Cu2ZnSnS4 (CZTS)纳米片,并通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)等表征手段对所得样品的物相结构、微观形貌、化学组分及光学性能进行测试分析.研究结果表明,所得样品为四方晶型CZTS纳米片,对可见光具有良好的全波段吸收,经计算其禁带宽度约1.51 eV.此外,对CZTS纳米片的形成机理进行初步探讨.

水热条件下不同形貌和晶相碳酸钙的形成和转化

闫长领;李金;孟婷婷;刘珣;张瑞星;陈玉娟;王公轲

2016, 45(7): 1796-1802.

摘要 ( 15 )

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利用碳酸氢钙水热分解制备了具有不同形貌和晶相的碳酸钙.在水热情况下,得到了多种形貌的方解石和霰石碳酸钙,研究了碳酸氢钙浓度、添加剂氯化镁浓度、反应时间和温度等对碳酸钙形貌和晶相的影响.以X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的碳酸钙进行了表征.研究发现,水热条件对碳酸钙形貌和晶相的形成以及演化过程有重要影响.水热条件下发现了稳定的碳酸钙晶相向亚稳定相转化的反常相变,对相关的形成及转化机理进行了相应的阐述.

预烧温度对La0.67Ca0.33MnO3陶瓷结构及电学性能的影响

金菲;陈清明;陈晓惠;罗均美;杨盛安;张辉

2016, 45(7): 1803-1807.

摘要 ( 15 )

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采用溶胶-凝胶法成功制备了La0.67Ca0.33MnO3粉末,并通过改变预烧温度获取电学性能优异的陶瓷.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法对不同预烧温度处理后的La0.67Ca0.33MnO3陶瓷的物相、结构、微观形貌和电学性能进行测试,分析预烧温度对材料的晶粒尺寸和电学性能的影响,从而摸索出最佳预烧温度.实验结果表明:样品的结晶性能好物相纯,随着预烧温度的增加,晶粒尺寸、致密度、收缩率和电阻温度系数(TCR)在不断减小,电阻率先减小后增加.在300℃预烧,1450℃烧结得到的样品具有较高的TCR值达到了40.8;·K-1.

含氟电解液使用次数(n≤15)对TiO2纳米管阵列形貌及锂电性能的影响

段继祥;王冠;侯宏英;刘显茜;刘松;姚远;廖启书

2016, 45(7): 1808-1811.

摘要 ( 5 )

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为了降低含氟电解液对环境的不良影响和有用资源的浪费,本文以不同使用次数(n≤15)的含氟溶液作为电解液,采用阳极氧化法制备了一系列TiO2纳米管阵列(TiO2NT).然后借助SEM、恒流充/放电、循环稳定性及循环伏安(CV)技术研究了含氟电解液的使用次数(n≤15)对所制备纳米管阵列电极的形貌及脱/嵌锂离子性能的影响.结果表明:含氟电解液的使用次数(n≤15)对TiO2NT形貌的负面影响不明显;作为锂离子电池负极活性材料时,电化学脱/嵌锂性能也没有出现大幅降低.

二维晶体Ti3C2的制备及其对有机染料的吸附性能研究

申长洁;高誉鹏;王李波;张恒;周爱国;李鹏辉

2016, 45(7): 1812-1819.

摘要 ( 5 )

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采用49;的氢氟酸刻蚀Ti3AlC2成功制备了层状二维晶体Ti3C2,并研究了其作为吸附剂对有机染料罗丹明B(RhB)、亚甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、气体吸附分析仪、紫外可见分光光度计等对样品物相、晶体结构和孔隙结构及比表面积进行了表征,考察了温度和染料浓度对Ti3C2吸附效果的影响.结果表明,二维晶体Ti3C2对有机染料具有较好的吸附性能,随着温度的升高吸附速率有明显的提高;Ti3C2对RhB和MB的吸附效果随着温度的升高均有明显的提高,但对100 mg/L的MO,在25℃时吸附效果最好.45℃时,Ti3C2对浓度为50 mg/L的染料的吸附速率RhB＞ MB＞ MO.

二维石墨烯片增强芒硝基复合相变材料导热性研究

蒋自鹏;铁生年

2016, 45(7): 1820-1825.

摘要 ( 44 )

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探究了二维石墨烯片(GNPs)对复合相变材料导热性的影响,以芒硝基复合相变材料(SCNa)为原料,制备出石墨烯片增强芒硝基复合相变材料(SCNaG).探讨了GNPs添加量对SCNa相变材料导热率的影响,并对其过冷机理进行了讨论.结果表明:复合相变材料导热系数随着GNPs添加量呈线性增加,当GNPs=0wt;时,相变材料导热系数为0.854 W/(m·K);当GNPs=3wt;时,相变材料导热系数为1.405 W/(m·K);随着GNPs添加量的增大相变材料过冷度先减小后增大,当GNPs=0.5wt;时,过冷度低于纯SCNa相变材料,为2.5℃C,当GNPs=3wt;时,过冷度增大至10.9℃.GNPs的添加量对相变材料相变温度影响不大,相变潜热略有减小.

溶剂热法合成LiMn1-xFexPO4纳米片及其电化学性能

朱波;王雅静;汪燕鸣;孙登明;王飞

2016, 45(7): 1826-1831.

摘要 ( 4 )

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采用溶剂热法在乙二醇和水的混合溶剂中合成了LiMn1-xFexPO4(x=0,0.1,0.15,0.2,0.3)纳米片.研究了Fe含量对LiMnPO4晶体结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:LiMnPO4被部分Fe替代后,电化学活性明显提高.其中LiMn0.7Fe0.3PO4/C在0.1C倍率下的放电容量达到157 mAh/g,并表现出较好的倍率性能和循环稳定性.

晶化对Nd3+∶NaYF4荧光动力学的影响

黄兴勇;林林;熊彦柔;胡旸;肖芸

2016, 45(7): 1832-1837.

摘要 ( 1 )

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采用融熔急冷法制备了前驱玻璃和与之晶化后的纳米晶结构玻璃陶瓷.利用光辐射理论,计算在两种样品中Nd3各能级的辐射跃迁几率.根据Dexter理论,得到交叉弛豫几率与Nd3+相对浓度的关系.基于速率方程,描述荧光动力学过程.结果表明:晶化作用能降低Nd3+各能级辐射跃迁几率,减小交叉弛豫几率,延缓动态系统趋于平衡的速率.同时,在较低Nd3+相对浓度掺杂时,晶化作用提高4F3/2能级的相对粒子数,减少4I9/2能级的相对粒子数,结果显示晶化作用能有效提高1.06 μm的输出.

以1,4-DAB为溶剂(1,4-DABH2)2Sn2S6·(1,4-DAB)和(1,4-DABH2)Sb4S7的合成与表征

韩文静;阿古拉;赵丽佳;白音孟和

2016, 45(7): 1838-1844.

摘要 ( 2 )

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以1,4-丁二胺为溶剂合成两种硫属化合物(1,4-DABH2)2Sn2S6·(1,4-DAB)(1)和(1,4-DABH2) Sb4S7(2)(1,4-DAB =1,4-丁二胺),单晶X-射线衍射分析表明化合物1为单斜晶系,空间群为P21/c,a=1.0862(5) nm,b=1.3053(6) nm,c=1.0283(5) nm,β=101.20(2)°,V=1.4302(12) nm3,Z=2;化合物2为三斜晶系,空间群为P-1,a=0.6009(4) nm,b =0.8989(7) nm,c=1.6548(12) nm,α =89.774(12)°,β=86.481 (12)°,γ=84.495(12)°,V=0.8880(11)nm3,Z=2.化合物1由离散的[Sn2S6]2+、质子化的有机胺和未质子化有机胺组成.化合物2是由质子化的有机胺和双链的[Sb4S7]2-离子组成的二维层状化合物.紫外-可见漫反射光谱研究结果表明,化合物1和2的禁带宽度分别为1.80 eV和1.54 eV,均为半导体.

平栅型双层膜的场致发射性能研究

林金阳;陈知新;张国成;谢文明

2016, 45(7): 1845-1848.

摘要 ( 5 )

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通过在平栅型基板上,分别溅射氧化铋薄膜和氧化锡薄膜,形成阴极场发射阵列,并在阴极和栅极之间加载脉冲电流,使阴栅级之间的薄膜形成裂缝,并进行场致发射性能测试,测试结果表明,平栅型双层膜发射器件的开启电压随阳极电压增加而降低.在阳压为3000 V,隔离子高度为500 μm时,平栅型双层膜场发射器件的开启电压为110 V,在栅压为110 V时的发射效率为1;左右,随着栅压的增大,发射效率逐渐减小.该双层膜阴极具有均匀的发射性能、良好的栅控能力以及场发射特性.

Tb掺杂的非晶碳膜/GaAs/Ag异质结的光敏特性研究

翟章印;杜维嘉

2016, 45(7): 1849-1853.

摘要 ( 2 )

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采用脉冲激光沉积方法在低阻GaAs上制备了Tb掺杂的非晶碳膜(a-C∶ Tb)/GaAs p-n结.利用Ag与GaAs 之间的肖特基接触特性,构成了a-C∶Tb/GaAs p-n结与Ag/GaAs肖特基结的反向串联结构.该异质结具有红光敏感特性,室温在光强为45 mW/cm2光照下的光灵敏度达到近1000.Tb掺杂大大提高了光灵敏度.

缺陷双层石墨烯吸附碱金属原子的第一性原理研究

杨绍斌;李思南;唐树伟;沈丁;毛永强;陈跃辉

2016, 45(7): 1854-1859.

摘要 ( 6 )

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采用基于密度泛函的色散修正方法研究了Li、Na、K、Rb吸附在单空位缺陷(SV)双层石墨烯(BLG)表面的体系,对吸附体系的晶体结构、吸附能、电荷转移、扩散行为和电子结构进行了计算和分析.结果表明,碱金属原子更容易吸附在缺陷区域空位上方;使BLG平均层间距减少了0.0100～0.0137 nm;吸附体系的Bader电荷、电荷密度差分和电子结构的计算结果表明,碱金属原子与BLG之间结合属于离子键.通过计算扩散能垒发现,脱离缺陷所需激活能比朝向缺陷扩散的能垒大0.300～0.640 eV,表明SV缺陷能够捕获Li、Na、K、Rb原子.

草酸钴前驱体热分解制备Co3O4及其超电容性能

周晓平;余彪;马琳;许丽梅;冯宗财

2016, 45(7): 1860-1864.

摘要 ( 2 )

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以Co(NO3)2·6H2O、草酸铵为原料,采用液相共沉淀法制得钴的草酸盐前驱物,并利用微波进行热处理制得了微米尺寸的Co3O4电极材料.通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了产物的物相和微观形貌.通过循环伏安(CV)和恒电流充放电(CD)实验研究了产物在碱性电解质中的超电容性能.结果表明,利用微波加热分解法可制得立方晶系Co3O4纯相,其在6 mol/L KOH溶液中具有明显的法拉第赝电容.在2 mV/s扫描速度下,比电容达到91 F/g.Co3O4在碱性电解质中的赝电容主要来自于OH-在Co3O4、CoOOH、Co(OH)2体相中的嵌入和脱嵌过程.Co3O4在大循环过程中的比电容衰减主要是由于电极上氧化还原反应的可逆性较差以及发生的副反应而造成的.

多孔硅基WO3气敏传感器的制备与性能研究

武雅乔;胡明;魏杏;田玉明

2016, 45(7): 1865-1870.

摘要 ( 3 )

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以钨酸钠和氯化钠为原料,采用水热法在硅基多孔硅上原位生长WO3纳米棒薄膜,制成p型多孔硅基-n型WO3复合结构气敏传感器.为了获得最大比表面积的复合形貌,详细研究了水热反应时间和温度对多孔硅基WO3复合结构显微组织表面形貌的影响.利用扫描电镜、粉末衍射等表征手段测试并分析了多孔硅基表面WO3纳米棒薄膜的形貌以及晶体结构,并测试了复合结构传感器在不同工作温度下的气敏响应特性,结果表明:该气敏传感器在室温下便对有毒气体NO2具有高灵敏度以及稳定的重复性.

基于黑磷纳米材料场效应管的电特性研究

汪列隆

2016, 45(7): 1871-1874.

摘要 ( 5 )

PDF (1573KB) ( 28 )

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以红磷、锡和四碘化锡为原料制备黑磷,并用黑磷(BP)纳米材料制作场效应管,用X射线衍射谱(XRD)和光学显微镜(OM)分析了BP样品的结构和形貌,并测试其输出特性曲线和转移特性曲线.BP样品厚度为12 nm,通过计算,其电子迁移率μe=248 cm2/Vs,电流开关比为～103.结果表明,基于BP纳米材料场效应管具有较好电子迁移率和开关比,为BP成为未来光电器件备选材料研究奠定基础.

柔性二羧酸铜配合物的合成与晶体结构

李庆海;江顺风;程鹏翔

2016, 45(7): 1875-1879.

摘要 ( 5 )

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通过液相扩散法合成了一个新的配位聚合物Cu(CBA) PY2 (H2O)(CBA为4-(3('-)羧丙酰胺基)苯甲酸阴离子,Py为吡啶),并对该化合物进行了元素分析、红外、热重、粉末X射线衍射表征,其结构由X射线单晶衍射确定.该化合物属于单斜晶系,空间群P2/c,晶胞参数:C21 H21CuN3O6,a=2.15208(12) nm,b =0.57071 (3) nm,c=1.72977(9) nm,α=90°,β=94.3200(10)°,y=90°,R1=0.0296,wR2 =0.0801.在该配合物中,柔性二羧酸配体4-(3('-)羧丙酰胺基)苯甲酸阴离子桥联相邻的Cu(Ⅱ)离子形成一维链状结构,相邻链之间通过N-H…O和O-H…O氢键连接起来形成二维层状结构,层与层之间通过C-H…O氢键扩展成三维超分子结构.

离子热法合成磷酸盐微孔材料研究进展

高帆;黄亮亮

2016, 45(7): 1880-1886.

摘要 ( 11 )

PDF (2637KB) ( 29 )

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离子液体具有传统溶剂无法取代的优良性能,其在制备无机微孔材料等领域显示出广阔的应用前景.近年来,采用离子液体或低共熔混合物作为反应溶剂的离子热合成发展迅猛.本文对离子液体进行了较系统的介绍,就离子热法合成磷酸铝、金属取代磷酸铝、过渡金属磷酸盐微孔材料的研究进展进行了综述,并对离子热法合成其他微孔材料及离子热合成面临的挑战做出了展望.

由a-萘乙酸构筑的锌配合物的合成、晶体结构和性质研究

尹福军;阎月荣;李正明;赵宏;许兴友;陈瑶;黄欣欣;杨绪杰;王鹏

2016, 45(7): 1887-1891.

摘要 ( 2 )

PDF (720KB) ( 30 )

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利用溶剂自然挥发法合成了一个新的单核配合物[Zn (α-NAA)2(H2O)2](HNAA=α-naphthylacetic acid),利用单晶X-射线衍射,粉末衍射仪,元素分析,红外光谱对其进行表征.结果表明该单晶属于单斜晶系Cc空间群,a=3.4607(4) nm,b=0.5509 (7) nm,c =1.1027(13) nm,β=106.8830(10)°,R(int) =0.057.同时,对配合物的热重性质和固体荧光性质进行了研究,CCDC 1053260.

磷石膏蒸压制备半水硫酸钙晶须

耿庆钰;李建锡;韩伟明;李楠;郑书瑞

2016, 45(7): 1892-1897.

摘要 ( 7 )

PDF (2210KB) ( 27 )

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以磷石膏为原料,利用蒸压法制备半水硫酸钙晶须.采用均匀设计实验的基础上,进一步考察了料浆固液比、反应时间、蒸压压力对产品长径比的影响,并借助透射偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)等仪器对产品进行表征.结果表明,最佳反应条件:料浆固液比0.15 g· mL-1、反应时间0.5h、蒸压的压力0.3 MPa,在此条件下制备出了长径比99.07、晶须直径约1μm、纯度高、结晶良好的晶须产品.并从微观形貌、晶体结构、物相分析三个方面阐明了半水硫酸钙晶须生长规律.本研究对磷石膏的高值化利用具有指导意义.

工程陶瓷材料的加工技术及应用进展研究

龚琪;沈景凤;谢建林

2016, 45(7): 1898-1905.

摘要 ( 24 )

PDF (1878KB) ( 27 )

相关文章 | 计量指标

具备高强度和硬度,耐腐蚀、磨损和烧蚀及抗氧化等优点的工程陶瓷无论在科研领域还是工业领域都被广泛研究.然而工程陶瓷的高脆性和高熔点特性会导致其在加工过程中容易产生微裂纹、相变区、残余应力等缺陷,因此,工业上对工程陶瓷的加工技术提出了更高的要求以便获得高精度和高质量的工程陶瓷.从工程陶瓷的传统机械加工和特种加工技术两个方面详述了各种加工技术在实际生产中的运用,并结合国内外最新发展技术,提出了复合加工技术将是工程陶瓷加工技术研究重点的观点,在工程陶瓷精密加工领域具有一定的实际指导作用.

热障涂层用陶瓷材料研究进展

张仙平;陈晓鸽;张红松

2016, 45(7): 1906-1912.

摘要 ( 13 )

PDF (1388KB) ( 23 )

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寻求性能良好的涂层用陶瓷材料已经成为热障涂层技术领域的研究热点,本文综述了国内外锆基氧化物、A2B2O7型氧化物以及各类新型氧化物等热障涂层用陶瓷材料的研究成果,讨论了每一类材料在热物理性能研究方面存在的不足.指出未来应基于光子理论,设法降低ZrO2基陶瓷与A2B2O7氧化物的高温光子热导率,进一步提高涂层材料的隔热性能;系统研究元素掺杂对新报道陶瓷热物理性能的影响规律,并采用合适的工艺制备其对应热障涂层,实际考察涂层的综合性能;根据热传导和热膨胀基础理论,从材料设计的角度开发性能更加优良的新型涂层用陶瓷材料.

固体硅胶制备小粒径NaA分子筛

徐会君;王前;李??马腾;刘莉;李洪涛;杜庆洋

2016, 45(7): 1913-1917.

摘要 ( 1 )

PDF (1682KB) ( 25 )

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以固体硅胶为硅源、偏铝酸钠为铝源,通过水热合成法制备小粒径NaA分子筛.实验探究碱度、陈化温度、陈化时间、晶化温度和晶化时间对合成NaA分子筛的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析手段表征合成样品的物相、结晶度、形貌和粒径大小.实验确定以固体硅胶为硅源水热合成小粒径NaA分子筛的碱度为n(H2O)/n(Na2O)=30,20℃陈化20h,100℃晶化4h,合成的NaA分子筛晶型完整、粒度分布均匀、平均粒径约为600nm.

AlN-Y2O3配比对SiC耐磨材料结构和性能的影响

李文凤;黄庆飞;郭会师;高元;侯永改;邹文俊

2016, 45(7): 1918-1922.

摘要 ( 5 )

PDF (1616KB) ( 23 )

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在AlN-Y2O3添加量为6wt;的前提下,将摩尔比分别为10∶90、20∶80、30∶70和40∶60的AlN、Y2O3引入SiC耐磨材料中,于氧化气氛下经1600℃保温3h烧成,研究了AlN、Y2O3配比对SiC耐磨材料结构和性能的影响.结果表明:AlN、Y2O3配比对SiC耐磨材料的性能影响较大,当其为30∶70时,SiC耐磨材料的性能较优,其体积密度和显气孔率分别为2.66 g/cm3和3.95;,磨损量为0.11 g/min,硬度和抗折强度分别为2774 HV和185 MPa.SiC耐磨材料较优异的烧结性能和力学性能可归因于新生成的Y2Si2O7和3Al2O3·2SiO2充填于SiC颗粒间所起的强化作用.

硼酸钙对电瓷结构和性能的影响

周敏

2016, 45(7): 1923-1928.

摘要 ( 7 )

PDF (1667KB) ( 32 )

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研究了硼酸钙掺量对电瓷的相结构、显微结构、电气性能和机械性能的影响.通过不同硼酸钙添加量的电瓷在不同烧结温度条件下的断裂强度、气孔率、电阻率,结合电瓷的晶相结构和显微结构的变化,探讨其构效关系.结果表明:硼酸钙含量的增加或烧结温度升高,电瓷的电阻率和气孔率降低.但当硼酸钙掺量超过10;,烧结温度超过1120℃之后,电阻率和气孔率的变化不明显.电瓷的断裂强度随着硼酸钙的添加而提高,当硼酸钙含量超过10;后开始降低,添加量为10;时电瓷的断裂强度随着烧结温度而提高,1120℃后无显著变化.硼酸钙促进莫来石相的析出,但硼酸钙含量过高时,会促进CaAl2Si2O8形成,降低莫来石相的析出量,并使其形貌从细针状向短柱状和粒状发生转变.硼酸钙掺量恒定时,提高烧结温度可促进细针状莫来石相的生成.

Zn1-x HfxO的电子结构和光学性质的第一性原理计算

张文蕾;马梅;张航;容婧婧;马兰;张丽丽

2016, 45(7): 1929-1936.

摘要 ( 5 )

PDF (2278KB) ( 19 )

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基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zn1-xHfxO(x=0,0.0312,0.0417,0.0625和0.1250)体系的晶格结构、电子结构,Mulliken电荷布居和光学性质.计算结果表明,随着Hf掺杂摩尔百分比的增大,晶体体积膨胀,费米能级进入导带,其附近的导带部分主要由杂质原子Hf的5d态贡献,Hf-O离子键成分作用凸显,故Hf的掺杂引入施主能级进而形成n型ZnO材料的可能性较大.且通过比较吸收谱、反射谱和折射谱,发现适量掺入Hf原子可使ZnO体系在高能区的透过率增加,能量损失谱出现红移.这些性质均与实验中Hf掺杂有类似结果,由此可知适量掺杂Hf的ZnO体系有望在制备光电子器件等领域发挥作用.

不同冷却方式黄磷炉渣微晶玻璃析晶动力学研究

刘红盼;黄小凤;马丽萍;陈丹莉;尚志标;蒋明

2016, 45(7): 1937-1942.

摘要 ( 6 )

PDF (2151KB) ( 25 )

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以水淬黄磷炉渣和自然冷却态黄磷炉渣为研究对象,采用熔融法制备CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.通过差热分析、X射线衍射和扫描电镜,并利用修正后的Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程和Augis-Bennett方程,分析了不同冷却方式下黄磷炉渣制备微晶玻璃的析晶规律.结果表明:不同冷却方式对微晶玻璃的析晶行为有所不同,水淬黄磷炉渣微晶玻璃的析晶活化能E为352.609 kJ/mol,自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃的析晶活化能E为405.685kJ/mol;两种不同冷却方式的黄磷炉渣微晶玻璃的晶化机制均为三维体积晶化.水淬黄磷炉渣微晶玻璃中主晶相为硅灰石(CaSiO3)并含有少量的石英矿物;自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃中主晶相为钙蔷薇辉石类(Ca(Mn2,Ca)Si2O6)和含铁硅灰石类固溶体((Ca,Fe) SiO3).以自然冷却渣制备的微晶玻璃性能优于水淬渣制备出的微晶玻璃.

工程陶瓷专用磨削液抗堵塞添加剂分子结构设计及其验证

吴志远;赵桂彬;曹帅;谭志坤;董晓庆

2016, 45(7): 1943-1947.

摘要 ( 16 )

PDF (1172KB) ( 25 )

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根据有机化学基本原理以及课题组前期总结有机物分子结构与砂轮堵塞间的交互规律,讨论并确立了陶瓷专用磨削液最佳抗堵塞添加剂应具备的分子结构特征.依据该特征设计并选择了月桂酸钠和硬脂酸钾这两种优化添加剂进行试验和验证.试验结果表明:在非极性氮化硅陶瓷磨削过程中,月桂酸钠应用效果最佳,完全抑制砂轮堵塞现象的发生.在极性陶瓷氧化铝磨削过程中,两种试剂也可以起到明显的抗堵塞效果,但抗堵塞能力相对较差.在此基础上,文章讨论了有机物在陶瓷表面的吸附形式与抗堵塞特性之间的交互关系.

不同硫化温度对Cu2ZnSnS4薄膜质量及太阳能电池性能的影响

李志山;王书荣;蒋志;杨敏;陆熠磊;刘思佳;赵其琛;郝瑞亭;杨培志

2016, 45(7): 1948-1953.

摘要 ( 10 )

PDF (1265KB) ( 33 )

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采用ZnS-Sn-CuS作为靶材,利用磁控溅射技术制备了Cu2ZnSnS4 (CZST)薄膜材料及太阳电池,重点研究了不同硫化温度对CZTS薄膜质量及太阳电池性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了不同硫化温度下制备的CZTS薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组分、相的纯度和光学性能.结果表明:在580℃下所制备的CZTS薄膜光滑致密、结晶质量好,同时化学组分属于贫铜富锌,而且无其他二次相,禁带宽度约为1.5 eV.符合高效率太阳电池吸收层的要求.将CZTS吸收层按照SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ITO/ Al的结构制备成面积为0.12 cm2的电池并进行Ⅰ-Ⅴ测试.测试结果表明,在580℃硫化后制备的CZTS薄膜太阳电池具有最高的转换效率为3.59;.

钛酸锶钡纳米管阵列薄膜的水热合成及其性能研究

尹沛羊;刘鹏伟;邓湘云;李建保;杨仪潇;石雯怡;张伟

2016, 45(7): 1954-1958.

摘要 ( 2 )

PDF (1195KB) ( 25 )

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以阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列为模板,结合水热法制备了钛酸锶钡纳米管阵列薄膜.讨论了Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜的结构、形貌和电学性能.用X射线衍射仪表征其晶体结构;扫描电子显微镜观察其表面及断口形貌;以及用宽频介电阻抗谱仪测试其介电性能.结果表明:在较为温和的条件下用水热法制备了立方相及四方相的Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜;纳米管孔径在65～ 80 nm之间,薄膜厚度可达10 μm以上;经热处理之后的薄膜样品在1 kHz介电常数可达338,介电损耗为0.46.

氧原子在体心立方难熔金属中的占位行为的第一性原理研究

张娥;刘士余;孟洋;严达利;余大书;吕跃凯;李德军

2016, 45(7): 1959-1962.

摘要 ( 5 )

PDF (727KB) ( 14 )

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通过第一性原理超晶胞方法研究了氧(O)原子在体心立方(BCC)难熔金属Nb,Ta,Mo,W中不同间隙位置的占位稳定性和原子结构以及电子结构.杂质形成能结果表明,O原子占据在Nb,Ta的八面体间隙最稳定;与之相反,O原子占据在Mo,W的四面体间隙位置最稳定.进一步的,O原子在BCC难熔金属的杂质形成能由低到高的顺序为Nb＜Ta＜Mo＜W,这表明金属中溶解氧容易顺序为Nb＞Ta＞Mo＞W.此外,分析了O对难熔金属Nb,Ta,Mo,W原子结构的影响.利用电子结构态密度解释了氧原子在Nb,Ta八面体间隙和Mo,W四面体间隙的最稳定性原因.

Y3+掺杂BST/ZrO2复合薄膜的制备及介电性能研究

姜楠;刘军;洪玮;张娟;吴伟骏;林鹏飞;骆英

2016, 45(7): 1963-1969.

摘要 ( 9 )

PDF (1750KB) ( 33 )

相关文章 | 计量指标

运用溶胶-凝胶法在Si/SiO2/Ti/Pt基底上制备了掺杂不同量的Y3+的单层Ba0.65Sr0.35TiO3 (BST)薄膜和并联结构的BST/ZrO2复合薄膜.研究发现:当BST溶胶中掺入了适量的Y3+后,制备的单层BST的表面形貌得到改善,介电性能提高;掺杂的Y3+为1mol;时单层BST薄膜介电性能最佳,介电常数为400.53;介电损耗为0.0125.BST/ZrO2复合薄膜的电容值相对于单层BST薄膜得到明显提高,当烧结温度为750℃时,BST/ZrO2复合薄膜综合介电性能最佳,介电常数790.12;介电损耗达到0.051.

纳米NiCo2O4的两种制备方法比较及其甲醇电氧化性能研究

白改玲;谭俊华

2016, 45(7): 1970-1975.

摘要 ( 6 )

PDF (1684KB) ( 34 )

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分别以微乳液法和共沉淀法制备了NiCo2O4纳米棒和纳米片.对比研究了两种方法制备的NiCo2O4纳米材料的物相、形貌、孔道结构及其催化甲醇氧化的性能.结果表明:350℃煅烧5h后,两种方法均能制备出NiCo2O4纳米材料,但共沉淀法制备的纳米片结晶度低于微乳液法制备的NiCo2O4纳米棒.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和氮气吸脱附测试发现,NiCo2O4纳米棒具有介孔结构,比表面积为116.8 m2·g-1,而NiCo2O4纳米片是六方片状结构,比表面积为36.1 m2·g-1.电化学结果显示,电压为0.6V,扫描速率为50 mV·s-1时,纳米片的电流密度为47.8 mA·cm-2,纳米棒为31.9 mA·cm-2.在0.5V扫描3000 s后,纳米片仍能保持70;的初始电流密度,纳米棒为51;.共沉淀法制备的NiCo2O4纳米片比微乳液法制备的纳米棒具有更好的催化甲醇氧化活性、稳定性.这可能是由于NiCo2O4纳米片的特殊的片层形貌及其一定的无序度导致的.

纳米金刚石场发射阴极制备及性能研究

刘巧平;杨延宁;张富春;李小敏

2016, 45(7): 1976-1980.

摘要 ( 8 )

PDF (1610KB) ( 31 )

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为了提高阴极场发射的均匀性与稳定性,探索了一种电泳沉积纳米金刚石场发射的阴极工艺.在这个工艺中,研制了特定比例的纳米金刚石电泳液,在抛光的金属钛衬底上通过电泳沉积了纳米金刚石场发射阴极.用扫描电子显微镜和拉曼光谱观察了涂层的形貌和结构,并测试了制备的涂层阴极的场发射特性.实验结果表明,在钛片上沉积的金刚石涂层薄而均匀.采用电泳方法制备场发射阴极具有简单易行,成本低廉以及可大面积制作等优势,可在平板显示器中得到广泛应用.

掺杂Ni/Al对热障涂层抗高温氧化性和结合强度的影响

王莉莉;王伟;范烨力

2016, 45(7): 1981-1985.

摘要 ( 3 )

PDF (1195KB) ( 27 )

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YSZ(Ni,Al)粉末颗粒通过电泳沉积技术在高温镍基合金600上沉积一层厚度均匀的YSZ(Ni,Al)复合热障涂层,并在室温下干燥24 h后,进行真空烧结致密化处理.真空致密化处理后的YSZ(Ni,Al)复合热障涂层在1100℃下氧化不同小时并测量涂层的结合强度.由于掺杂了镍铝氧化初期在涂层表面形成一层致密的氧化薄膜,有效地阻止了空气中的氧气进一步进入涂层内部从而提高了涂层的抗高温氧化性能,另外在陶瓷涂层YSZ中掺杂了金属元素,降低了陶瓷涂层与高温镍基合金的热膨胀系数的不匹配,使涂层表面更加平整致密,同时也提高了涂层与基体的结合强度.

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