纳米掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性研究

空间电荷累积容易引起交联聚乙烯绝缘内部电场畸变,从而导致绝缘老化甚至失效,而纳米掺杂或改性可以抑制空间电荷的累积,因此得到了广泛的关注。本文测量了二氧化硅和氧化镁纳米填料掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性和电导特性,并结合带隙理论模型分析纳米填料的作用机制。结果表明:相比于二氧化硅掺杂的交联聚乙烯复合材料,氧化镁掺杂的交联聚乙烯复合材料具有较高的介电常数、较低的空间电荷积聚程度和较小的电导率。

液体润滑剂的黏度对边界滑移影响的实验研究

为了了解微纳米间隙中流体的流动特性,采用原子力显微镜对微纳米间隙中的固体和液体边界滑移进行了实验研究,主要研究了液体润滑剂的黏度对边界滑移的影响。实验中采用的固体样品为SiO2,液体样品为两种不同黏度的季戊四醇油酸酯,分子式为C77H140O8,黏度分别为32mm2/s和150mm2/s。采用相对速度法对实验数据进行了处理,结果表明,不同黏度的季戊四醇油酸酯和SiO2表面作用时都会发生边界滑移,黏度大,产生的滑移大。其原因是,随着黏度升高,邻近固体表面的液体分子与和固体表面相接触的液体分子之间的剪切力增大,可更加容易地克服固液界面间的作用力,更加容易产生边界滑移。

化学机械抛光中的接触状态研究概述

化学机械抛光是获取高表面平整度的有效关键技术,获得了广泛的研究和应用,其表面材料的去除作用依赖于所处的真实接触状态。归纳了抛光垫/晶圆相互作用的形式,即相互滑过而没有直接接触、混合润滑和直接接触。分析了接触状态及其转变过程中的影响因素,包括抛光垫的变形、釉化和磨损,抛光液中磨粒的影响及表面活性剂对钝化层厚度的改变等。重点总结了化学机械抛光中接触状态问题的研究进展,包括光学显微镜测量计算接触面积比、薄膜传感器测量接触面积比、利用双发射激光诱导荧光技术测量抛光液厚度、抛光垫表面形貌演变对材料去除速率的建模等方法的特点及存在的问题。最后提出了纳米间隙测量技术测量化学机械抛光中接触率动态变化,从而得到真实接触状态和接触状态转变规律的新思路。

基于复合滑移的微纳缝隙剪切流研究

边界滑移是微流动的关键特征之一,通过改变流道壁面的滑移状态,为微流动控制提供了新的途径.基于微缝隙下的近壁面滑移效应,结合Navier滑移边界条件,建立亲疏液复合壁面下二维微缝隙剪切流的精确解模型.采用计算流体动力学方法进行微流动建模仿真以验证该数学模型的可靠性,在此基础上结合文献中试验测量所得的滑移参数值,针对壁面滑移状态不同的微缝隙,利用该数学模型研究其内部的微流动规律.结果显示:伴随着壁面运动的微缝隙滑移流场迅速变化,在毫秒级甚至更短时间内趋向于稳定状态.疏液型壁面的运动状态对滑移流动影响小,亲液型壁面的静止状态比运动状态对液体具有更强的束缚能力;在纳米级缝隙中,超亲液静止壁面和超疏液运动壁面结合时,液体将被强力地吸附在亲液壁面上.

运动速度和固体晶面对边界滑移影响的实验研究

为了研究微纳米间隙中流体的流动特性，采用原子力显微镜（AFM）对微纳米间隙中的受限液体润滑剂与基底固体间的边界滑移进行实验研究，探索运动速度和固体晶面对边界滑移的影响．实验中对AFM的探针进行了修饰，在探针顶端粘了一个小球．实验采用的液体样品为季戊四醇油酸酯，分子式为C77H140O8，固体样品为Si（100）、Si（110）和Si（111）3种晶面的Si片．采用相对速度法对实验数据进行处理．结果表明：在19～89μm／s的相对趋近速度下，Si（100）与季戊四醇油酸酯界面均会产生边界滑移，并且随速度增大，滑移增大．通过对实验数据分段拟舍得到不同球一盘间距、速度和晶面条件下的滑移长度．在趋近速度为19μm／s的情况下，Si的3种晶面均会产生边界滑移，当球一盘间距小于100nm时，晶面对边界滑移的影响较大，滑移量按Si（100）〈Si（111）〈Si（110）依次增大．原因是边界滑移量还与晶面的表面自由能有关，Si（100）晶面表面自由能最大，对液体分子的吸引力最大，从而使得剪切力不易克服吸引力而产生的边界滑移最小．

太赫兹光电导天线发射装置的优化设计

为了研究金属纳米狭缝对太赫兹光电导天线辐射功率的影响，基于时域有限差分法对太赫兹波通过金属狭缝时的增强特性进行了分析计算，研究了太赫兹波通过金属纳米狭缝电场的增强幅度与狭缝宽度和太赫兹波频率之间的规律。结果表明，在太赫兹光电导天线发射装置上增加一个纳米狭缝能够增强太赫兹波的发射功率，频率为0．1THz的太赫兹波通过70nm宽度金属狭缝时，辐射功率最大可以增强800倍。该研究结果对太赫兹光电导天线结构的改进有一定的借鉴意义。

植物绝缘油及其应用研究关键问题分析与展望

植物绝缘油作为一种高燃点、可降解的环保液体电介质,被普遍认为是矿物绝缘油的良好替代品。目前,植物绝缘油已在配电变压器中得到良好应用,并逐步开始应用在大型电力变压器中。介绍了植物绝缘油及其应用研究的历史与现状,分析了植物绝缘油在制备方法、电气与理化特性以及植物油纸绝缘寿命模型和植物绝缘油变压器故障诊断方法等方面取得的进展。通过对关键问题的分析,说明了植物绝缘油相比矿物绝缘油具有的一些新的优点。植物油纸绝缘可有效延缓绝缘纸的老化速率,通过良好的变压器设计和运行维护,植物绝缘油可提高变压器的过负荷能力,植物绝缘油变压器将比矿物绝缘油变压器具有更低的全寿命周期成本。最后,提出了植物绝缘油及其应用在未来研究中,应重点关注植物绝缘油化学及纳米改性、油中长间隙放电、植物绝缘油变压器运行维护和纳米植物绝缘油等方面的关键问题。

纳米金刚石的STM观测及其导电机理

用IPC-205B型扫描隧道显微镜(STM)获得了纳米金刚石的三维表面形貌图和扫描隧道谱(STS).把绝缘体金刚石纳米化处理后,在一定的偏压下,获得了纳米金刚石的STM三维形貌图,观测了纳米金刚石表面形貌微观结构,测得了纳米金刚石的扫描隧道谱,估算出纳米金刚石的能隙宽度,并对纳米金刚石隧道谱和导电机理进行了分析.STM/STS实验不仅较好地解释了纳米金刚石导电性能的谱学机理,拓展了STM的应用领域,而且还可以作为绝缘材料纳米化处理后纳米晶粒结构及其能谱特征分析的重要研究手段.

纳米技术:国家安全的新边疆

随着纳米技术的日益商业化发展,人们越来越认识到人类将在原子水平的物质操作方面发生一场具有正负效应的"新技术革命"。由于纳米技术对军事、国土、经济和政治等事关国家利益的各个领域具有重要的潜在意义,所以一个非常严肃的战略问题在于,我们并不能坐等商业化纳米技术应用,去迎接一个涉及国家安全的纳米技术时代的来临。中国目前是少数几个致力于发展纳米技术的发展中国家之一,但与发达国家相比仍有一定差距,从而产生了所谓"纳米鸿沟"。这种纳米鸿沟表明,中国如果不能从纳米技术发展中获得其正效应,那就只能接受纳米技术可能产生的负效应,如纳米技术军事应用的直接威胁、纳米技术国际竞争的间接威胁等。因此着眼于国家综合利益,中国必须增强"纳米鸿沟"意识,继续保持强劲的研发增长势头,推进产业化创新和国防应用,并从一开始就考虑避免生态环境冲击问题,从而推动国家安全导向的纳米技术研发和应用发展。

RDX/GAP纳米复合含能材料的制备及热性能

以聚叠氮缩水甘油醚（GAP）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为原料，二月桂酸二丁基锡（T12）为催化剂，通过溶胶凝胶法及溶液结晶法制备了RDX／GAP纳米复合含能材料。用BET法、X-射线粉末衍射、扫描电镜对其结构进行了表征，用TG／DSC分析了其热性能。结果表明，RDX／GAP纳米复合含能材料具有纳米网孔结构，与GAP干凝胶相比，其比表面积下降，平均粒径为20～50nm。RDX／GAP纳米复合含能材料中的RDX热分解峰温明显提前，分解热显著高于RDX／GAP物理共混物的分解热。

生物大分子电化学传感器的研究进展

生物大分子电化学传感器是围绕生物大分子的检测分析研究而开发出来的一系列电化学传感器,在这些传感器中尤其是以纳米间隙电化学传感器性能最为优异,在实际的检测研究中表现出超高灵敏度、微型化、较好的选择性、所需检测样品少、检测速度快、非常便捷等明显优势,因而受到了研究人员的极大关注.本文简单介绍了生物大分子电化学传感器的原理、分类、加工技术及特点,着重分析了间隙电化学传感器较比常规电化学传感器所具备的优越特点.综述了近十年来生物大分子的检测研究进展,特别是纳米间隙电化学传感器在生物大分子检测研究中的应用,并对生物大分子电化学传感器的研究和开发进行展望.

表面传导电子发射显示技术与器件

对表面传导电子发射显示器件的原理、结构及其发展历程进行了分析,重点针对表面传导电子发射性能的改进,从导电薄膜结构方面进行了讨论,并对有可能降低表面传导电子发射显示器件成本的方法进行了简单的分析。

TiO_2纳米复合材料光催化降解VOCs的研究进展

挥发性有机物(volatile organic compound,VOCs)被认为是主要的空气污染物,在空气中的含量被严格规定,如果超标,将会对人体健康造成危害,研究有效地去除VOCs的技术势在必行。TiO_2纳米复合光催化剂光催化氧化技术由于其强的光催化活性成为有效去除VOCs的技术之一。研究有效地降低TiO_2纳米光催化剂带隙能的策略,使其光活性由紫外向可见和红外偏移。通过调控孔道结构、设计复合光催化材料表面组分,从而改善其光催化活性,使其有效地光催化降解VOCs。

一种获得纳米间隙电极的接触光刻方法

提出一种称之为"阵列误差光刻"的方法。采用两次接触光刻和两次金属剥离工艺,形成两组顶端相对的电极阵列,利用第二次接触光刻时的对准误差,在这两组电极之间按照概率分布形成了一个最小的纳米间隙。设计并制作了一种含有16对电极的验证器件,按照光刻对准误差的范围为±2.0μm进行估算,理论上最小间隙的分布范围为0～150 nm。通过扫描电镜测量实际制造的样品,获得了大量50 nm以下的电极对,最小间隙为16.6 nm,并且制备的电极层厚度可以达到200 nm,使串联电阻较小。这种纳米间隙电极的制备方法简单有效。

真空电子器件的新机理研究

本文对近年来真空电子器件研究中出现的一些新概念、新设想进行了介绍和评述。随着毫米波(mmW)和太赫兹(THz)频域的进一步开拓,对工作在这些频域真空电子器件的频率、功率、带宽、效率和微制造提出了更高的要求。带状电子注和多电子注是提高器件功率的重要途径;光子带隙技术和真空电子器件的结合为新型器件的发展提供了新的方法;陶瓷行波管的研制给我们带来全新的概念,特别是纳米真空三极管和光三极管概念的提出,为真空电子器件回归数字电路技术展示出令人鼓舞的前景。

B—GAP包覆纳米铝粉的制备与表征

为防止纳米铝粉在空气中进一步氧化失活，利用不同硅烷偶联剂对纳米铝粉预处理，后用支化聚叠氮缩水甘油醚（B—GAP）对其进行表面包覆改性，制得B—GAP／nano—Al复合粒子，利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）对包覆前后的纳米铝粉进行表征分析，并通过光电子能谱仪（XPS）对复合粒子的形成原理进行讨论，结果表明，相对于偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（Al51），在偶联剂叫一氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）作用下，B—GAP包覆纳米铝粉效果较好，复合粒子为具有核壳结构的球形粒子。

纳米GaP粉体在水溶液中的分散性能及其PVP复合薄膜的制备

采用三种不同类型的分散剂对纳米磷化镓(GaP)粉体进行分散,并用测量滤液吸光度的方法来比较分散效果;测定了纳米GaP粉体的等电点,以及采用十二烷基苯磺酸钠分散时的Zeta电位,并初步制备了纳米GaP/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合薄膜。结果表明,分散剂的选择、分散剂的浓度、pH值都对分散效果有着重要的影响;制备的纳米GaP/PVP复合薄膜具有良好的可见光透光性和一定的紫外线吸收性能。

纳米硅薄膜光学性质的测定与研究

通过测定纳米硅薄膜的透射谱,建立计算模型计算得出薄膜样品的折射率、厚度、吸收系数和光能隙。计算结果表明这种半导体材料在620 nm波长附近的折射率约为3.4,计算得到的厚度与用台阶仪测量的结果吻合很好。在620 nm波长附近的吸收系数介于吸收系数较小的晶体硅与吸收系数较大的非晶硅之间,光能隙约为1.6 eV,两者都随晶态含量增大而呈减小趋势。

真空蒸发制备ZnTe纳米薄膜

利用真空蒸发的方法制备ZnTe纳米薄膜,用X射线衍射仪、紫外可见分光光度计对薄膜的物相结构、光学特性进行了测试,用冷热探针、薄膜测厚仪、四探针电阻率测试仪对薄膜导电类型、厚度、折射率和电阻进行了测试。结果表明,当原子配比Zn∶Te=1∶0.7,热处理温度T=500℃时,可制备较理想的ZnTe多晶薄膜,薄膜的择优取向沿(111)晶向,光透射增加,薄膜的光学带隙为2.341eV.薄膜的导电类型为P型。折射率随波长的增加而减小。

金刚石电子材料生长的研究进展

简述了金刚石兼具物理的和化学的优良性质,尤其是金刚石的半导体电气性质,即宽带隙、高击穿电场、高载流子迁移率和高热导率,成为固态功率器件最有前途的半导体材料之一。介绍了金刚石基的电子器件及其材料生长的研究进展,分析了金刚石膜的导电机理以及材料生长的新技术。重点介绍了采用包括微波等离子体化学汽相淀积（MPCVD）等方法制备金刚石膜、本征单晶生长、硼掺杂等技术。目前在直径为100~200 mm的硅衬底上,可以淀积均匀的超纳米结晶金刚石（UNCD）膜。此外,对金刚石电子学和光电子学的未来进行了展望。