第四过渡族金属基准晶形成规律的抛物线模型

利用键参数函数和尺寸因数对第四长周期过渡族金属元素基准晶形成规律进行研究。发现可以用抛物线y=a–bx2将准晶形成区与准晶不能形成区区分开,准晶形成区的准确率达到了93.12%。同时,发现抛物线的参数a,b可以由基体元素的相关参数确定,即a∝E,b∝EμR03。

稀土金属基准晶形成规律研究及预测

研究了原子尺寸因数和电子因素对准晶形成的影响。利用原子尺寸因数和电子因素构成键参数坐标系统,对稀土族13个金属(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu)基,已有实验结果的55个准晶进行了系统的研究。研究结果表明:在键参数图中,准晶合金形成区与非形成区明显区分开,准确率为92.73%,并且区分边界可用一条椭圆函数曲线描述,椭圆曲线方程为:(x-m)2c2+(y-n)d22=1,椭圆曲线参数m,n,c,d可由基体元素的相关参数确定,同时对可能存在的新的二元准晶进行了预测。该方法为定性研究及寻找新型稀土金属基准晶合金开辟了一条新的途径,在材料研究领域具有理论指导意义。

稀土金属基准晶合金形成规律键参数研究

利用原子尺寸因数和电子因素构成键参数坐标系统,研究了原子尺寸因数和电子因素对准晶形成的影响。对13个稀土金属(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu)基,已有实验结果的55个准晶进行了系统的研究。研究结果表明,在以原子尺寸因素和电子因素为坐标的键参数图中,准晶合金形成区与非形成区明显区分开,准确率为98.18%,区分边界可用一条抛物曲线描述,曲线方程为y=a-bx2,参数a、b可以由基体元素的相关参数确定,a∝E,b∝EμR03。该方法为定性研究及寻找新型稀土金属基准晶合金开辟了一条新的途径,在材料研究领域具有理论指导意义。

Mo-Pd二元合金边际固溶度的MAEAM模型研究

用改进分析型嵌入原子模型(MAEAM)计算了Mo-Pd二元合金在2个典型温度的边际固溶度。在淬火温度为1473K时,Pd在Mo(α相区)中的边际固溶度为0.6%(原子分数,下同);Mo在Pd(β相区)中的边际固溶度为26.8%;在包晶温度2028K附近,Pd在Mo(α相区)中的边际固溶度为1.1%;Mo在Pd(β相区)中的边际固溶度为29.5%。计算结果与已有理论和实验结果大体上是吻合的。

渐变掺氮碳纳米管场的发射性能

以二甲苯/吡啶为碳/氮源,二茂铁为催化剂,在800℃下,由化学气相沉积法(CVD)制得了直径为10～30 nm的掺氮碳纳米管(CNT)阵列。用扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱对其形貌和结构进行了表征。发现该碳管阵列具有竹节状结构,其中的氮含量沿碳管管径方向呈渐变趋势。随着碳管中氮含量的增加,竹节长度减小。研究了阵列的场发射性能,结果表明该碳管阵列是一种优秀的场发射材料:开启场强为0.37 V/μm,阈值场强为0.9 V/μm,场增强因子为37700。

薄壁碳纳米管的制取

采用催化裂解法,以二氯苯为碳源,二茂铁为催化剂,制取了薄壁碳纳米管。引入多壁碳纳米管的薄壁指数δ来表征多壁碳纳米管的薄壁程度。研究了氢气流量、反应温度和催化剂浓度对薄壁碳纳米管制取的影响。确定了制取薄壁碳纳米管的优化参数:反应温度为850℃,催化剂浓度为0.06g/ml,氩气流量为500ml/min,氢气流量为200ml/min,反应溶液进给量为0.012ml/min。制备出薄壁指数达5.6的大中空薄壁碳纳米管。

在c-面蓝宝石上控制生长高质量的ZnO单晶薄膜

利用Mg O和低温Zn O的缓冲层技术,在c面蓝宝石衬底上用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)的方法生长了高质量的Zn O单晶薄膜。通过XRD测试,Zn O薄膜样品具有c轴方向的择优取向,其(002)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)仅为68.4 arcsec,(102)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)为1 150 arcsec,显示了外延薄膜极高的晶体质量。另外从扫描电子显微测试结果和原子力显微测试结果来看,Zn O薄膜具有极为平整的表面,3μm×3μm面积内的均方根粗糙度仅为0.842 nm,接近原子级的平整。拉曼光谱(Raman)和荧光光谱(PL)测试结果显示,Zn O薄膜样品内部的应力基本释放,而且具有极低的点缺陷密度。高质量Zn O单晶薄膜的实现为Zn O基的光电器件的制备提供了坚实的基础。

柔性力学传感器及其基于神经网络算法的应用

柔性力学传感器作为可穿戴电子产品不可或缺的一部分,近年来受到了广泛关注,特别是在医疗健康、人机交互、电子皮肤和物联网等领域中的应用。为满足可穿戴设备的需求,柔性传感器在敏感材料、传感器结构设计和制备方法等方面进行了大量研究。同时,神经网络算法作为人工智能的分支,可以高效处理复杂数据,实现多传感器或多模态数据的分析处理,为柔性力学传感器在复杂环境中的应用提供了强大工具。综述了柔性应变和压力传感器及其基于神经网络算法的应用,详细讨论了应变传感器和压力传感器的传感机制和不同类型的传感器的具体应用,如压阻式、压容式、压电式和摩擦电式。神经网络算法显著提高了来自传感阵列以及复杂传感系统的大传感数据的处理效率,并且可以更好地显示感知信号与信息事件之间的关系。随着力学传感器和可穿戴设备的发展,传感器收集到的大量身体活动等生理信号数据集,可以有效训练神经网络算法,从而进一步增强可穿戴设备的性能。此外,还讨论了神经网络算法增强力学传感器在语音识别、手势识别、物体/材质识别和人机交互等方面的应用,并对基于神经网络算法的柔性力学传感器的发展进行了展望。

第五、六过渡族基准晶合金的原子参数模型

稳定准晶相的形成与该合金组元的尺寸、电子因素差异等密切相关.通常,人们将这些尺寸、电子因素或它们的组合用于研究合金的形成能力及稳定性.将组元尺寸因素与原子参数方程用于第五、六过渡族金属基(Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,La,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt)准晶合金的形成能力研究,发现准晶形成区与非形成区可以用一椭圆曲线(x?m)2/c2+(y?n)2/d2=1加以区分,准确率分别达到97.4%和95.5%.同时发现,椭圆曲线的参数m,n,c和d与基体元素的原子参数成对应关系.

基于马兰戈尼效应制备具有周期性褶皱结构的石墨烯薄膜及其在高灵敏应变探测中的应用

石墨烯薄膜中可控的微纳结构,有利于调控其物理性质并拓宽其在柔性电子器件中的应用.近年来,研究人员致力于控制石墨烯薄膜中褶皱、起伏波纹等微纳结构的形成.但是,在石墨烯薄膜中可控地形成有序的褶皱状结构仍然面临巨大挑战.本文报道了一种简单地制备具有周期性平行褶皱结构的石墨烯薄膜的方法,即通过将溶液表面自组装形成的石墨烯薄膜转移至预拉伸的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上而得到.制备的石墨烯薄膜中,褶皱的宽度可以简单地通过改变基底的预拉伸形变来控制.当PDMS基底预拉伸应变分别为10%、20%和50%时,薄膜中褶皱的平均宽度分别为3.68、2.99和2.01µm.本文还进一步研究和分析了双层堆叠、褶皱状石墨烯薄膜,在拉伸形变时的形貌结构变化.此外,本文基于该褶皱状石墨烯薄膜,构建了应变传感器.该传感器展现出高灵敏度、宽探测范围和优良的循环稳定性,其在实时运动探测、健康监测和电子皮肤等领域有着广阔应用前景.