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2020年 第49卷 第10期
刊出日期：2020-10-15

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征稿简则

2020, 49(10):  4. 

摘要 ( 8 )   PDF (3986KB) ( 12 )  

相关文章 | 计量指标

MPCVD单晶金刚石初始及断续生长界面的表征与分析

李一村;舒国阳;刘刚;郝晓斌;赵继文;张森;刘康;曹文鑫;代兵;杨磊;朱嘉琦;曹康丽;韩杰才

2020, 49(10):  1765-1769. 

摘要 ( 75 )   PDF (3860KB) ( 56 )  

相关文章 | 计量指标

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术制备的大尺寸、高质量单晶金刚石材料具备卓越的物理化学性能,在珠宝、电子、核与射线探测等消费品、工业和国防科技领域极具应用前景.研究发现在化学气相沉积单晶金刚石生长过程中,在衬底与外延层之间,以及生长中途停止-继续生长的生长层之间出现明显的界面区.本文采用偏光显微镜、拉曼光谱、荧光光谱(PL)等手段对界面区域进行了测试分析,界面区在偏光显微镜下表现出因应力导致的亮区,且荧光光谱(PL)及其线扫描显示该区域的NV色心含量远高于衬底及其前后外延层,表明该界面区具有较高的缺陷和杂质含量.结果表明在生长高品质单晶金刚石初期就应当采取一定手段进行品质调控,并尽量在一个生长周期内完成制备.

硼、氮共掺杂金刚石的高温高压退火研究

陈宁;张国庆;徐刚;黄国锋;周振翔

2020, 49(10):  1770-1775. 

摘要 ( 93 )   PDF (4706KB) ( 47 )  

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本文通过温度梯度法在5.5 GPa和1300℃的条件下合成了硼、氮共掺杂金刚石单晶.随后分别在5.0 GPa,2000℃和2100℃的条件下对合成金刚石进行了高温高压(HPHT)退火处理.傅里叶红外光谱(FT-IR)测试表明高温高压退火后晶体内部单一替代形式的C心氮转变成了聚集态A心氮,且随着退火温度的升高A心氮的含量提高.晶体内部带正电荷的氮离子N+的含量并未受到退火处理的影响.经过高温退火后晶体内部出现了NV0和NV-色心,但是继续提高退火温度时NV色心消失.高温高压退火并未对金刚石晶体的结构及内应力产生明显的影响.高温高压退火处理后金刚石晶体的热稳定性能提高,其起始氧化温度、剧烈氧化温度以及质量急剧减少的温度点分别提高了65℃、55℃以及61℃.本文对高温高压退火处理应用到硼、氮共掺杂金刚石提供了指导.

点籽晶定向生长70%DKDP晶体的研究

胡子钰, 张敏, 林秀钦, 祁英昆, 卢俊业, 李静雯, 郑国宗

2020, 49(10):  1776-1781. 

摘要 ( 57 )   PDF (2865KB) ( 41 )  

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磷酸二氢钾(KDP)类晶体快速生长主要采用点籽晶快速生长方法,三维生长的点籽晶不可避免的会使晶体产生柱锥交界线,从而影响晶体的性能和质量.本文通过所设计的载晶架,改进传统点籽晶快速生长方法,采用点籽晶定向生长方法,成功生长出磷酸二氘钾晶体(70%DKDP),避开生长晶体中的柱锥交界线取片,并对其氘含量、透过率、抗激光损伤性能以及光学均匀性等指标进行了测试.结果表明:所生长的晶体氘含量符合设计要求,晶体透过率和抗激光损伤性能和传统点籽晶快速生长晶体保持一致.光学均匀性结果表明样片内部无柱锥交界线,对于大口径70%DKDP晶体的生长具有指导意义.

一种弯曲主导型热膨胀点阵超材料的带隙特性研究

刘成龙;许卫锴;吕树辰;祁武超

2020, 49(10):  1782-1786. 

摘要 ( 45 )   PDF (2593KB) ( 26 )  

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当前科技的发展对材料的多功能性提出了更高的要求.本文利用有限元法针对一种具有三角晶格的弯曲主导型热膨胀点阵超材料(JTCLM)进行了带隙研究,并讨论了几何参数对JTCLM单胞带隙的影响.结果表明,当JTCLM单胞存在弯曲曲率时将会产生带隙,且材料的几何参数对JTCLM点阵复合材料的带隙具有显著的影响.结果为实现热膨胀/带隙双目标的超材料设计提供了理论基础.通过合理的选材和形状设计,有望实现特定膨胀性质和带隙设计的双目标共赢,使材料具有更好的可调谐性和多功能性.

碳化硅邻晶面外延生长机制的动力学蒙特卡罗模拟

石爱红;李源;艾文森

2020, 49(10):  1787-1793. 

摘要 ( 46 )   PDF (12582KB) ( 56 )  

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用动力学蒙特卡罗方法研究了3C-SiC(111)邻晶面的外延生长机制.生长温度、沉积速率和平台宽度对邻晶面外延生长模式有着重要的影响.模拟结果显示:在温度较低的情况下,晶体表面离散的分布着数量众多的晶核,其生长模式为二维岛核生长模式.当生长温度升高时,岛核主要分布于台阶边缘,晶体生长方式则转变为台阶推进与岛核成长共生的生长模式.其次,在沉积速率较低时,晶体主要生长方式为台阶推进模式,随着沉积速率增加,晶体生长模式则转变为二维岛核生长模式.最后,岛核密度随平台宽度的增加而增加,在较低温度下,平台宽度对岛核密度的影响更加明显.

6H-SiC单晶的中子辐照损伤及其退火特性研究

黄丽;阮永丰

2020, 49(10):  1794-1799. 

摘要 ( 48 )   PDF (2796KB) ( 32 )  

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用剂量为1.72×1019 n/cm2和1.67×1020 n/cm2的中子对掺氮6H-SiC单晶进行辐照,利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等方法研究了辐照引起的晶格损伤及随退火温度的回复过程.结果表明:中子辐照产生的大量缺陷使SiC的光吸收明显增加;光学带隙能随辐照剂量的增加而降低,这与禁带中引入的局域态缺陷能级有关.光吸收边出现强烈的连续吸收可能归因于辐照产生的不同类型缺陷簇或局部非晶区域的光散射.对两个剂量辐照的样品进行室温到1600℃的等时退火,发现两个剂量辐照产生的晶格损伤所需的退火回复温度不同,但退火回复过程都呈现出以800℃为转折点的两个相同阶段.

Ti含量对溶胶-凝胶法制备Ti、Ga共掺ZnO薄膜性能的影响

王瑞;孙宜华;黄龙;敖来远;方亮;骆秋子

2020, 49(10):  1800-1806. 

摘要 ( 20 )   PDF (5988KB) ( 17 )  

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采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上沉积纳米结构Ti、Ga共掺ZnO薄膜(TGZO,Ga掺杂量为1.0;(原子分数,下同)),用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分光光度计(UV-Vis)、四探针测试仪、霍尔效应测试仪研究了Ti含量对TGZO薄膜的物相组成、表面形貌、电学和光学性能的影响.结果表明:所有TGZO薄膜均表现出六方纤锌矿的多晶结构,并具有(002)择优取向生长,在380～780 nm波长范围内具有良好的透射率(>86;);随着Ti含量的增加,TGZO薄膜的晶粒尺寸和可见光平均透射率均先增加后减小,而光学带隙和电阻率先减小后增加;Ti掺杂量为1.0;时,具有最高的可见光透射率92.82;,最窄的光学带隙3.249 eV,以及最低电阻率2.544×10-3Ω·cm.

溅射硒化物靶与金属单质靶制备Cu2 ZnSnSe₄薄膜及电池的比较研究

李祥, 王书荣, 廖华, 杨帅, 李新毓, 王亭保, 李晶金, 李秋莲, 刘信

2020, 49(10):  1807-1813. 

摘要 ( 25 )   PDF (3829KB) ( 19 )  

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采用磁控溅射SnSe-ZnSe-Cu硒化物靶和Sn-Zn-Cu金属单质靶的方法制备两种Cu2 ZnSnSe4(CZTSe)预制层,并将两种预制层采用相同的硒化工艺制备出CZTSe薄膜吸收层.分别采用XRD、Raman、SEM、EDS等分析了薄膜的晶体结构、相的纯度、表面及截面形貌和元素组分,结果发现采用硒化物靶制备的CZTSe吸收层薄膜更为平整致密且无明显孔洞.同时采用Hall测试和J-V测试对太阳电池薄膜的电学性质进行了表征,结果表明硒化物靶制备的CZTSe太阳电池的电流密度以及光电转化效率要高于金属单质靶,金属单质靶制备的CZTSe薄膜电池的开路电压为356 mV,短路电流密度为20.61 mA/cm2,光电转换效率为2.18;,而硒化物靶制备的CZTSe薄膜电池的开路电压为354 mV,短路电流密度为28.41 mA/cm2,光电转换效率为3.33;.

化学溶液法制备GdBa₂Cu₃O_7-x超导薄膜的研究

何东, 童靓, 徐文博, 胡文鹏, 程大伟, 徐重建

2020, 49(10):  1814-1818. 

摘要 ( 31 )   PDF (2460KB) ( 26 )  

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将乙酸盐溶解在丙酸中获得无氟的前驱溶液,利用化学溶液沉积(CSD)法在LaAlO3(LAO)(100)单晶衬底上外延生长出GdBa2 Cu3 O7-x(GdBCO)超导薄膜.研究了不同退火温度下获得的薄膜的物相、取向、形貌以及超导电性.结果表明:在817℃下合成的GdBCO薄膜具有很好的双轴取向,其超导转变温度(Tc)为92.5 K;在77 K和自磁场下,临界电流密度(Jc)达到1.33 MA/cm2.

Al液滴在GaAs表面的熟化行为研究

李耳士;黄延彬;郭祥;王一;罗子江;李志宏;蒋冲;丁召

2020, 49(10):  1819-1824. 

摘要 ( 21 )   PDF (5138KB) ( 16 )  

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为探究Al液滴在GaAs表面的熟化行为,利用液滴外延法在GaAs衬底表面制备Al液滴.在零As压环境下,通过控制退火时间有效控制Al液滴的生长、成核.结合热力学原理和晶体生长理论对样品形貌变化现象进行物理解释,构建出液滴形貌变化过程中熟化、刻蚀和扩散行为的基本模型.理论计算表明,液滴在熟化行为达到退火239 s的平衡点后,被向下刻蚀和向外扩散两个行为同时消耗.

Eu3+,Tb3+共掺杂的NaGd(WO4)2颜色可调荧光粉的水热合成及发光性质研究

翟永清;姜龙太;邓德芮;汪威澳;陈湘匀;吴晗

2020, 49(10):  1825-1830. 

摘要 ( 35 )   PDF (4965KB) ( 26 )  

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在不添加任何模板剂的情况下,采用温和水热法,制备了一系列NaGd0.96-x(WO4)2:0.04Tb3+,xEu3+(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18)荧光粉.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光分光光度计分别对所得样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行分析表征.结果表明:所合成的样品为NaGd(WO4)2的纯相,属四方晶系白钨矿结构.其形貌为规整的四方盘形,尺寸均一、分散性良好.系列样品均能被近紫外光有效激发,通过改变NaGd(WO4)2中Eu3+/Tb3+的掺杂浓度,实现了对荧光粉发光颜色由绿色到红色的全色调控.

有序氮掺杂介孔碳的水热自组装合成及其CO2吸附性能研究

宛霞;肖惠宁;刘洁

2020, 49(10):  1831-1840. 

摘要 ( 22 )   PDF (15654KB) ( 30 )  

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以Pluronic F127为软模板,三聚氰胺和尿素为氮源,通过无需预聚合的一步水热协同自组装法制备了有序氮掺杂介孔碳CO2吸附剂.采用N2吸附/脱附、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等多种表征手段考察了吸附剂的结构及表面特性.测定了不同温度下CO2和N2在有序氮掺杂介孔碳上的吸附等温线,应用多种吸附等温模型(Langmuir、Freundlich、Temkin、Dual-site Langmuir(DSL)模型)进行了拟合分析,并结合IAST模型预测了吸附剂在模拟烟气中的CO2/N2吸附选择性.结果表明,有序氮掺杂介孔碳具有较大的比表面积(可达498.6 m2/g)、高度有序的介观结构(P6mm空间群)以及较高的氮含量,其中氮元素以多种形式均匀掺杂在碳骨架中.研究发现,有序氮掺杂介孔碳对CO2和N2的吸附高度符合DSL吸附等温模型.此外,氮含量更高的NOMC-M具有更大的CO2吸附量(0℃,3.55 mmol/g;25℃,2.67 mmol/g)和CO2/N2吸附选择性(>40),且在连续CO2吸附/脱附循环测试后仍可保持良好的再生稳定性.

Ag/g-C3N4纳米片的制备及可见光催化抗菌性能研究

李娟;赵丹;管首江;刘向荣;徐秋月;马占强

2020, 49(10):  1841-1847. 

摘要 ( 41 )   PDF (6337KB) ( 26 )  

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在液相超声剥离制备g-C3 N4纳米片的基础上,通过光照还原法负载Ag纳米颗粒,成功构筑Ag/g-C3 N4纳米片,通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔分析仪(BET)和瞬态光电流等方法对制备的样品进行表征,考察可见光下杀灭E.coli能力以表征其光催化活性,并通过改进的Hom模型对样品的光催化抗菌动力学进行研究.研究结果表明,3;Ag/g-C3 N4纳米片具有最优的光催化抗菌活性,光催化抗菌曲线拟合的k2值是体相g-C3 N4的2.99倍,是3;Ag/体相g-C3 N4的1.45倍.大的比表面积和良好的光生载流子分离效率是3;Ag/g-C3 N4纳米片具有优异光催化抗菌活性的主要原因.

还原氮化温度对氮化铌纳米管组成、结构与电化学性能影响研究

王学沛;呼世磊;崔帅;吕东风;许靓玥;魏恒勇;崔燚;陈越军;魏颖娜;卜景龙

2020, 49(10):  1848-1856. 

摘要 ( 20 )   PDF (11787KB) ( 17 )  

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以铌箔为基底,用阳极氧化法结合氨气还原氮化法制备出氮化铌纳米管,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等结构表征手段和循环伏安法(CV)、充放电(GCD)和交流阻抗法(EIS)等电化学测试手段研究了还原氮化温度对纳米管的物相、形貌以及电化学性能的影响.结果表明,还原氮化后出现了氮化铌物相,以氧氮化铌固溶体形式存在,当还原氮化温度为700℃时,氮化铌纳米管阵列结构均匀,纳米管的孔内径约为35 nm,管壁厚度约为12 nm,纳米管长度约为1.5μm,样品中内在阻抗和电荷转移电阻较小,在电流密度为0.1 mA/cm2时,其比电容为400μF/cm2.

建筑环境下基于ZnO纳米线甲醛气体检测传感器的研究

张阿梅

2020, 49(10):  1857-1862. 

摘要 ( 17 )   PDF (3390KB) ( 15 )  

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为了检测建筑物室内甲醛,用ZnO纳米线作为监测甲醛的目标物.以氯化锌(ZnCl2)和柠檬酸钠(C6 H5 Na3 O7)为原料,使用水热法合成ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对制备出的ZnO纳米线的晶体结构和微观形貌进行表征.结构表征结果表明,所制备出的ZnO纳米线结晶良好、纯度较高,平均直径为(39±10)nm,其长度约为400 nm,且分散良好.将所制备的ZnO纳米线涂覆在陶瓷管上,组装成气敏元件并对其进行系统的气敏特性研究.气敏检测结果表明,基于ZnO纳米线的气体传感器对HCHO气体具有优异的气敏性能.该传感器在125℃时对50×10-6的HCHO气体获得最大灵敏度15.2,同时展现出了优良的稳定性、重现性以及选择性.

多孔碳化棉复合SnO2锂离子电池负极材料的制备及性能研究

巩柯语;张涛;闫雷;高峰;苗洋

2020, 49(10):  1863-1869. 

摘要 ( 22 )   PDF (7640KB) ( 20 )  

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以脱脂棉为原料通过Mg2+模板法获取多孔碳化棉结构,再通过水热法在其表面及内部孔隙负载SnO2颗粒,获得多孔碳化棉与SnO2颗粒的复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、X射线衍射分析(XRD)分析材料的微观形貌,利用循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)测试评价其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,通过Mg2+模板法获取负载有SnO2颗粒的多孔碳化棉结构作为负极材料时,在300 mA/g的电流密度下,其容量在100圈后仍维持在500 mAh/g,是一种前景较为理想的锂离子电池负极复合材料.

冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成Li1.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料及电化学性能改善研究

段文杰;江友良;刘赛求;廖启军;向延鸿;吴贤文;熊利芝;何则强

2020, 49(10):  1870-1876. 

摘要 ( 27 )   PDF (6681KB) ( 24 )  

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采用冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成富锂锰基Li1.2 Ni0.2Mn0.6O2正极材料,并将其结构、形貌以及电化学性能与传统溶胶凝胶法合成的材料进行比较.X射线衍射(XRD)结果表明,通过冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2粉末阳离子混排程度更低,冷冻干燥工艺的参与可以改善晶体结构.扫描电镜(SEM)照片分析表明,与溶胶凝胶样品相比较,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成样品的颗粒团聚程度较低.电化学性能测试结果表明,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的材料具有更好的倍率性能和循环性能.除此之外,电化学交流阻抗测试(EIS)结果表明,冷冻干燥辅助溶胶凝胶法合成的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2电荷转移电阻低于溶胶凝胶法制备的材料,增强了反应动力学.

CNTs/SBS/PANI复合电极材料的制备与电化学性能研究

牛丽丽

2020, 49(10):  1877-1882. 

摘要 ( 21 )   PDF (4548KB) ( 17 )  

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本文以过硫酸铵为引发剂,植酸为掺杂酸,在溶液中原位聚合合成了碳纳米管(CNTs)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)/聚苯胺(PANI)复合电极材料.通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对电极材料的结构和微观形貌进行了表征.通过循环伏安法(CV)、交流阻抗谱(EIS)、恒电流充放电(GCD)等电化学手段对材料的电化学性能进行了表征.结果表明:与SBS/PANI复合材料相比,CNTs/SBS/PANI复合电极材料具有更高的比电容、循环稳定性和倍率性能.当CNTs的加入量占苯胺单体质量百分比为3;,在扫描速率为5 mV/s时,CNTs/SBS/PANI复合电极材料的比电容最大为356.7 F/g.

质子辐照下高效太阳电池输出特性及结构的优化研究

葛笑寒;张磊

2020, 49(10):  1883-1888. 

摘要 ( 32 )   PDF (6648KB) ( 21 )  

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利用TCAD半导体器件仿真软件,详细分析了低能(1.8 keV)质子辐照剂量对低轨道卫星用高效插指背结背接触(IBC)单晶硅太阳电池转换效率的影响.通过转换效率及其退化特点的对比,得到质子辐照剂量与复合中心密度、陷阱密度之间的对应关系.在不同的质子辐照剂量情况下,深入分析了前表面场(FSF)结构和前表面浮空发射区结构(FFE)对太阳电池短路电流密度、开路电压及转换效率的影响,为质子辐照条件下太阳电池前表面结构提供了设计依据.仿真结果表明:当质子辐照剂量小于1×109 cm-2时,随着质子辐照剂量的增大,太阳电池转换效率几乎不变.当质子辐照剂量一定时,存在最优的FSF和FFE的掺杂浓度,使得太阳电池转换效率最高.在质子辐照剂量为0 cm-2和1×1010 cm-2时,FFE结构对应的峰值转换效率略低于FSF结构的情况.在质子辐照剂量为1×1011 cm-2时,FFE结构对IBC太阳电池转换效率的改善效果明显优于FSF结构的情况.

可控化学腐蚀法制备碳化硅量子点及其表面修饰

康杰;宋月鹏;孙为云;丁紫阳;李连荣;焦璨;雷腾飞

2020, 49(10):  1889-1895. 

摘要 ( 23 )   PDF (5922KB) ( 19 )  

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通过可控的化学腐蚀法完成了对碳化硅量子点的制备,而后经超声空化作用及高速层析裁剪获得水相的碳化硅量子点溶液,利用化学偶联法,一步实现了SiC量子点的表面物化特性调控.通过对制备工艺参数调整前后量子点微观形貌、光谱特性的表征,结果表明:腐蚀次数、腐蚀剂组分及腐蚀剂配比是影响碳化硅量子点光致发光效率的主要因素,调整腐蚀次数与腐蚀剂组分的配比,同时加入偶联剂分析纯硫酸,当以V(HF):V(HNO3):V(H2 SO4)=6:1:1(体积比)的组分及比例腐蚀球磨后的β-SiC粉体时,制备出的水相碳化硅量子点光致发光相对强度最为理想.同时对碳化硅量子点表面巯基的形成机制与修饰稳定性进行了初步分析.

微波等离子体化学气相沉积设备微波系统的仿真优化与验证

王心洋;曹光宇;黄翀

2020, 49(10):  1896-1903. 

摘要 ( 59 )   PDF (7119KB) ( 67 )  

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微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法产生的等离子体密度高,材料外延生长过程可控性好且洁净度高,是制备高质量金刚石膜的重要方法.基于谐振腔理论和三维全波电磁场仿真,对MPCVD设备微波系统中谐振腔、模式转换器、样品托等影响微波传输效率及电场分布形态的部件进行设计和优化,并通过对微波传输系统关键参量的测试和监控,研究系统调试变量对金刚石外延生长的影响.基于自研的MPCVD设备,实现较高品质金刚石膜的合成,金刚石有效生长区域为?50 mm圆面,外延生长速度10～25μm/h,单晶样品的表征结果显示合成的金刚石透光率接近理论值,材料的结晶程度良好,氮、硅等杂质含量较低.

石墨坩埚厚度对感应加热制备太阳能级多晶硅影响的数值模拟研究

韩博;李进;安百俊

2020, 49(10):  1904-1910. 

摘要 ( 36 )   PDF (11079KB) ( 30 )  

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定向凝固法制备的多晶硅是目前主要的光伏原材料,制备过程中热场结构和硅熔体对流形态对于生长高质量的多晶硅极为重要,本文利用专业晶体生长软件CGSim对制备太阳能级多晶硅用真空感应铸锭炉中的石墨坩埚进行改进并进行了数值模拟,分析了不同石墨坩埚厚度的变化对热场、流场、固液界面、硅晶体应力场以及和V/G值的影响.结果表明,当石墨坩埚厚度为20 mm,可获得良好的对流形态、平坦的固液界面、合理的V/G值等,有利于节约多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质,为生产实践中工艺方案优化及缺陷分析等提供重要的理论依据.

纳米Y2O3悬浮液流变性能及注浆成型研究

常玉坤;王涛;何娇;张雪;连景宝

2020, 49(10):  1911-1916. 

摘要 ( 16 )   PDF (5715KB) ( 18 )  

相关文章 | 计量指标

以比表面积为18.1 m2/g的纳米粉体Y2O3为原料,柠檬酸铵(TAC)作为分散剂制备Y2O3悬浮液,研究TAC含量、pH值、球磨时间及固相含量对Y2 O3悬浮液流变性能的影响.结果表明:加入2.2;(质量分数)的TAC,调节悬浮液的pH值为9.4～11.5,球磨8 h可以获得分散稳定的Y2 O3悬浮液;悬浮液的粘度随固相含量的增加而增大,对不同固相含量的悬浮液进行注浆成型,发现固相含量为33;(体积分数)的悬浮液致密度最高.与传统的模压成型工艺相比,注浆成型得到的坯体中粉体颗粒分散均一.

不同原子堆垛的WC(0001)/TiN(111)涂层界面的结合强度建模与分析

徐少丽;张锁怀;候逸群;祝梦洁

2020, 49(10):  1917-1923. 

摘要 ( 22 )   PDF (6810KB) ( 16 )  

相关文章 | 计量指标

WC(0001)与TiN(111)涂层界面的结合强度取决于其界面性质.本文采用第一性原理讨论WC(0001)与TiN(111)界面的结合能、界面能、电子结构和成键情况.结果表明:(1)在所有考虑的终端界面之中,结合能从大到小依次为C-HCP-Ti界面(9.19 J/m2)、W-OT-Ti界面(4.28 J/m2)、W-OT-N界面(2.98 J/m2).(2)C-HCP-Ti界面存在强共价键,两者结合强度最强.W-OT-Ti界面存在共价键和部分金属键,结合强度次于C-HCP-Ti界面结合强度.对于W-OT-N,其界面结合强度为弱共价键,结合强度相对较弱.(3)在整个ΔμC范围内W-OT-Ti、W-OT-N和C-HCP-Ti三种界面的界面能为负,说明这三种界面具有超高稳定性.

二氧化硅包覆芒硝基相变储能微胶囊制备及性能表征

王洋;铁生年;代鑫;郝保康

2020, 49(10):  1924-1929. 

摘要 ( 23 )   PDF (3856KB) ( 19 )  

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将四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为硅源,芒硝基相变储能微胶囊作为芯材,通过乳液聚合的方法制备了二氧化硅包覆的芒硝基相变储能微胶囊.测得芒硝基相变储能微胶囊的熔化焓和凝固焓分别为136.4 J/g和76.9 J/g,融化和凝固温度分别为23.6℃和17.6℃.微胶囊的核-壳结构减轻了无机水合盐固液分离程度,抑制了相分层现象的发生.在100次循环后,熔化焓为64.3 J/g,具有较好的循环稳定性,可用于热能存储等领域.

Pb的过量值对溶胶-水热法合成钙钛矿型PZT反铁电陶瓷粉体的影响

胡艳华;余占军;王丽霞;宋艳;雷达

2020, 49(10):  1930-1934. 

摘要 ( 23 )   PDF (3510KB) ( 14 )  

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采用溶胶-水热法合成了具有单一钙钛矿结构的PZT反铁电陶瓷粉体.根据课题组前期的实验结果,选取的水热反应温度为180℃,水热反应时间为24 h,矿化剂KOH的浓度为3 mol/L,探讨了Pb的过量值对合成PZT陶瓷粉体的影响.实验发现,Pb的过量值过低,不足以补偿反应过程中Pb的损失量,A位的Pb缺失易导致PZT粉体结晶度的下降,颗粒结晶不完整.随着Pb过量值的增加,颗粒结晶增强,结晶也越完整.当Pb过量增加到10;时,实验获得了结晶良好的PZT粉体.因此,本实验Pb的最佳过量值为10;.

油酸钠改性无水硫酸钙晶须及其机理研究

王明威;曹建新;谢贵明;田生财;陶绍程

2020, 49(10):  1935-1943. 

摘要 ( 34 )   PDF (11522KB) ( 20 )  

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采用油酸钠改性无水硫酸钙晶须(AW),既可以增强无水硫酸钙晶须的疏水性,又可以在晶须表面引入-C=C-增加其功能性.利用晶须在甲基丙烯酸甲酯(MMA)的分散性能探究油酸钠加量、时间、改性温度等因素对改性效果的影响;采用XRD、XPS和DRIFTS探索晶须的吸附及改性机理、Washburn法测定晶须的疏水性能.结果表明随油酸钠用量的增加,分散性能先变好后变差,油酸钠与晶须质量比为1:100时,沉降高度和沉降速度由油酸钠与晶须质量比为1:200时的3.1 cm和0.31 cm/min大幅增加到10.6 cm和1.06 cm/min;分散性能开始出现突变时的油酸钠用量随温度升高而增加;DRIFTS表明油酸钠中的油酸根离子主要以物理吸附和化学吸附的方式与钙离子结合存在于晶须表面,其特征吸收峰分别是1577 cm-1和1540 cm-1的双峰和1547 cm-1的单峰;改性后的晶须疏水性较改性前大幅增加,与水的接触角从改性前的0.04°增加到改性后的77.35°.

废旧锂离子电池三元正极材料的回收与再利用工艺研究进展

谭燚;缪畅;聂炎;肖围

2020, 49(10):  1944-1951. 

摘要 ( 88 )   PDF (1026KB) ( 46 )  

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锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、自放电低等优势在各个领域得到了大量的应用.然而当锂离子电池使用3～5年后,其容量会随着电解液分解等原因而逐渐衰减,进而无法满足产品需求,势必会产生大量的废旧锂离子电池.因此,将其进行合理的回收利用,不仅可以节约资源,而且还能减轻环境的污染.本文综述了废旧锂离子电池回收的工艺步骤,主要包括三元正极材料的预处理工艺、有价金属离子的浸出与分离工艺、三元正极材料的再合成等工艺,并对比了各种工艺的优缺点.在此基础上,指出废旧锂离子电池三元正极材料的回收与再利用工艺应朝着安全、环保、高效的方向发展.

单晶光纤——高功率激光的优选材料

徐晓东

2020, 49(10):  1952. 

摘要 ( 76 )   PDF (381KB) ( 67 )  

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