人工晶体学报

杨志华;潘世烈

2019, 48(7): 1173-1189.

摘要 ( 37 )

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非线性光学晶体材料作为激光技术及光电子技术核心材料之一,在激光存储、激光通信、激光制导、激光惯性约束核聚变等领域具有重要的应用.随着计算机技术快速发展,材料设计和预测日益成为“自上而下”靶向性新材料研发的一种辅助手段.本文介绍了我们团队近年来在无机非线性光学晶体材料中,关于倍频效应和双折射率的分析方法、材料设计以及结构预测等方面的研究进展.

层状二硫化钼纳米材料的研究进展

樊子冉;孔洋洋;李宇豪;李志;贾婷婷

2019, 48(7): 1190-1202.

摘要 ( 35 )

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二硫化钼由于具有合适的层间间距、间隙可调、较高的机械强度、比较稳定的化学性质等,引起了国内外科研人员的高度重视,成为下一代光电子器件的理想材料.它被广泛应用于各种领域,如太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管、传感器、存储器等.本文综述了二硫化钼的最新进展,主要包括二硫化钼的晶体结构、能带结构和光学性质,介绍了二硫化钼的制备方法,总结了表征二硫化钼结构的方法,归纳了层状二硫化钼在光电子器件以及微电子器件等领域的制备与应用,最后提出了该研究领域的挑战与机遇.

Ⅲ族氮化物半导体材料的制备及应用研究进展

杨帆;王美琪;关卫省

2019, 48(7): 1203-1207.

摘要 ( 20 )

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随着第二代半导体的逐渐落后,Ⅲ族氮化物半导体作为具有优良性质的最新一代的半导体材料,已经登上历史的舞台.综述重点归纳了以BN、AlN、GaN、InN为代表的Ⅲ族氮化物纳米材料的典型制备方法、目前的应用现状,并对存在的问题加以总结.

低成本无机陶瓷膜制备研究进展

闫笑;同帜;王佳悦;张帅;刘婷;周广瑞

2019, 48(7): 1208-1213.

摘要 ( 8 )

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无机陶瓷膜是MBR污水处理技术的关键,与有机膜相比,无机膜具有化学稳定性好,耐酸碱、耐有机溶剂,孔径分布窄,分离效率高且易控制,热稳定性强等优点.本文介绍了无机陶瓷膜制备过程的工艺流程且分析了成本构成要素,主要从陶瓷膜制备过程中原料成分、制备方法、影响降低成本的因素、烧结温度的控制过程等方面分析降低成本的方法,通过建立一套低成本的理论框架,实现陶瓷膜材料选择与工艺参数的共同优化,促进无机陶瓷膜技术的快速发展,并对后期研究无机陶瓷膜的发展方向进行了探讨与展望.

导模法(EFG)生长大尺寸厚壁管状蓝宝石单晶

罗平;王庆国;董建树;王东海;吴锋;唐慧丽;徐军

2019, 48(7): 1214-1215.

摘要 ( 44 )

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采用自行设计的导模法蓝宝石长晶装备,通过优化模具设计和长晶工艺,成功生长了内/外径分别为31/58 mm和50/65 mm,长度超过300 mm的大尺寸厚壁蓝宝石单晶圆管,无开裂多晶,无肉眼可见气泡,晶体质量优良.

提拉法生长直径8inch Yb∶YAG激光晶体

杨国利;韩剑锋;李兴旺;王永国;毕海;杨宇;王肖戬;徐学珍

2019, 48(7): 1216-1217.

摘要 ( 45 )

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设计制造了适于生长直径8 inch Yb∶YAG激光晶体的生长系统和热场,采用感应加热提拉法成功生长出了直径8英寸Yb∶YAG激光晶体,晶体等径部分最小直径202 mm,等径长超过215 mm,总重63.7 kg,晶体外形完整,内部无气泡、包裹物、开裂等宏观缺陷,5 mW绿光激光照射下,未见散射颗粒.

白光LED用Phosphor-on-Glass(PoG)材料的制备与表征

徐曼;唐高;史宏声;秦来顺;魏钦华;林慧兴;曹顿华

2019, 48(7): 1218-1224.

摘要 ( 10 )

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采用商业Ce3+∶YAG荧光粉包埋钇铝硅酸盐玻璃并在该体系玻璃转变温度附近进行烧结的方法,成功制备了荧光粉粘附在玻璃表面上的复合材料(Phosphor-on-Glass,PoG).利用XRD、SEM和荧光光谱仪等研究了PoG材料的物相、显微结构和变温发光性能.研究结果表明:PoG材料结构为荧光粉/玻璃/荧光粉复合体,Ce3+∶YAG荧光粉粘附在玻璃上下表面且均匀分布,其形貌与颗粒大小未发生明显变化.固定烧结时间为10 h,PoG材料的荧光强度随着烧结温度的增加先增强后减弱;PoG材料的发光抗热淬灭性能较好(热激活能为0.22 eV),这说明Ce3+∶YAG荧光粉的优良发光性能在PoG材料中得到了很好地保存.以PoG材料封装的白光LED样品在100 mA电流驱动下,获得白光输出,其中最接近纯白光(0.33,0.33)的LED光效为69.8 lm/W,相关色温为5873 K,显色指数72.3.由于Ce3∶YAG荧光粉缺乏红色发光,尝试在钇铝硅酸盐玻璃基质中掺杂Eu3+以增加红色发光部分,获得光效为52.1 lm/W,相关色温为3910 K,显色指数75.8的暖白光输出.

局域共振二维声子晶体的低频带隙特性研究

梁孝东;缪林昌;尤佺;厉超;方黄磊;雷利剑

2019, 48(7): 1225-1232.

摘要 ( 21 )

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针对低频带隙难以打开的问题,本文提出一种局域共振二维声子晶体结构,采用有限元法计算其能带结构,分析其带隙的形成机理和影响因素,并在此基础上对结构进行优化设计.结果表明:该结构可在200 Hz以下的频率范围内打开宽度70.56 Hz的完全带隙,起始频率低至39.77 Hz.等效刚度k一定的情况下,带隙起始频率由芯体的密度决定,而截止频率主要由基体边框密度决定.优化后的结构能够打开更低更宽的带隙,且对振动波的衰减性能提升.该结构具有优越的低频带隙特性,在地铁减振隔振领域中具有潜在的应用前景.

CVD-ZnS胞状生长现象对材料结构与性能的影响

杨海;魏乃光;杨德雨;李红卫;霍承松;黎建明;李冬旭;杨建纯;史晶晶;郭立

2019, 48(7): 1233-1239.

摘要 ( 11 )

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采用化学气相沉积法(CVD)制备大尺寸ZnS晶体(CVD-ZnS),利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析对CVD-ZnS内部的胞状结构进行表征,表明胞状生长现象能改变CVD-ZnS材料内部的晶粒生长方向、分布方式,但对材料内部的物相、元素分布并未造成显著影响;通过对胞状物密集区的光学均匀性检测,分别为2.71×10-5和2.85×10-5,均方根值分别为6.46×10-6和4.98×10-6,正常区域的样品光学均匀性为9.53×10-6,均方根值为1.51 ×10-6,表明胞状物的存在会降低CVD-ZnS材料的光学均匀性;采用三点弯曲法测试材料弯曲强度,四组弯曲强度数据表明CVD-ZnS正常区的弯曲强度明显高于CVD-ZnS胞状物密集区.

近红外发射Lu2O3∶Mn4+荧光粉的制备及其发光特性

刘姝婷;刘春光;张猛;杨健;祝汉成;刘玉学

2019, 48(7): 1240-1246.

摘要 ( 5 )

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采用高温固态烧结方法制备了具有不同Mn4+离子掺杂浓度的Lu2O3∶x;Mn4+荧光粉.应用X射线衍射、荧光激发和发射光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和发光动力学测量等手段研究了该荧光粉的微结构和发光特性与掺杂浓度的关系.实验结果表明,Mn4离子可掺杂到Lu2O3基质晶格中,在252 nm激发下,可观察到位于695 nm和712 nm的近红外发射峰,其分别来源于Mn4+离子的2E→4A2和4T2→4 A2的跃迁.当Mn4+掺杂浓度为0.1;时,可获得最大的发光强度.通过优化热处理条件(在空气气氛、1400℃温度下热处理5h),可进一步提高Lu2O3∶0.1; Mn4+荧光粉的近红外发光强度和余辉性能.实验发现,经热处理的Lu2O3∶0.1; Mn4+样品中,Mn4+离子占据了Lu2O3基质中的S6和C2两种格位;具有较长寿命的近红外发光来自占据S6格位Mn4离子的贡献,而具有较短寿命的近红外发光则来自占据C2格位Mn4离子的贡献.实验表明,经高温热处理的近红外发射Lu2O3∶Mn4+材料余辉时间大于3 min,其在生物成像方面有潜在的应用前景.

通过SiO2涂层改善BaSi2O2N2∶Eu2荧光粉的热性能

张云鹏;陈晓春;符义兵;梁超

2019, 48(7): 1247-1253.

摘要 ( 7 )

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本文研究了SiO2涂层对BaSi2O2N2∶ Eu2蓝绿色荧光粉发光性能和热性能的影响.采用溶胶-凝胶法制备了SiO2包覆的BaSi2O2N2∶Eu2+蓝绿色荧光粉.实验结果表明,最佳镀膜量为6wt;,当镀膜量大于此值时,荧光粉亮度迅速降低.涂覆SiO2后,在150℃下BaSi2O2 N2∶Eu2荧光粉的热猝灭性能提高了2.4;,在500℃热降解后荧光粉的发光性能提高了15;.SiO2涂层显著提高了BaSi2O2N2∶Eu2+荧光粉的热稳定性.SiO2涂层的作用机理是在荧光粉表面和氧化气氛之间形成阻挡层,保护Eu2的发光中心在热加热过程中不被氧化.

BaBPO5和(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O的低温溶剂热合成及表征

魏晶;刘艳;张仁春;李岩骅;纪敏;安永林

2019, 48(7): 1254-1261.

摘要 ( 6 )

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以乙醇为溶剂,在低温条件下合成出了两种手性硼磷酸盐化合物BaBPO5(1)(T=120℃,t=5d)和(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O (2)(T=80℃,t=5d).XRD单晶衍射仪测定了化合物的结构,结果表明:(1)属三方晶系,P3221空间群,a=b=7.1162(3)(A),c=6.9979(6),(A)=3,该晶体含有一维线性链状阴离子结构;(2)属六方晶系,P6122空间群,a=b =9.513(2)(A),c=15.906(8),(A)=6.该晶体具有三维骨架结构.实验结果表明使用乙醇作溶剂可以极大降低硼磷酸盐的合成温度,进而有助于获得手性硼磷酸盐化合物,这为手性硼磷酸盐的合成提供了一种新思路.

915MHz高功率MPCVD装置制备大面积高品质金刚石膜

李义锋;唐伟忠;姜龙;葛新岗;张雅淋;安晓明;刘晓晨;何奇宇;张平伟;郭辉;孙振路

2019, 48(7): 1262-1267.

摘要 ( 49 )

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采用自行研制的915 MHz/75 kW高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,在输入功率60 kW,沉积气压20 kPa的条件下制备了直径5英寸的大面积自支撑金刚石膜,并对金刚石膜的厚度,热导率,线膨胀系数,结晶质量,光学透过率等参数进行了表征.实验结果表明,制备的大面积自支撑金刚石厚膜均匀完整,相关性能参数达到较高水平,具有较好质量.热学级金刚石膜的生长厚度超过5 mm,生长速率达到12.5 μm/h;室温25℃热导率2010W·m-1 ·K-1,180℃条件下的热导率仍达到1320 W·m-1·K-1;室温25.4℃时线膨胀系数为1.07×10-6℃-1,300℃时升高至2.13×10-6℃-1.光学级金刚石膜的生长厚度接近1 mm,生长速率约为2.3 μm/h,厚度偏差小于±2.7;;双面抛光后的金刚石膜厚度约为700 μm,其Raman半峰宽为2.0 cm-1,PL谱中未出现明显与氮相关的杂质峰;其光学吸收边约为223 nm,270 nm处的紫外透过率接近60;,在8～25 μn范围内的光学透过率超过70;.

AlN的MOCVD生长中表面吸附的量子化学研究

牛楠楠;左然

2019, 48(7): 1268-1274.

摘要 ( 6 )

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利用量子化学的密度泛函理论(DFT),对AlN的MOCVD生长中表面反应前体MMAl、DMAlNH2分别在理想、NH2覆盖AlN (0001)-Al面的吸附进行研究.通过分析表面吸附位、吸附能、分波态密度图等,确定可能的稳定吸附结构和吸附倾向.研究发现:在理想和NH2覆盖的AlN(0001)-Al面,MMAl吸附在T4位和H3位,吸附概率相近,MMAl与表面形成3个Al-Al8键(理想AlN表面)或3个Al-N8键(NH2覆盖的AlN表面).在理想AlN表面,DMAlNH2吸附在Top-Top位,与表面形成N-Al8键和Al-Al8键;在NH2覆盖的AlN表面,DMAlNH2吸附在Top位,与表面形成Al-N8键.对比两种粒子在理想和NH2覆盖表面的吸附能,发现在理想表面DMAlNH2的吸附能大于MMAl,即DMAlNH2优先吸附;在NH2覆盖表面,MMAl的吸附能明显大于DMAlNH2,即MMAl优先吸附.

硒化镉纳米线在应力作用下的第一性原理研究

姜豹;汪礼胜;曹功辉;陈凤翔

2019, 48(7): 1275-1280.

摘要 ( 11 )

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基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了不同横向尺寸的硒化镉(cdse)纳米线在拉伸和压缩单轴应力作用下的能带结构、载流子(电子和空穴)的有效质量以及迁移率的变化.计算结果表明,CdSe纳米线在施加应变或改变横向尺寸时,均表现为直接带隙半导体.随着压缩应变(0;～-10;)和拉伸应变(2;～10;)的增加,CdSe纳米线的带隙逐渐减小,但横向尺寸小的纳米线的带隙相对宽些.导带底电子迁移率随着应变从-10;至10;变化而逐渐减小,而价带顶空穴迁移率在施加应变从4;至10;变化时也缓慢减小.直径为1.2 nm的CdSe纳米线在施加的压缩应变为-10;时,电子和空穴迁移率最大,分别为2890em2·V-1·s-1和2273 cm2·V-·s-1.因此,横向尺寸较小的CdSe纳米线在合适的压应力调控下有望成为一种制备高性能新型纳米电子器件的候选材料.

不同膜厚对SiO2光子晶体形貌及光学性能的影响

闫刚印

2019, 48(7): 1281-1286.

摘要 ( 9 )

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利用改良的St6ber法制成了粒径均一的SiO2胶体颗粒,胶体微球颗粒平均粒径为200 nm.保持SiO2悬浮液体积分数相同,对双基片自组装垂直沉积进行改造,改变夹层厚度,沉积得到厚度不同的SiO2光子晶体薄膜.利用扫描电子显微镜观察了膜厚不同的SiO2光子晶体薄膜样品的表面以及断面微观形貌,测试了样品的光反射性能,此外还讨论了光子晶体薄膜厚度对样品表面的形貌以及样品光反射性能带来的影响.

基于沉积温度优化和后退火工艺改善a-Si∶H/c-Si界面钝化质量的研究

王楠;梁芮;周玉琴

2019, 48(7): 1287-1292.

摘要 ( 13 )

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a-Si∶H薄膜作为钝化层,在提高硅异质结太阳能电池效率方面发挥关键作用,工业化生产中通常采用PECVD法制备制备a-Si∶H薄膜.在本文中,首先对关键工艺参数如沉积温度进行了优化,并在160℃下获得了最佳的钝化效果.接着,通过傅里叶变换红外光谱法对a-Si∶H薄膜的微结构进行表征,以探索其钝化机理:低温下制备的a-Si∶H薄膜氢浓度高并有微空洞,从而影响钝化效果;高温下制备的a-Si∶H薄膜消除了微空洞而明显改善钝化质量.但是,过高的沉积温度又会导致a-Si∶H薄膜中微空位的产生从而影响钝化效果.此外,对比了两种典型后退火工艺对钝化效果的影响:一种是基于200℃退火10 min,一种是基于450℃退火30 s,并对相关钝化机理进行了研究.结果表明,第二种退火方式明显改善样品的钝化效果,主要原因是该退火消除了低温沉积样品中的微空洞和高温沉积样品中的微空位.最后,通过透射电镜研究了退火后的a-Si∶ H/c-Si界面微结构,并未观察到影响钝化效果的外延生长.

半固态处理对Al-50wt;Si合金初晶硅形貌的影响研究

强璐;高昂;赵旭;祁雪燕;梁森;李海波;高忙忙

2019, 48(7): 1293-1297.

摘要 ( 7 )

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提高初晶硅的收率是Al-Si合金法制备太阳能级多晶硅的研究热点之一.本文对成分为Al-50wt; Si合金在580℃进行半固态热处理,分析初晶硅的形貌以及Al元素含量的变化.结果表明:随半固态处理时间的增加,初晶硅的尺寸逐渐增大,其原因是在熟化机制的作用下,尺寸为0.15～0.7 mm的初晶硅的含量显著增加,这一结果导致初晶硅的收率高于理论收率.同时,经过半固态热处理,片状初晶硅之间的富Al层容易酸洗去除,降低了初晶硅中的Al含量.

锌(Ⅱ)的一维配合物合成、晶体结构及其荧光性能研究

左明辉;沈金铭;徐杰;尹乾柱;崔术新

2019, 48(7): 1298-1302.

摘要 ( 6 )

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通过回流加热法以吡啶-2,3-二羧酸(2,3-PDC)和2-甲基咪唑(DMIM)配体与金属Zn(Ⅱ)离子反应合成了配合物[Zn(2,3-PDC)(H2O) (DMIM)·H2O]n(1),用IR、热重分析和X-射线单晶衍射对配合物结构进行表征.X-射线研究结果显示配合物1中锌离子通过2,3-PDC配体桥联形成一维链结构.荧光光谱测量显示配合物的最大发射波长为473 nm.

碱金属碘化物后处理制备大晶粒CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜,

苌瑞广;谷锦华;张景研;朱志立;郜小勇

2019, 48(7): 1303-1307.

摘要 ( 19 )

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有机-无机杂化钙钛矿太阳电池作为一种低成本、高效的光伏技术具有巨大的发展潜力,制备大晶粒、致密的钙钛矿吸收层仍然是获得高效钙钛矿太阳电池的关键因素.本文采用简单碱金属碘化物(NaI,KI,CsI)后处理方法诱导CH3NH3PbI3薄膜二次结晶,成功制备了微米级大晶粒、致密的CH3 NH3 PbI3钙钛矿薄膜.与KI相比,NaI和CsI更有利于促进钙钛矿薄膜晶粒长大.并且碱金属碘化物后处理能够钝化晶界,降低钙钛矿薄膜内的缺陷.最后,碱金属掺杂对CH3NH3PbI3带隙的影响很小,不改变其接近单节电池带隙的最优值.因此,碱金属碘化物后处理是进一步提高钙钛矿太阳电池的有效方法.

基于甲胺铅碘钙钛矿太阳电池中有效载流子产率的厚度拟合优化分析

刘桂林;张忠扬;席曦;东为富;陈国庆;朱华新

2019, 48(7): 1308-1313.

摘要 ( 15 )

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有机金属钙钛矿太阳电池已经吸引了科研界广泛的研究热情,然而,钙钛矿太阳电池的发展仍需要持续的研究,这其中,活性层最优厚度的优化仍依赖大量的实验研究,这种方式耗费巨大的财力、物力及人员时间和精力,而对于活性层厚度优化与光电子产率之间的关系仍缺乏相应的理论研究.本文提出了一种有效载流子产率的概念,并利用光学传输矩阵方程,对其进行厚度的优化拟合.通过计算发现,当光子流密度处于AM1.5G条件下时,各功能层的厚度均对钙钛矿太阳能电池的有效载流子产率有很大的影响.研究显示,在反式器件结构中,当空穴传输层与电子传输层的厚度分别为55 nm及40nm时,器件的光电转换效率最优.该方法为加快钙钛矿太阳能电池的优化提供了一种快速有效的手段.

g-C3N4/ZnO复合材料的制备及其光催化性能分析

董曼茹;余欣佳;余健;林文松

2019, 48(7): 1314-1319.

摘要 ( 161 )

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以尿素和乙酸锌为前驱体,采用水热法制得不同ZnO含量的光催化复合材料石墨相氮化碳/氧化锌(g-C3N4/ZnO),采用TEM、XRD、UV-Vis、FT-IR、PL等分析方法对所得催化剂进行了表征和分析.结果表明,ZnO颗粒附着于多孔片层状的g-C3N4之上形成g-C3N4/ZnO复合材料,降低了g-C3N4的禁带宽度,增加了g-C3 N4对可见光的吸收,以及光生电子-空穴对的分离几率.以可见光驱动亚甲基蓝的降解实验为探针反应检测催化剂的光催化性能,结果表明,质量比为3∶2的g-C3N4/ZnO复合材料表现最优光催化性能,其可在120 min内降解92;的亚甲基蓝,其光催化降解速率为g-C3N4单体的2.8倍.

α-Ni(OH)2三维花状纳米结构构建及其电化学性能研究

刘文文;朱鹏程;向康宁;黄杰;姚丹

2019, 48(7): 1320-1325.

摘要 ( 8 )

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通过水热合成实现三维花状纳米结构α-Ni(OH)2和正多面体结构Ni(HCO3)2的制备,研究其特殊形貌对电极材料充放电性能的影响.结果表明:三维花状纳米结构的电极材料比电容较高,电流密度为2.0A·g-1时,比电容最高为1212.12 F·g-1,电流密度为1.0A·g-1时循环10000次后的容量保持率为76;.由于α-Ni(OH)2三维花状结构中较薄的纳米片厚度,极大的增加了活性物质与电解液的接触面积,为电解液中离子顺畅进出材料内部提供了便利,使得赝电容反应更加充分,有利于电化学性能的迅速提升.

含氟催化剂对莫来石晶须各向异性生长过程的影响研究

张海鸿;段晓卡;于方丽;唐健江;谢辉;张阔

2019, 48(7): 1326-1330.

摘要 ( 5 )

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基于溶胶-凝胶化学前驱体粉末烧结工艺,本文对比了固态氟化铝和液态氢氟酸两种含氟催化剂对莫来石晶须各向异性生长过程的影响,并初步探索了两种催化剂的作用机理.采用扫描显微镜形貌分析和X射线衍射物相分析,研究了催化剂含量对晶须形貌、催化剂种类对相变过程的影响规律,并据此推测出5个反应方程式.结果表明液态HF的作用温度更低、催化效率更高、晶须形貌更均匀.

二氧化锰添加剂对莫来石相发育及性能影响

翟跃峰;武雅乔;柴跃生;田玉明;王凯悦;力国民;周毅

2019, 48(7): 1331-1335.

摘要 ( 3 )

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以氧化铝和二氧化硅作为原料,二氧化锰作为添加剂,在烧结温度1300℃时,研究了不同二氧化锰添加量制备所得试样的结构和性能,通过对试样物相组成、显微结构、体积密度、显气孔率和抗折强度五方面的分析,研究了二氧化锰作为添加剂对莫来石相的形成、发育和性能的影响,并分析了莫来石相形成和发育过程中二氧化锰的作用机理.结果表明:MnO2的添加能促进固相烧结反应,降低烧结温度,抑制石英相的生长,促进莫来石相的形核和发育.同时在烧结过程中Mn4+能够加快晶粒生长.

CaO-MgO-Al2O3-Fe2O3-B2O3-SiO2系微晶釉的制备

吴玉敏;王江博;王留召;周爱国

2019, 48(7): 1336-1340.

摘要 ( 4 )

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通过引入B2O3以降低烧成温度,利用赤泥中的Fe2O3为着色剂,在1150℃左右低温烧成制备了CaO-MgO-Al2O3-Fe2O3-B2O3-SiO2系微晶釉.赤泥的加入量为20;左右时,釉面具有良好的装饰效果和显微硬度.利用XRD、SEM研究了釉的物相及显微组织.结果表明,釉中析出的微晶是普通辉石,微晶的含量随MgO及CaO的含量增加而增加,而提高Al2O3含量则抑制微晶的析出.

前驱体转化法制备TiSi2/YSZ陶瓷涂层

孔诚;朱亚平;王帆;齐会民

2019, 48(7): 1341-1349.

摘要 ( 6 )

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采用聚硅氮烷前驱体作为基体,添加惰性填料(YSZ)和活性填料(TiSi2)制备涂层浆料,在310s不锈钢表面利用前驱体转化法制备TiSi2/YSZ陶瓷涂层.通过TGA、XRD和SEM对涂层的物相组成和微观形貌进行了表征,并研究了TiSi2含量对涂层的隔热性能以及耐高温性能的影响.结果表明,所制备的涂层厚度在15～35μm之间,由于前驱体树脂裂解过程中的体积收缩,未添加TiSi2的涂层表面分布有大量裂纹且涂层部分脱落.裂解过程中,TiSi2氧化生成TiO2与SiO2后可使TiSi2体积膨胀,弥补了前驱体树脂的体积收缩.因此随着TiSi2含量的增加,涂层脱落面积减少,表面裂纹密度降低,当TiSi2的体积分数达41;时,涂层内部无裂纹产生,该涂层样品在1200℃氧化25 h后金属基底氧化增重降低88.8;,并表现出良好的隔热性能和抗热震性能.

添加剂对发泡法制备镁质多孔材料性能及微观结构的影响

韩基铄;李国华;陈树江;高慧楠;袁林

2019, 48(7): 1350-1355.

摘要 ( 4 )

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选用高纯镁砂(d50≤0.074 mm)为主要原料,以TiO2、B2O3为添加剂,以油酸钾为发泡剂制备镁质多孔材料,于1580℃烧成并保温3h,采用XRD、SEM等手段对烧后试样的物相组成和显微结构进行表征.结果表明:添加TiO2和B2O3均使试样的体积密度和筒压强度随着添加剂含量的增加而增加,添加TiO2的试样增加幅度大于添加B2O3的试样.随着TiO2含量的增加,方镁石晶格常数降低,随着B2O3含量的增加,方镁石晶格常数增大;添加TiO2的试样主晶相为方镁石,有硅酸盐相和钛酸钙生成,添加B2O3的试样,只有方镁石相;随着TiO2含量的增加,试样中的气孔分布变得均匀,孔径减小,孔壁越来越厚,当TiO2添加量超过2;时,试样中的气孔数量开始减少,有部分小气孔消失,随着B2O3含量增加,气孔减少,孔径变小,生成的白色硅酸盐液相位于方镁石晶粒间.

分层分区布料工艺制备轻质保温发泡陶瓷的研究

赵威;王竹;戴永刚;张国涛;南宁

2019, 48(7): 1356-1359.

摘要 ( 3 )

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目前采用固体废弃物制备轻质保温发泡陶瓷成为研究热点,但关于发泡陶瓷布料工艺的研究寥寥无几.本文采用钼尾矿为主要原料,分别加入不同含量发泡剂SiC,然后采用分层分区布料方式烧制轻质保温发泡陶瓷.研究发泡剂含量、布料工艺对发泡陶瓷试样性能的影响.最终制得发泡均匀,体积密度0.44 g/cm3,抗压强度3.9 MPa,导热系数0.15 W/(m·k)的发泡陶瓷试样.本研究采用分层分区布料工艺烧制发泡陶瓷,为缩短发泡陶瓷烧成周期提供了一条可行的途径.

Fe2O3对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃介电性能的影响

张春霖;王海;高新宇;李静

2019, 48(7): 1360-1364.

摘要 ( 4 )

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以化学纯试剂为原料采用高温熔融法制备MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)系微晶玻璃,利用差热分析仪(DSC)、X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)以及介电检测等手段对Fe2O3在MAS系微晶玻璃中介电性能的影响进行探究.结果表明:Fe2O3有降低微晶玻璃核化和晶化温度的作用;随着Fe2O3的加入,试样的主晶相由堇青石向镁铝尖晶石转变,试样的介电常数和介电损耗逐渐减小并且电阻率增高;当Fe2O3的添加量大于6;时,微晶玻璃的介电性能变化不大,趋于稳定.

催化剂、温度和保护气体对微硅粉合成碳化硅晶须的影响

李青翠;陆俊宇;张鹏

2019, 48(7): 1365-1371.

摘要 ( 4 )

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以工业废弃物微硅粉为硅源,石墨为碳源,硼酸为催化剂,采用碳热还原法制备碳化硅晶须.通过XRD及SEM对合成产物的物相及形貌进行分析,探讨了碳源、合成温度、催化剂加入量和保护气体对合成碳化硅晶须的影响.结果表明:选择石墨为碳源可成功制备出碳化硅晶须;合成温度为1550℃和1650℃时,所制备的晶须呈直线状,表面平直光滑,而当温度为1600℃时,晶须呈竹节状;以氮气为保护气体,催化剂的含量为5; ～ 6;时,合成的晶须的产率最高,且品质好,晶须在氮气中的生长机理推测为气固机理.该合成方法为工业废弃物微硅粉的高质化利用提供了一条切实可行的路线.

沈德忠先生与人工晶体

2019, 48(7): 1372.

摘要 ( 3 )

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