核壳结构Ta2O5@Ta3N5纳米花控制合成工艺研究

以TaCl5为钽源,采用水热–高温氮化法合成核壳结构Ta2O5@Ta3N5纳米花。首先,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)测试评价样品形貌,研究溶剂种类、异丙醇用量、盐酸用量、水热时间等条件因素对样品形貌调控规律;异丙醇溶剂有利于促进棒状结构生成,当异丙醇用量为14 mL,浓盐酸用量为400 µL,经160℃水热4 h制得Ta2O5纳米花,组成纳米花的棒状结构直径约50 nm,长约200 nm。再利用高温氮化技术,在50 mL∙min−1 NH3气流下,经850℃氮化3 h,Ta2O5纳米花经拓扑转换制得核壳结构Ta2O5@Ta3N5纳米花。XRD分析证实样品具有Ta2O5和Ta3N5双相结构,晶化度较高;HRTEM分析表明样品形成Ta2O5/Ta3N5;BET比表面积为21.9 m2∙g−1。本文为进一步开展Ta2O5@Ta3N5基纳米材料的制备及应用性能研究奠定实验技术基础。

TiN基IrO_2+Ta_2O_5涂层电催化性能研究

采用热分解法制备了一种以离子镀TiN膜为基体的IrO2+Ta2O5涂层电极,通过极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱等电化学方法并结合扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射研究了涂层的析氧电催化活性,并对460℃制备的涂层进行强化寿命实验。结果表明:涂层呈多孔、多裂纹的显微结构和多层电化学结构;制备温度对涂层表面形貌和电催化活性影响很大;该涂层阳极在保持了高电催化活性的同时,其使用寿命高于传统Ti基阳极,说明TiN作为此类催化电极的载体是可行的。

添加纳米IrO_2的新型涂层IrO_2-Ta_2O_5钛阳极的制备及性能

以纳米IrO2晶粒部分取代H2IrCl6分散于前躯体溶液中,以此改进工艺制备一种Ir和Ta的摩尔比为7-3的IrO2-Ta2O5涂层钛阳极,通过XRD和SEM分析所制备钛阳极表面涂层的物相组成和形貌特征,采用析O2极化曲线、循环伏安和强化寿命测试方法分别研究电极的电催化性能与稳定性。结果表明:在纳米种子嵌入电极涂层中存在的物相分别为IrO2基固溶体(Ir,Ta)O2和IrO2;与采用传统方法制备的电极相比,含纳米种子嵌入结构涂层的钛阳极具有更优越的电催化活性和耐蚀性。

基于TaCl_5的Ta_2O_5气凝胶制备工艺

主要介绍了以TaCl5为前驱体，低分子醇类为溶剂，分别采用环氧丙烷和环氧氯丙烷作为凝胶促进剂制备Ta2O5湿凝胶，湿凝胶经过CO2超临界干燥而获得白色Ta2O5气凝胶。透射电镜图谱表明气凝胶是由粒度为10～20nm的颗粒堆积而成。N2等温吸附一脱附分析表明，气凝胶的比表面积为800～900m^2／g。

钛基IrO_2-Ta_2O_5涂层阳极电化学多孔性研究

用循环伏安法研究了不同成分及不同热分解温度所得钛基IrO2 Ta2 O5 阳极电化学活性与多孔特性。阳极的电化学活性表面积随涂层中氧化物的成分变化而呈振荡变化 ;表面活性点数目随制备温度上升而下降。当阳极中IrO2 的摩尔分数为 0 .7时 ,氧化物阳极的孔隙率达到最低值 ;孔隙率随制备温度上升而下降。

电子束蒸发沉积Ta_2O_5光学薄膜的研究

通过正交实验,以Ta2O5为初始膜料,采用离子源辅助电子束蒸发技术制备了Ta2O5光学薄膜。透射光谱显示,所制备的Ta2O5光学薄膜具有较高的透射率,极值点透射率约为93%,接近K9玻璃基片的透射率。极差分析表明,基片温度和离子源氧气流量是影响薄膜透射率的两个主要因素,而沉积速率的影响很小。分析了各制备参数对Ta2O5薄膜光学性能的影响,得到了采用离子源辅助电子束蒸发制备Ta2O5光学薄膜的最佳工艺参数。

添加Ta_2O_5对NiCuZn铁氧体显微结构及磁性能的影响

采用固相反应法制备添加Ta2O5的NiCuZn铁氧体,研究了不同Ta2O5含量对NiCuZn铁氧体显微结构,静磁性能和高频损耗的影响。结果表明:Ta2O5具有细化NiCuZn铁氧体晶粒的作用,可降低材料的烧结密度。随着Ta2O5含量的增加,样品的饱和磁感应强度和起始磁导率单调减小,矫顽力则逐渐增大,截止频率逐渐升高,而高频损耗呈先降低后增加的趋势,其主导因素由剩余损耗逐渐过渡到磁滞损耗。当Ta2O5含量为0.12wt%时,样品在3 MHz、10 mT、100℃下总损耗最小,为139 mW/cm3,其中磁滞损耗和剩余损耗分别为93 mW/cm3和46 mW/cm3。

Ta_2O_5绝缘层厚度对ZnO基薄膜晶体管器件性能的影响(英文)

报道了不同厚度Ta2O5栅绝缘层对氧化锌薄膜晶体管器件性能的影响。在室温下用射频磁控溅射分别制备了100,85,60,40 nm厚度的Ta2O5薄膜作为绝缘层的一组底栅氧化锌薄膜晶体管器件。从实验结果可以得出如下结论:随着Ta2O5栅绝缘层厚度的增加,相应器件的场效应迁移率下降,其数值分别是50.5,59.3,63.8,71.2 cm2/V.s,对应100,85,60,40 nm厚度的绝缘层。从原子力显微图像可以看到,Ta2O5薄膜表面粗糙度随着薄膜厚度的减小而降低,这是场效应迁移率得以提高的主要原因。而100,85,60,40 nm不同厚度的绝缘层相应器件的开关电流比分别是1.2×105,4.8×105,3.2×104,7.2×103,其阈值电压分别为1.9,1.5,1.2,0.9 V。从各项性能综合考虑,85 nm厚度的Ta2O5栅绝缘层所制备的薄膜晶体管器件具有最佳性能。

热处理对离子束溅射Ta_2O_5薄膜特性的影响

利用离子束溅射沉积技术制备了Ta2O5薄膜,在100～600℃的大气氛围中对其进行热处理（步进温度为100℃）,并对热处理后样品的光学常数（折射率、折射率非均匀性、消光系数和物理厚度）、应力、晶向和表面形貌进行了研究.研究显示,随着热处理温度增加,薄膜折射率整体呈下降趋势,折射率非均匀性和物理厚度呈增加趋势,结果有效地改善了薄膜的消光系数和应力,但薄膜的晶向和表面形貌均未出现明显的变化.结果表明：热处理可以有效改变薄膜特性,但需要根据Ta2O5薄膜具体应用综合选择最优的热处理温度.本文对离子束溅射Ta2O5薄膜的热处理参数选择具有指导意义.

CeO_2添加对Ta_2O_5低膨胀陶瓷结构与性能的影响

采用干压成型和高温固相反应烧结制备了CeO2改性Ta2O5低膨胀陶瓷材料。研究了CeO2加入量对制备的Ta2O5陶瓷样品的物相组成、微观结构、热膨胀性能、抗折强度和抗热震性能等的影响。结果表明,经1450℃保温2h烧成,纯Ta2O5陶瓷由β-Ta2O5组成,存在明显的开裂现象,表现出负的热膨胀系数(-1.02×10-6℃-1)和低的抗折强度(1.69 MPa)。添加CeO2后,除β-Ta2O5主晶相外,还生成了六方相针状CeTa7O19晶体。适量CeO2的加入可有效抑制Ta2O5陶瓷的高温可逆相转变和消除开裂现象,形成致密的微观结构,样品呈现低的正热膨胀系数,抗折强度和抗热震性能显著提高。

阳极氧化法制备Ta_2O_5绝缘膜及性能研究

采用阳极氧化法在纯Ta表面制备绝缘性优良的Ta2O5介质膜,分析阳极氧化制备Ta2O5膜的基本机理,讨论不同电解液、阳极氧化电压及热处理等工艺参数对Ta2O5膜性能的影响。利用XRD、EDS和AFM分析薄膜的组织结构和表面形貌,超高阻微电流测试仪测试Ta2O5绝缘膜漏电流特性和耐击穿电压,结果表明,磷酸电解液中添加适当乙二醇溶液能有效地防止"晶化",阳极氧化电压在125～150V范围内制备Ta2O5绝缘膜耐击穿电压能力强,经350℃/60min大气气氛下热处理Ta2O5薄膜,内部结构致密,能有效提高Ta2O5绝缘膜耐击穿电压。

Ta_2O_5介质膜性能对液体钽电容器性能的影响

叙述了钽电解电容器阳极Ta2O5介质膜的形成过程,分析了电解液闪火与氧化膜击穿的微观过程。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了阳极氧化后及产品失效后阳极钽芯表面介质膜的微观结构,并对液钽电容器失效机理进行了探讨。结果表明,介质膜内杂质或缺陷处O2-放电产生的电子发射是电解液闪火和氧化膜击穿的前驱点;在高电场或高温度的作用下,介质膜的场致晶化和热致晶化是液体钽电解电容器失效的主要模式。

化学气相沉积法制备Ta_2O_5薄膜的研究进展

Ta2O5是重要的介电材料和光波导材料。从前驱体的选择方面综述了化学气相沉积法制备Ta2O5薄膜的研究进展,说明了五卤化钽和Ta金属有机化合物对CVD过程的影响,对这两类前驱体的优缺点进行了比较和评述,讨论了Ta2O5的生成机理,并对其发展方向作了简要的展望。

Ti基IrO_2+Ta_2O_5阳极的电化学特性

测量了Ti基IrO2+Ta2O5混合氧化物涂层的电化学阻抗谱（EIS）,研究了Ti基IrO2+Ta2O5混合氧化物涂层阳极在H2SO4溶液中的电化学表面结构以及电化学行为.这种涂层阳极具有多层电化学结构,低频段的阻抗行为对应电极外表面/溶液界面的阻抗恃性,高频段对应内表面/溶液界面的电化学特性和电极的物理阻抗.在析氧电位下,由于析出氧气的冲击,电极表面的总反应面积增大,而且析出的氧气对电极表面的改性受表面涂层的组织形态影响很大.由于晶粒的最细化,这种改性作用在IrO2含量为70％时最为明显.制备温度的升高使氧化物电极的多孔结构变得不明显、致密度上升以及活性表面积下降.

Li_2O·Al_2O_3·4SiO_2-Ta_2O_5系微晶玻璃分相与析晶机理研究

采用Ta2O5为晶核剂制备Li2O.Al2O3.4SiO2-Ta2O5微晶玻璃,并研究其分相、析晶机理,构建晶化模型.结果表明Ta2O5能有效促进玻璃的体积析晶,获得了晶粒尺寸为50nm的精细组织.非等温动力学计算显示随Ta2O5含量增加,析晶活化能降低,析晶指数增加,析晶动力学参数K(Tp)作为析晶判据更为合理.研究发现,LAST玻璃冷却时因亚稳分解导致互锁分相,形核前期又借助成核生长机制发生微滴分相,晶体生长则在继承亚稳分相形貌基础上发生"他形"析晶.最终构建了LAST微晶玻璃的晶化模型.

添加Ta_2O_5对MnZn功率铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体,研究了不同Ta2O5含量对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响.结果表明:少量Ta2O5的加入可以使铁氧体烧结样品的晶粒尺寸增大,气孔率下降,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率升高,损耗降低.而加入过多的Ta2O5会导致异常晶粒长大,气孔率升高,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率降低,损耗增大.当Ta2O5含量为0.04wt%时,铁氧体烧结样品的晶粒尺寸大小均匀,气孔率最低,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率达到最大值,损耗最低.

C/C复合材料Ta_2O_5-TaC/SiC抗氧化抗烧蚀涂层研究

采用包埋法和低压化学气相沉积(CVD)法在碳/碳(C/C)复合材料表面依次制备了Ta2O5-TaC内涂层和SiC外涂层,用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)及电子能谱(EDS)对涂层的相组成、微观形貌和元素组成进行了分析,研究了涂覆涂层后C/C复合材料在1 500℃静态空气中的防氧化性能及在氧-乙炔烧蚀中的抗烧蚀性能。结果表明:采用两步法制得的Ta2O5-TaC/SiC复合涂层结构致密,该复合涂层有效提高了C/C复合材料的抗氧化和抗烧蚀性能;Ta2O5-TaC/SiC复合涂层在1 500℃静态空气环境下可对C/C复合材料有效保护100 h以上;涂层试样在氧乙炔烧蚀环境中烧蚀60 s表明涂层可将C/C复合材料的线烧蚀率降低47.07%,质量烧蚀率降低29.20%。

La掺杂的SnO_2-Sb中间层对钛基IrO_2+Ta_2O_5电极性能的影响

目的改善Ti/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化性能。方法用热分解法在钛基材上制备了La掺杂的SnO_2-Sb中间层,并以此作为基体涂覆IrO_2+Ta_2O_5活性层,制备了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射能谱(EDS)及X-射线衍射光谱(XRD)技术分别分析了中间层和活性层的表面形貌、元素组成及晶相结构。采用线性扫描伏安曲线(LSV)和强化寿命测试方法在硫酸溶液中分别研究了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化活性和使用稳定性。同时,考察了La的掺杂比例对Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5电极强化寿命的影响。结果相对未掺杂La的中间层,掺杂La后的中间层表面裂纹减少,有更高的析氧过电位和更低的析氧电流密度。La掺杂对活性层的表面形貌和晶相结构基本没有影响,但电极的析氧电流密度有所提高。通过测试不同La掺杂比例涂层电极的强化寿命,发现La最佳掺杂比例为nLa:nSn=0.5:100。和未掺杂La涂层相比,La最佳掺杂比例涂层电极的强化寿命提高了22.8%。结论相对于未掺杂的Ti/SnO_2-Sb/IrO_2+Ta_2O_5电极,La掺杂后的Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极析氧电催化活性和强化寿命都得到改善。

钛基RuO_2-Ta_2O_5涂层电极材料的电容性能分析

采用热分解方法在钛基体上制备了(36%)RuO2-(64%)Ta2O5混合氧化物涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)以及恒流充放电测试研究了涂层电极的组织结构、表面形貌以及电容性能。结果表明:(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层以非晶氧化物为基体,带有少量纳米微晶RuO2的组织结构。在酸性溶液中,在50～900 mV/s的扫描速度下,Ti/(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层电极的伏安曲线都具有近似矩形形状,表现出良好的电容特性和功率特性。以5 mA/cm2和10 mA/cm2放电,比电容分别为525.5 F/g和495.1 F/g。在经历2000次循环充放电后,电极的电荷储存能力仍未衰减,显示其优异的循环稳定性。

Ta_2O_5薄膜制备的研究现状及进展

Ta2O5薄膜具有很好的电学性能和光学性能,制备方法种类繁多,如溶胶-凝胶法(Sol-gel)、化学气相沉积法、电子束蒸发技术、溅射法、Ta层阳极氧化或热氧化法、离子辅助沉积法(IBAD)、原子层沉积法(ALD)等。评述了现有各种制备方法的优缺点,综述了Ta2O5薄膜各种方法制备的条件、薄膜的功能性质等,并评析了金属有机化合物为前驱体制备性能优良的Ta2O5薄膜的前景。