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2018年 第47卷 第8期
刊出日期：2018-08-15

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三元同成分掺镁铌酸锂晶体的生长与抗光损伤性能研究

孔腾飞;梁朋辉;刘宏德;郑大怀;刘士国;陈绍林;孔勇发;许京军

2018, 47(8):  1507-1511. 

摘要 ( 8 )   PDF (1412KB) ( 15 )  

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以三元同成分为基础配料,生长了掺杂浓度为6.5 mol;、7.5 mol;的掺镁铌酸锂晶体,并与传统的掺镁5.0mol;(Li/Nb=48.38/51.62)铌酸锂晶体作对比.光斑畸变法实验表明所生长的掺镁晶体的抗光损伤能力均达到5×105 W/cm2,与掺镁5.0mol;同成分铌酸锂晶体相近.全息法测得晶体最大折射率变化分别为4.39×10-6、4.61×10-6,而掺镁5.0mol;晶体为5.62×10-6.晶体的红外光谱和紫外-可见吸收谱显示,所生长的掺镁6.5mol;、7.5mol;晶体均已超过掺杂阈值.综上可知,采用三元同成分配比是获得高质量晶体的有效途径.

KDP晶体脆塑转变切削过程有限元仿真与实验研究

曹巧双;余德平;徐继业;张敏;黄玮海

2018, 47(8):  1512-1516. 

摘要 ( 17 )   PDF (1816KB) ( 22 )  

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利用ABAQUS软件建立KDP晶体超精密切削三维模型,并基于内聚力模型来模拟KDP晶体脆性域切削过程中裂纹的成核与扩展,对KDP晶体脆塑转变过程做出合理解释,得到其临界切削厚度.结果表明,超精密切削过程中KDP晶体材料的去除分为弹性变形、塑性去除和脆性断裂三个阶段,其脆塑转变临界切削厚度为140 nm左右.最后利用超精密机床对KDP晶体进行切削实验,实验观测得到的临界切削厚度与仿真结果值的相对误差不超过10;,验证了仿真方法的有效性及仿真模型的准确性.

低温磁控溅射法制备氧化锌薄膜的光学性能研究

张尧;李翠平;黄绪;朱振宇;刘艳中;申子龙

2018, 47(8):  1517-1523. 

摘要 ( 5 )   PDF (2172KB) ( 18 )  

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采用射频磁控溅射法,在较低的衬底温度(100℃)下,改变溅射时间,制备了一组氧化锌(ZnO)薄膜.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和紫外-可见分光光度计对制备的ZnO薄膜的微观结构、形貌和光学特性进行了研究.XRD图谱表明,制备的ZnO薄膜具有良好的结晶性和c轴择优取向,随着溅射时间的增加,(002)衍射峰的强度先增大后降低,溅射时间为40 min时,(002)衍射峰的强度达到最大,衍射峰半高宽最小;AFM测试表明制备的ZnO薄膜表面呈现球状颗粒,随着溅射时间的延长,薄膜的颗粒尺寸和表面均方根粗糙度均逐渐变大;EDS结果显示溅射时间较长(40 min和60 min)的ZnO薄膜,O和Zn的原子比更接近1:1.FTIR光谱中,发现位于408 cm-1附近的ZnO的E1(TO)声学模式和位于380 cm-1处的A1(TO)模式;拉曼光谱中,观测到了分别位于99 cm-1和438 cm-1处的ZnO的E2(Low)和E2(high)模式拉曼特征峰;紫外-可见透过光谱显示,在可见光范围,ZnO薄膜具有高的透光率,平均透光率高于90;,ZnO薄膜的光学禁带宽度范围为3.27～3.28 eV,溅射时间为40 min时,ZnO薄膜的光学禁带宽度最接近单晶ZnO的.

氮掺杂纳米氧化锌的制备及其光催化去除水中2,4,6-三氯苯酚

马敏娟;杨胜科;孙亚乔

2018, 47(8):  1524-1528. 

摘要 ( 8 )   PDF (1122KB) ( 14 )  

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以尿素为氮源,用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米氧化锌(N-ZnO),用FT-IR、UV-Vis、PL、XRD和XPS对N-ZnO的微观结构和性能进行了表征.以2,4,6-三氯苯酚(TCP)作为目标污染物,研究了N-ZnO在可见光下的催化性能.结果表明:掺杂后,N-ZnO的氧空位缺陷增多,N-ZnO光响应波长向可见光区移动,掺杂摩尔比为0.25时,N-ZnO的光催化性能最好(91;).

砷化镓中广延缺陷的光致发光研究

吕恒;胡昌奎

2018, 47(8):  1529-1534. 

摘要 ( 20 )   PDF (1590KB) ( 20 )  

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采用大视场光致发光和电致发光实时光谱成像快速检测GaInP/GaAs/GaInP双异质结样品及太阳能电池器件GaAs层中孤立的广延缺陷,并运用不同激光功率对样品进行激发,基于广延缺陷的空间分辨光致发光光谱成像行为探讨了砷化镓中载流子的扩散特性.实验结果表明,当激发光功率密度较小时,由于激发点附近点缺陷的非辐射复合竞争降低了光生载流子的平均寿命,从而使得扩散长度急剧减小.只有当激发光功率密度超过一个阈值使得点缺陷态饱和后,载流子的长距离扩散才能变为可能.此外,根据光激发一维扩散模型求解扩散方程得出对比函数的指数表达形式,并由广延缺陷区域光致发光强度的径向分布导出对比函数值,通过函数拟合估算出砷化镓样品的有效扩散长度.

γ-Al2O3预处理方式对 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂物化性质及催化性能的影响

王冠超;刘飞;罗兰;曹建新

2018, 47(8):  1535-1541. 

摘要 ( 6 )   PDF (1461KB) ( 13 )  

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采用水热包覆法制备了 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,考察了γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征.结果表明,γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.添加拟勃姆石和电位改性γ-Al2O3制得复合催化剂未形成包覆复合相结构,比表面积较小,表现出较短催化寿命,仅分别为360 min和450 min;添加γ-Al2O3制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积123.49 m2·g-1、介孔比表面积122.68 m2·g-1,总比表面积为246.17 m2·g-1,总孔容0.29 cm3·g-1),总酸量较大(0.30 mmol·g-1);在常压、反应温度380℃、进料空速2 h-1反应条件下,复合催化剂催化性能优越,稳定性良好,具有较长的催化寿命,甲醇转化率为100;,低碳烯烃选择性为88.10;,催化寿命达990 min.

陶瓷基功能材料载体纤维增强效果及机理

华晓青;萧礼标;薛群虎;樊拓

2018, 47(8):  1542-1546. 

摘要 ( 3 )   PDF (2067KB) ( 14 )  

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以陶瓷基功能材料载体为研究对象,按照其生产工艺配方,研究了纤维种类(莫来石、氧化铝、氧化锆)及其添加量对陶瓷基功能材料载体性能的影响.在相同实验条件且不影响其功能化参数前提下,将其与未添加纤维的空白试样力学性能进行对比.结果表明,试样经1200℃烧成后,相比莫来石与氧化铝纤维增强的陶瓷基功能材料载体,氧化锆纤维的增强效果最好.当氧化锆纤维的添加量为0.8 wt;时,试样的吸水率和气孔率均较低,分别为2.0;、4.0;,相比空白对比试样抗折强度增强了42.4;.

无需热处理高炉渣微晶玻璃的制备与表征

蒲华俊;曾淋林;徐晓东;贺建雄;谢东恒;赵会峰;姜宏

2018, 47(8):  1547-1553. 

摘要 ( 6 )   PDF (1798KB) ( 17 )  

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采用熔融法熔制具有金色星点的微晶玻璃,制备过程无需热处理.利用DSC-TG、XRD、SEM、EDS、TEM、BSE、FTIR和热膨胀研究该微晶玻璃配合料的高温熔制过程和不同熔制温度、保温时间对微晶玻璃晶体含量、显微结构和性能的影响.研究表明:配合料在850℃生成钙铝黄长石晶体并在1010℃逐渐转变为辉石,配合料在1200℃时大量熔化,仅含有熔点较高的正方铬铁矿石,随着温度的升高,正方铬铁矿溶解,玻璃液中析出绿铬石晶体;晶体含量随着熔制温度的升高而减少,随着保温时间的延长而增加.

《人工晶体学报》征稿简则

2018, 47(8):  1553. 

摘要 ( 3 )   PDF (744KB) ( 6 )  

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黄金尾矿制备轻质高强陶粒的工艺研究

李杨;孟凡涛;王鹏;朱亚良;于瑶瑶

2018, 47(8):  1554-1559. 

摘要 ( 8 )   PDF (1057KB) ( 17 )  

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以黄金尾矿分选长石后剩余的尾矿为主要原料,添加膨润土、煤粉制备了轻质高强陶粒.在黄金尾矿和膨润土比例为7:3时,采用正交法探讨了煤粉添加量和烧结制度对陶粒堆积密度、吸水率和颗粒强度的影响.结果表明,煤粉的最佳添加量为3;,最优工艺参数为:预热温度400℃,预热时间30 min,焙烧温度1100℃,焙烧时间50 min.在该条件下制备高性能陶粒的堆积密度为803 kg·m-3,表观密度为1795 kg·m-3,吸水率为0.24;,颗粒强度为16.59 MPa.

不锈钢基ZnO薄膜的水热合成及其疏水性能研究

徐姝颖;赵莹莹;宋秋实;许茜

2018, 47(8):  1560-1565. 

摘要 ( 3 )   PDF (1820KB) ( 13 )  

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结合sol-gel法和水热法,在不锈钢表面原位合成纳米ZnO薄膜并对其进行了XRD、FT-IR、SEM及亲疏水性表征分析.研究结果表明,在附有ZnO种子层的不锈钢基片上,ZnO沿c轴择优取向外延生长.当pH值为11.5时,不锈钢基片上生长的ZnO纳米棒每5～8根在末端集结成束,形成具有微-纳米结构的ZnO薄膜.经十八酸改性后,疏水性基团与ZnO表面羟基反生类酯化反应嫁接到ZnO表面,使具有微-纳米结构的ZnO薄膜与水接触时产生"荷叶效应",不锈钢表面由亲水转变为超疏水.

不同形貌Sb2O3的控制合成及其光催化性能研究

韩秀萍;姚秉华;张绪元

2018, 47(8):  1566-1572. 

摘要 ( 6 )   PDF (1417KB) ( 14 )  

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采用醇解法与水热法制备了Sb2O3光催化材料,研究了制备条件对Sb2O3晶型、形貌及催化性能的影响.结果表明,以PEG-400为表面活性剂、反应体系pH=7时,通过醇解法制得的立方晶型、呈球形颗粒状的Sb2O3催化性能最佳,在紫外光照180 min时,对10.0 mg/L罗丹明B的降解率达到了96.8;;对20.0 mg/L左氧氟沙星降解率为66.3;;对10.0 mg/L磺胺吡啶降解率为46.2;.当反应温度为160℃,反应时间为12 h时,由水热法制得的斜方晶型、呈枕头状的Sb2O3催化性能较差,在紫外光照射180 min时,对10.0 mg/L罗丹明B的降解率为57;.

(111)择优取向ZnS薄膜的制备及特性研究

朱延技;张栋;王长征;黄兆聪

2018, 47(8):  1573-1576. 

摘要 ( 7 )   PDF (1319KB) ( 30 )  

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采用激光分子束外延技术在Al2O3衬底上成功外延生长了ZnS薄膜.用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光谱表征了衬底温度对薄膜结构、形貌和光学特性的影响.结果表明所生长的ZnS薄膜为闪锌矿,具有(111)择优长向,随衬底温度的升高,X射线衍射峰的半高宽先减小后增大,在衬底温度为300℃时,半高宽最窄.薄膜结构致密,表面不平整度随衬底温度的升高而增大.薄膜的带隙随衬底温度的升高出现蓝移,可见光区域透射率最高达到98;,在360 nm激发波长下,观测到402 nm和468 nm两个发光带,衬底温度为300℃时,发光最强.

BiOCl/AgCl复合材料可见光光催化活性和稳定性研究

俎翔;刘建新;胡颖媛;樊彩梅;吕志平

2018, 47(8):  1577-1583. 

摘要 ( 3 )   PDF (1823KB) ( 15 )  

相关文章 | 计量指标

采用化学共沉淀法合成BiOCl/AgCl复合催化剂,利用XRD、SEM、XPS、ICP、DRS、EIS等表征对所制备的样品进行了分析,通过在可见光下降解甲基橙(MO)来评价催化剂的催化活性和稳定性,结果表明与纯AgCl相比,BiOCl/AgCl复合催化剂具有较好的光催化活性和稳定性,这是因为BiOCl的复合既能加速电子的转移,提高光生电子-空穴对的分离率,又能够有效地抑制AgCl在光催化反应过程中的溶解.

添加碳对ZrB2-SiC陶瓷的低温致密化和力学性能影响

桂凯旋;刘方瑜;祝夫文;王刚;朱协彬

2018, 47(8):  1584-1588. 

摘要 ( 3 )   PDF (2131KB) ( 14 )  

相关文章 | 计量指标

以纳米ZrB2粉体为原材料,采用热压烧结的方法制备了ZrB2-SiC超高温陶瓷,研究了碳含量对ZrB2-SiC陶瓷致密度、微结构和力学性能的影响.结果表明:纳米粉体显著降低了ZrB2-SiC陶瓷的烧结温度,在1500℃即可获得95.1;的致密度,在1800℃实现了超高温陶瓷的致密化烧结;添加碳能够进一步促进ZrB2-SiC陶瓷的低温致密化,同时抑制晶粒长大.当碳的含量为1.0wt;时,材料表现出最佳的烧结性能,在1700℃热压烧结的ZrB2-SiC陶瓷致密度达到99;以上,而且烧结后的材料表现出优异的力学性能.

压强对有机-无机杂化钙钛矿(MAPbBr3)电子结构调制的第一性原理研究

谭孟苹;王三军;饶凤飞

2018, 47(8):  1589-1595. 

摘要 ( 10 )   PDF (1310KB) ( 16 )  

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自2009年以来,有机-无机杂化钙钛矿作为光吸材料的新型太阳能电池受到了广泛关注.在基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算的基础上,利用VASP软件包,通过改变钙钛矿MAPbBr3(CH3NH3PbBr3)的晶格常数进行加压模拟计算,系统的研究了压强作用下钙钛矿材料的电子结构的变化.压强作用下带隙值变化的物理机制可以通过MA阳离子和PbBr6正八面体无机笼之间的氢键作用进行半定量的描述.在压强作用下,Br原子通过靠近氨末端的H原子而响应,会引起了PbBr6八面体发生不同程度的倾斜和扭曲,导致体系的晶格对称性发生破坏,使得Pb、Br原子之间的电荷密度函数发生变化,进而影响钙钛矿MAPbBr3在不同压强下的电子结构以及光学性质的变化.

溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成LaFeO3纳米粉体

朱雁风;刘海洋;武安华

2018, 47(8):  1596-1599. 

摘要 ( 5 )   PDF (1386KB) ( 16 )  

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采用溶胶凝胶自蔓延法,以La2O3,和Fe(NO3)3·9H2O为原料,柠檬酸为络合剂,制备出纳米级别LaFeO3粉体.对制备的干凝胶和纳米粉体采用热分析(DTA/TG),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)检测方法进行检测分析.分别探讨了溶液金属离子与柠檬酸比例对凝胶的形成影响,煅烧温度对LaFeO3晶相的形成及晶粒尺寸大小的影响.研究结果表明,当柠檬酸与金属离子摩尔比例为1:1时制备的干凝胶,引燃温度300℃,然后900℃保温1 h,可以得到尺寸大小在55～70 nm的单相LaFeO3纳米粒子.

Zr3Al3C5的酸碱刻蚀及其电极反应的研究

叶朝辉;李俊国;杨海涛

2018, 47(8):  1600-1606. 

摘要 ( 4 )   PDF (2043KB) ( 15 )  

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MAX是一种新型的三元结构陶瓷材料,但是,由于A与M之间键强比较弱,所以可以通过化学方法把A剥离出来,从而制备出一种类似于石墨烯的二维层状结构材料MXene.本实验以ZrH2、Al、C为原料,在高温真空管式炉中通入Ar并且在1500℃下烧结保温2 h,烧结制备出三元Zr3Al3C5陶瓷.再通过HCl+KF与KOH+KF对Zr3l3C5的刻蚀制备出二维Zr3C2晶体,并且研究了温度、酸碱浓度对刻蚀结果的影响.弄清楚了碱对Zr3Al3C5刻蚀的产物和其反应机制,还从电化学方面对其刻蚀产物和机制进行验证.研究表明,在刻蚀Zr3 Al3C5过程中,40;HF和刻蚀温度为60℃时,80℃和HCl 7.2 mol/L时,90℃和1 mol/L KOH时,刻蚀效果最好.

利用沙漠沙低温合成高长径比莫来石晶须

罗婷;顾幸勇;吴军明;罗雪珍;李萍

2018, 47(8):  1607-1611. 

摘要 ( 5 )   PDF (2411KB) ( 17 )  

相关文章 | 计量指标

利用沙漠沙独特的化学组成特性和矿物特性,将沙漠沙荒料作为硅源,工业Al(OH)3作为铝源制备莫来石晶须.改变硅源/铝源配比和合成温度,结合XRD、SEM、TEM研究莫来石生长环境和自由生长形态的变化.研究结果表明:当沙漠沙与Al(OH)3的质量比为35/65时,在1200℃的低温下就能获得平均值>60的高长径比莫来石晶须;随着煅烧温度的升高,莫来石晶须长径比不断增大,当温度升至1300℃,平均长径比>94.随着合成温度的升高,莫来石的形成经过了一次莫来石和二次莫来石化两个阶段;若配方中Al2 O3处于过饱和状态,样品中刚玉相会随着煅烧温度的升高出现先增多后降低的变化现象.

化学气相沉积法制备的石墨烯晶畴的边缘刻蚀

王彬;王宇薇

2018, 47(8):  1612-1616. 

摘要 ( 7 )   PDF (1938KB) ( 17 )  

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通过对化学气相沉积法合成的六角形石墨烯晶畴进行H2刻蚀,发现在铜衬底上合成的六角形石墨烯晶畴具有两种与降温过程有关的边缘刻蚀模式,揭示了在化学气相沉积的降温过程中石墨烯晶畴边缘形态的改变.利用原子力显微镜对石墨烯晶畴进行观测,证明了在降温过程中石墨烯晶畴的边缘发生弯曲,并且下沉到铜衬底中.通过改变刻蚀温度对石墨烯晶畴进行H2刻蚀,发现石墨烯晶畴的边缘在降温过程中的形态改变增强了铜衬底对其的保护作用,能够在一定温度范围内避免晶畴边缘发生H2刻蚀,同时,证明了刻蚀温度在石墨烯的H2刻蚀过程中起着非常重要的作用,当刻蚀温度过高,铜衬底对石墨烯晶畴边缘的保护作用减弱,晶畴发生边缘刻蚀现象.本文首次证明了石墨烯晶畴的边缘刻蚀与化学气相沉积的降温过程和刻蚀温度有密切关系,进一步阐明了化学气相沉积法合成的石墨烯的生长和刻蚀机理.

敏化条件对染料敏化太阳能电池性能的影响

程友良;杨卫平;王月坤

2018, 47(8):  1617-1624. 

摘要 ( 3 )   PDF (1525KB) ( 13 )  

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通过实验方案,对影响染料敏化太阳能电池(DSSC)的敏化条件进行了优化设计,在光阳极初始默认的制作条件下,从海带中提取叶绿素,分别对影响DSSC光电性能的敏化染料溶液浓度、pH值、温度、受光时间、敏化时间、对电极背景色等影响因素逐一进行研究,最终确定了光阳极敏化的最优条件:醇水溶液的最佳稀释比为1:2,最佳敏化pH=8,最佳敏化温度为30℃,最佳敏化时间24 h,黑暗环境下敏化效果最好,且对电极采用镜面背景最佳,最终获得光电转换效率0.76;.

稀土元素(Nd/Sm/Gd/Dy)掺杂SnO2的第一性原理计算

雷博程;夏桐;彭彩云;刘桂安;张丽丽;黄以能;赵静

2018, 47(8):  1625-1631. 

摘要 ( 9 )   PDF (1292KB) ( 19 )  

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基于密度泛函理论的第一性原理,计算分析了Nd、Sm、Gd和Dy四种稀土元素掺杂SnO2的电子结构和光学性质.计算结果表明:掺杂稀土元素Nd、Sm、Gd、Dy后,Sn7 XO16体系的晶胞体积及晶格常数都有不同程度的增大,禁带宽度减小,在费米能级附近出现了杂质能级.光学性质方面,掺杂稀土元素Nd、Sm、Gd、Dy后,体系的吸收边都向低能方向移动,发生了红移,拓宽了光谱响应范围,与未掺杂之前相比,掺杂稀土元素Nd后的静态介电常数减小,其余三种体系增大.

添加聚碳硅烷(PCS)对ZrB2-SiC超高温陶瓷微结构和力学性能的影响

祝夫文;桂凯旋;刘方瑜;朱协彬

2018, 47(8):  1632-1636. 

摘要 ( 9 )   PDF (1976KB) ( 13 )  

相关文章 | 计量指标

采用聚碳硅烷(PCS)和纳米ZrB2粉体为原料在不同温度下热压烧结制备了ZrB2-SiC超高温陶瓷,对比了PCS和颗粒状SiC的引入对ZrB2陶瓷微结构和力学性能的影响.结果表明:通过PCS替代颗粒状SiC制备ZrB2-SiC超高温陶瓷可以形成SiC均匀包覆基体ZrB2晶粒的微观结构,明显促进了材料的低温致密化并抑制了晶粒长大.但力学性能略有降低,其原因可能是PCS裂解产生的微量碳遗留在基体ZrB2的晶界处,弱化了晶界结合强度.本文验证了采用PCS和纳米ZrB2粉体进行热压烧结是实现ZrB2-SiC超高温陶瓷低温致密化的有效手段.

CaAl2Si2O8:Eu荧光粉发光性能及自还原现象的研究

靳天雨;崔瑞瑞;张弛;邓朝勇

2018, 47(8):  1637-1641. 

摘要 ( 15 )   PDF (1086KB) ( 15 )  

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采用高温固相法制备了Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+(x=0.005,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.20)和加入过量SiO2的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2(x=0,0.05,0.100,0.200,0.300).利用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了分析.XRD结果表明,所生成的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2样品除了因反应未完全的氧化铝杂质相外基本是纯相.Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+样品的激发和发射光谱表明,随着掺杂浓度的增加会出现红移现象.当Eu2+的掺杂浓度为超过4mol;时,出现浓度猝灭.当在空气气氛下烧结时,样品出现现了自还原现象.当过量SiO2的加入,Eu2+的发光强度会逐渐减弱,而Eu3+的发光强度会逐渐增强,SiO2的过量添加可以抑制自还原现象的产生.

对比不同离子的掺杂对镍锌铁氧体电磁损耗性能的影响

马志军;赵海涛;程亮;郑云生;杨帅

2018, 47(8):  1642-1646. 

摘要 ( 8 )   PDF (1496KB) ( 15 )  

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应用水热法掺杂Co2+、Mn2+和Cu2+到纳米镍锌铁氧体粉末中.并利用XRD、TEM和VNA对其进行表征和分析,研究了掺杂不同金属离子对样品粒度、形貌、电磁损耗性能及吸收性能的影响.结果表明:镍锌钴铁氧体结晶更加完全,晶粒结构更加完整,出现团聚现象,晶粒排列相比其他更加致密.并且晶格常数由0.8352 nm增加到0.8404 nm,改变吸收峰的位置,增加吸收器的带宽,改善材料在低频率区间内的的吸波性能.Mn2+的掺杂相比镍锌钴铁氧体吸波性能下降,吸波效果减弱.Cu2+的掺杂没有影响纳米镍锌铁氧体电磁损耗的吸波频段.

沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质及CO2加氢反应影响

王冠超;刘飞;倪丽萍;曹建新

2018, 47(8):  1647-1653. 

摘要 ( 8 )   PDF (1582KB) ( 16 )  

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研究了液相沉淀包覆工艺终点pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2氢还原制低碳烯烃催化性能的影响.借助XRD、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了分析表征.研究结果表明,沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能影响较大.过高或过低的沉淀pH值制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度、微孔比表面积及表面碱量均有所下降,呈现以介孔为主的孔结构特征;而当pH值为7时,制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积53.1 m2·g-1,介孔比表面积59.8 m2·g-1,总比表面积为112.9 m2·g-1,总孔容0.4 cm3·g-1,平均孔径14.6 nm);在反应温度325℃,还原温度285℃,反应压力3.0 MPa,体积比H2:CO2=3.0,空速3500 mL·g-1·h-1反应条件下,CO2转化率为64.8;,低碳烯烃选择性为49.8;.与pH=9制得催化剂比较,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了26.2;和19.2;.

磁性竹节状中空碳纳米纤维的制备及吸附研究

李英杰;蔡人浩;吕仁江;高立娣;秦世丽

2018, 47(8):  1654-1661. 

摘要 ( 4 )   PDF (1652KB) ( 14 )  

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以葡萄糖为碳源,硝酸钴为钴源,去离子水做溶剂合成前驱体,采用压力诱导的方法将前驱体注入到阳极氧化铝模板(Anodized Aluminum Oxide,AAO)的纳米孔道内,经加热处理后,在模板的纳米孔道内合成了具有微孔结构的一维磁性中空碳纳米纤维(magnetic hollow carbon nanofibers,MHCFs),使用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对样品进行表征,使用振动样品磁强计(VSM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta电位分析仪对改性前后产物进行性质考察,结果表明,合成的MHCFs呈中空状,直径约为200 nm,石墨化程度较好,MHCFs上均匀分散着Co2 C纳米颗粒,其晶型为面心立方晶系,磁性为超顺磁性,利用磁性可以将其分离.使用过氧化氢对产物进行改性,考察pH值和吸附剂用量对吸附性能的影响,并用静态和动态吸附实验考察其吸附行为,吸附试验结果表明,对亚甲基蓝的吸附率达到98.78;,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程.

纳米CeO2吸附剂的制备及对六价铬的吸附性能

张金洋;黄敏;李琴;刘敏;付孝锦;雷光东

2018, 47(8):  1662-1669. 

摘要 ( 5 )   PDF (1887KB) ( 13 )  

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吸附法是去除水中重金属离子的重要方法,开发新型吸附剂一直是研究热点.利用浸渍法和水热法制备了片状和无定形的纳米CeO2吸附剂,探讨其对六价铬的吸附性能,分析pH、吸附时间、六价铬初始浓度等因素对其吸附性能的影响,并通过循环吸附实验考察纳米CeO2吸附剂的再生能力.结果表明:厚度30 nm、直径大小约为400 nm的片状CeO2吸附剂具有更强的吸附能力和更快的吸附速率,80 min时基本达到吸附平衡;两种吸附剂的最佳吸附pH为3;吸附动力学均符合伪二级动力学方程,Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地拟合等温吸附过程,表明纳米CeO2对六价铬的吸附以单层吸附为主.片状CeO2四次吸附-解吸实验之后吸附率稍有下降,表明片状CeO2吸附剂有较好的再生能力,因而,该片状CeO2吸附剂适用于与酸性Cr(Ⅵ)废水的处理.

基于微腔陷光的超薄晶硅电池结构设计

高洁;陆晓东;王欣欣;王洋;李禹阔;张宇峰

2018, 47(8):  1670-1674. 

摘要 ( 5 )   PDF (1258KB) ( 14 )  

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基于电池前后表面电极构成的金属微腔和电池前表面微腔的双微腔结构设计,并借助微透镜控制入射光场性质,设计了一种可用于超薄晶硅电池的陷光结构.计算表明:这种陷光结构可有效提高不同厚度的超薄晶硅电池的吸光效率;电池有源层越薄,该陷光结构增强光吸收的效果越明显;在晶硅电池的有源层厚度为3mm时,电池效率达16.3193;.

α-MnO2和 β-MnO2一维材料的可控制备及其电容性能

朱刚;段淑娥;赵彤;戴琪

2018, 47(8):  1675-1679. 

摘要 ( 2 )   PDF (1181KB) ( 13 )  

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将锰粉分散在K2S2O8水溶液中,分别在150℃和180℃水热处理24 h制备了两种MnO2材料.应用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸-脱附技术对所得产物进行表征.结果表明,α-MnO2具有纳米线状形貌(直径为40～60 nm,长度约为4μm),β-MnO2具有棒状形貌(长度约为3μm).α-MnO2的比表面积高达87 m2/g,而β-MnO2的仅为6.2 m2/g.电化学测试结果表明,在1 mol/L Na2 SO4水溶液中,当扫描速度为5 mV/s时,α-MnO2和β-MnO2的比电容分别为121 F/g和19 F/g.扫速为20 mV/s时,α-MnO2循环2000次后的容量保持率高达99.2;.α-MnO2具有优异的电容性能.

宽带发射Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉的制备及其发光性能研究

周江聪;黄烽

2018, 47(8):  1680-1683. 

摘要 ( 3 )   PDF (1166KB) ( 13 )  

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本文通过高温固相法合成了新型的宽带发射Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉,并利用X射线粉末衍射仪,荧光光谱仪等表征手段对荧光粉的晶体结构及其发光性能进行了分析;探讨了Ca2KMg2V3O12荧光粉的自激活发光机理和Eu3+掺杂浓度对发光性能的影响.结果表明:所制备的样品为立方晶系Ca2KMg2V3O12晶体.在紫外光的激发下,Ca2KMg2V3O12:Eu3+既表现出[VO4]基团的宽带发射,又表现出Eu3+的特征发射,同时两者之间存在能量传递.Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉是一种良好的自激活发光材料,在紫外光激发的白光LED上具有潜在的应用前景.

超细长银纳米线的制备及其导电薄膜性能优化

潘丽君;李阳;何鑫;蔡俊韬;包绵腾;吴明建;陈锏中;张美庆;董秋彤

2018, 47(8):  1684-1690. 

摘要 ( 4 )   PDF (3310KB) ( 14 )  

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以硝酸银为银源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为形貌导向剂、硫酸铁为诱导剂、葡萄糖为还原剂,采用高效便捷的水热法制备银纳米线(AgNWs),通过调控PVP用量和热处理时间致使其长径比大于1000;将异丙醇与乙醇按照一定比例混合,配制出分散性良好的AgNWs墨水,并采用变速旋涂法在玻璃衬底上制备透明导电薄膜;通过低温低压烧结和聚乙烯醇(PVA)固化处理优化薄膜的光学及导电性能,制得方块电阻为(19±2)Ω·sq-1、透过率大于86;透明导电薄膜.

辅助配体对酰腙类金属Mn(Ⅱ)配合物晶体结构的影响

范辉;胡奇林;刘怀贤;宋伟明

2018, 47(8):  1691-1697. 

摘要 ( 6 )   PDF (1235KB) ( 16 )  

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选择N3-苯甲酰吡啶基-2-甲酰胺腙(Hbpad)作为有机配体,以Mn(Ⅱ)离子为金属中心,构筑了一例金属配合物[Mn(bpad)2](1).在此基础上,引入间硝基苯甲酸(Hmnb)作为辅助配体获得了第二例配合物[Mn(Hbpad)(mnb)2·(H2O)](2).利用红外光谱,元素分析、X-射线粉末衍射和X-射线单晶衍射对两例化合物的结构和组成进行了研究.晶体结构分析表明,配合物1属于单斜晶系,P2/n空间群,最小不对称单元中的两个bpad-配体采用三齿螯合的配位模式与Mn(Ⅱ)离子结合,导致中心离子形成了一个六配位的扭曲八面体构型;配合物2属于三斜晶系P-1空间群,最小不对称单元由一个Mn(Ⅱ)离子、bpad-配体、配位水分子和两个mnb-离子组成.尽管Mn(Ⅱ)离子也呈现了六配位的扭曲八面体几何构型,但金属中心的配位环境明显不同.两例配合物中单核分子间各异的氢键相互作用堆积形成了二者的三维超分子网络结构.

g-C3 N4的物理改性及光催化性能研究

吴晓璐;傅敏;韩红桔;何飞;谢巧

2018, 47(8):  1698-1704. 

摘要 ( 4 )   PDF (1422KB) ( 14 )  

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块状g-C3 N4具有低比表面积和高电荷重组率,为了提高其可见光催化活性,分别采用超声剥离法和微波烧蚀法对其进行改性,并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)、物理吸附仪(BET)等对其结构进行表征,以亚甲基蓝(MB)为目标化合物,评价了改性前后g-C3 N4的光催化性能,结果发现超声剥离12 h和微波辐照30 min后的g-C3 N4的比表面积显著提高、光生电子和空穴的复合率降低,光催化活性增强,对MB的降解率分别达到96.4;和90.2;.

SiN-SiC纳米薄膜自旋相关的塞贝克效应研究

李强;杨贝贝;左安友;杨永明

2018, 47(8):  1705-1710. 

摘要 ( 3 )   PDF (1893KB) ( 12 )  

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热自旋电子学结合了自旋电子学和热电子学各自优势,对人类可持续发展具有十分重要的作用.本文提出了一种基于SiN-SiC纳米薄膜的新型热自旋电子学器件.发现在源极和漏极之间施加温度场,可以获得方向相反、大小几乎相同的具有自旋极化取向的电流,即为自旋相关塞贝克效应.而且,在热电荷流中还存在着热负微分电阻效应.这些发现为设计基于SiN-SiC纳米薄膜的高效率热自旋电子学器件提供了理论指导.

铝/铁掺杂的非晶碳/铝结构的电致电阻效应研究

臧婷玉;吉帅;翟章印

2018, 47(8):  1711-1713. 

摘要 ( 3 )   PDF (882KB) ( 14 )  

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采用脉冲激光沉积方法在石英玻璃衬底上沉积铁掺杂的非晶碳膜(a-C:Fe),然后使用真空热蒸发设备在膜上镀铝(Al)电极层,形成Al/a-C:Fe/Al结构的器件.该器件在±5 V测试电压范围内显示出可逆电致电阻效应,具有较好的开关电压、开关比等参数,可用作电阻型随机存储器.

金刚石合成用触媒的应用及展望

于昆鹏;李尚升;明黄亮;王健康;韩飞;高广进;郭明明;王君卓;宿太超;胡美华;胡强;吴玉敏

2018, 47(8):  1714-1721. 

摘要 ( 12 )   PDF (1034KB) ( 28 )  

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金刚石是集多种极限性能于一身并可在各种严苛环境下工作的理想材料.触媒材料能降低金刚石高温高压合成条件并使金刚石合成得以工业化.触媒对金刚石的科学研究和工业技术的提高是十分重要的.本文介绍了触媒材料的发现历程及触媒在金刚石合成中的作用机理;从触媒所包含的金属触媒和非金属触媒两大类分别综述了各种触媒的研究现状.在研究上述各触媒在金刚石合成中的合成条件及合成效果的基础上对这两类触媒的使用特点进行了总结.由此指出金属触媒中的合金触媒最适合应用在工业生产上,非金属触媒有利于模拟天然金刚石的成因,具有潜在的研究价值.最后本文对今后触媒的发展方向进行了展望.

黄磷炉渣和铜渣协同制备微晶玻璃

李然;潘洁;蒋明;徐静;朱晓敏

2018, 47(8):  1722-1727. 

摘要 ( 5 )   PDF (1861KB) ( 15 )  

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以黄磷炉渣和铜渣为原料,添加一定比例的焦炭,熔融法制备了黄磷炉渣-铜渣微晶玻璃.借助Kissinger方程分析黄磷炉渣-铜渣基础玻璃的析晶能力,借助X射线衍射仪(XRD)进行物相分析.结果表明:随着黄磷炉渣与铜渣的质量添加比的增大,黄磷炉渣-铜渣基础玻璃的析晶峰峰温值Tp和析晶活化能E逐渐减小;当黄磷炉渣:铜渣=6:1时,黄磷炉渣-铜渣基础玻璃的析晶活化能最小,析晶能力最强;黄磷炉渣与铜渣添加比并不对黄磷炉渣-铜渣微晶玻璃晶相类型产生影响,其晶相均为钙长石Ca2 Al2 SiO7和镁黄长石Ca2 MgSiO7.

生物质衍生硬炭在电化学储能系统中的应用

易震;李玲芳;范长岭;张翔

2018, 47(8):  1728-1734. 

摘要 ( 8 )   PDF (2597KB) ( 18 )  

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硬炭具有理论容量高、倍率性能好、结构稳定等优点,是一种颇具潜力的储能系统电极材料.近年来,以具有分级多孔结构的生物质为前驱体制备具有独特微观结构的硬炭,是电化学储能领域的研究热点.基于国内外的研究成果,综述了生物质衍生硬炭在锂离子电池、钠离子电池与超级电容器中的储能研究:首先列举了生物质炭的常见来源,通过分析其微观结构优势论述其作为储能负极的可行性;然后总结了常见的制备方法,以及提高其充放电容量和首次库伦效率(ICE)的改性手段;最后总结和分析了其发展趋势与前景.总之,生物质衍生硬炭原料来源广泛、价格低廉,电化学性能优异,有望在电化学储能领域发挥作用.

Ti-B-Co-Cr热喷粉体及其涂层微观结构

陈枭

2018, 47(8):  1735-1741. 

摘要 ( 2 )   PDF (3687KB) ( 13 )  

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通过机械球磨结合粘结破碎法制备三种TiB:CoCr质量比分别为1:1、2:1和3:1复合粉末,并将所制备的TiB:CoCr质量比1:1复合粉末进行超音速火焰喷涂制备涂层,研究Ti-B-Co-Cr复合粉末及涂层的组织结构.通过X-射线衍射仪分析复合粉末和涂层的物相,采用扫描电子显微镜对粉末表面和截面形貌及涂层的截面形貌进行观察,采用能谱分析仪对涂层的化学成分进行测试,通过激光粒度分析仪测试粉末的粒径分布,采用HV-1000硬度计测试涂层的平均硬度值,通过图像法测量涂层的平均孔隙率和厚度.研究结果表明,三种复合粉末的组织形态呈近球形,复合粉末各粒子间结合良好;通过X-射线衍射发现,三种复合粉末的主要物相为Ti、Co和Cr三相.通过对TiB:CoCr质量比1:1复合粉末进行超音速火焰喷涂技术制备涂层,研究发现所制备的涂层组织致密,孔隙率仅为0.72;,且涂层扁平粒子间及涂层与基体界面结合良好.通过对涂层进行物相和能谱分析发现,涂层中原位生成了TiB2硼化物.

水热法合成NaYF4:Yb3+-Er3+及其上转换发光性质

王伟;朱红波

2018, 47(8):  1742-1746. 

摘要 ( 6 )   PDF (1344KB) ( 19 )  

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采用水热法合成了不同浓度Yb3+和Er3+共掺NaYF4上转换发光材料.利用X-射线粉末衍射技术鉴定了物相的纯度,结果表明,样品的XRD与NaYF4(JCPDS 28-1192)标准卡片一致,均为纯相,结晶度高.在扫描电镜的辅助下,对样品的形貌进行了表征分析,其微观形貌呈六方棱柱状,柱长7μm左右,直径3μm左右,且尺寸分布均匀.在此基础上,利用荧光分光光度计(激发光源为980 nm激光器)对样品的发光性能进行了测试,在980 nm激光器的激发下,得到了发射峰位分别位于525 nm、550 nm、660 nm组成的上转换光谱,可指认为Er3+的2 H11/2,4 S3/2→4 I15/2(绿光)和4 F9/2→4 I15/2(红光)跃迁.进一步讨论了样品发光强度和泵浦源功率之间的关系,发现绿光和红光发射均为双光子过程.