制备沸石基纳米非晶软磁材料的新方法及其磁性

首次以分步水热合成封装法于孔径分别为0.56,0.73和 0.78 nm的沸石ZSM-5,Naβ和NaY的孔道中成功地封装了强磁性材料SmCo_5和铁氧体Fe_3O_4,并测得其磁滞回线及饱和磁化强度M_s,剩余磁化强度M_r和矫顽力H_c。实验结果表明,体相Fe_3O_的矫顽力为8 117 A/m.封装后减小至1114 A/m;体相SmCo_5的矫顽力为55 863 A/m,封装后减小至5 491A/m,即由体相强磁性材料变为纳米非晶软磁材料,这是纳米粒子的小尺寸效应和量子尺寸效应所致.并由XRD,IR和磁滞回线对该材料进行了表征.

Al_(91)Ni_7Y_2纳米非晶复合材料晶化的研究

利用差示扫描量热 ( DSC)、透射电镜 ( TEM)和 X射线衍射 ( XRD)技术对快速凝固Al91 Ni7Y2 合金条带急冷态和不同温度退火态的晶化行为及显微结构演化进行了研究。结果表明 :急冷态的 Al91 Ni7Y2 合金为部分 Al粒子均匀分布在非晶基底上的复合材料。从急冷态到高温平衡态有三阶段晶化过程 ,对所有的晶化温度和晶化相的测量表明 ,DSC曲线上第一个峰的初始和峰值温度分别为 2 4 0℃和 2 67℃ (在加热速率为 1 0℃ /min条件下 ) ,这一相对高的温度表明此复合材料有高的热稳定性。

退火晶化过程中Ni-B纳米非晶态合金的结构

采用ＸＡＦＳ和ＸＲＤ两种方法研究化学还原法制备的Ｎｉ－Ｂ纳米非晶态合金在退火过程中的结构变化．我们发现，在５７３ Ｋ左右的退火温度下，Ｎｉ－Ｂ纳米非晶态合金生成亚稳的纳米晶Ｎｉ和Ｎｉ３Ｂ．在７７３ Ｋ或更高的退火温度下，Ｎｉ－Ｂ纳米非晶态合金大部分晶化为晶态金属Ｎｉ．

纳米非晶硅薄膜的界面发光特性

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HWP-CVD)技术沉积了不同氢稀释比的富硅氢化非晶氮化硅(a-SiNx:H)薄膜,并利用光致发光(PL)和光致发光激发(PLE)谱技术对其发光特性进行了研究.结果显示,所有样品发光均表现为两个带的叠加:一个发光带随氢稀释比增大而发生蓝移,另一个发光带则固定在2.9eV左右.前者关联于镶嵌在a-SiNx:H基质内非晶纳米硅颗粒的界面发光,后者来源于a-SiNx:H基质相关的局域态中电子和空穴对的辐射复合.并结合所沉积薄膜的吸收特性,分析了缺陷态和界面态对薄膜中非晶纳米硅界面发光特性的影响.

镶嵌在氢化氮化硅中纳米非晶硅粒子光吸收的模拟

采用量子限制效应模型对镶嵌有纳米非晶硅粒子的氢化氮化硅薄膜的光吸收进行了理论模拟,探讨了由吸收谱分析给出该结构薄膜光学参数的方法,并通过对不同氮含量样品的讨论给出了量子限制效应和纳米硅粒子表面的结构无序对薄膜光吸收特性的影响规律。分析结果表明,随氮含量的增加,薄膜有效光学带隙增大,该结果与薄膜中纳米硅粒子平均尺寸的减小引起的量子限制效应的增强相关,而小粒度纳米硅粒子比例增加所引入的较高微观结构无序度和较多缺陷将会导致薄膜低能吸收区吸收系数增加。

纳米非晶碳薄膜的制备及其场致电子发射特性

采用微波等离子体增强化学气相沉积(MPECVD)法,在涂有FeCl3的硅衬底上制备出了纳米非晶碳薄膜。通过SEM、XRD和拉曼光谱分析了薄膜材料的形貌和结构。并研究了薄膜材料的场发射特性。结果表明:薄膜的开启电场仅为0.39 V/μm;当电场强度为1.85 V/μm时,电流密度高达3.06 mA/cm2;且场发射点均匀、密集、稳定。迭代法计算表明薄膜材料的功函数为3.1 eV,发射点密度约为1.7×105个/cm2。这些均表明该薄膜是一种性能优良的场发射阴极材料。

纳米非晶硅(na-Si∶H)p-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170°C)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-S i∶H)薄膜,并将其用作p in太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-S iC∶H/i-na-S i∶H/n-nc-S i∶H/A l结构的p in太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。

纳米非晶金刚石膜改善义齿基托表面变形链球菌黏附量的研究

目的:观察比较义齿基托材料镀用纳米非晶金刚石薄膜前后,表面变形链球菌黏附量变化情况,探索纳米非晶金刚石薄膜镀用义齿树脂基托表面后的抗菌可能性。方法:采用热凝牙托材料制作30mm×10mm×2mm标准试件30个。按不同粗糙度(280目、600目、1200目)分成3组,每组10个。相同粗糙度的10个试件再分成2组,每组5个,一组试件双面镀用纳米非晶金刚石薄膜作为实验组,一组不作处理作为对照组。结果:3组不同粗糙度试件实验组及对照组均存在变形链球菌黏附,实验组少于对照组,两者差异有显著性(1200目P<0.05;600及280目P<0.01);不论实验组还是对照组试件表面变形链球菌黏附量均随粗糙度增大而增多(P<0.05),实验组增多趋势相对较小。结论:纳米非晶金刚石薄膜能够改善义齿树脂基托表面的变形链球菌黏附量,具有部分抑菌功能。

掺硼纳米非晶硅的太阳能电池窗口层应用研究

本文通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法沉积p型纳米非晶硅薄膜(na-Si∶H),系统地研究了掺杂气体比(B2H6/SiH4)、沉积温度、射频电源功率对薄膜结构、光学、电学性能的影响。研究表明,轻掺硼有利于非晶硅薄膜晶化,但随着掺硼量的增加,硼的"毒化"作用又使薄膜变为非晶态;与p型a-Si∶H相比,掺硼纳米硅薄膜的光学带隙Eopt较高,电导率较高,电导激活能较低,是一种很有潜力的太阳能电池窗口层材料。

沸石基纳米非晶软磁材料的制备及其磁性

首次以分步水热合成封装法于孔径为0.56nm的沸石分子筛ZSM-5的孔道中成功地封装了强磁性材料SmCo5和铁氧体Fe3O4,并能圆满地测出了它们的磁滞回线及磁学参数:饱和磁化强度,剩余磁化强度和矫顽力Hc.实验表明:块材Fe3O4的矫顽力为102Oe,封装后变小为14Oe;块材SmCo5的矫顽力为702Oe,封装后能变小为69Oe,即由体相强磁性材料变为纳米非晶软磁材料,这是纳米粒子的小尺寸效应和量子尺寸效应所致.并由XRD,IR,吸附测定及磁滞回线得到了表征.

纳米非晶态Ni(OH)_2电极材料的稀土掺杂改性研究

为了提高镍基二次电池正极材料的电化学性能,采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土Ce掺杂纳米级非晶态氢氧化镍粉体材料。采用Raman,XRD,SEM和TEM对其结构形态进行了表征分析,采用交流阻抗谱(EIS)和充放电性能对其电化学性能进行了测试。结果发现,掺入适量的Ce可以进一步增强纳米非晶态氢氧化镍的无序性并且使颗粒细化,进而使其电化学反应的电荷转移电阻降低,电化学活性明显增强。样品作为MH-Ni电池正极材料以0.2 C充放电,终止电压为1.0 V,当掺杂Ce的质量分数为4%时,其放电比容量达到336.7 mAh/g,这明显高于晶态β-氢氧化镍电极材料289 mAh/g的理论容量,说明纳米非晶态氢氧化镍作为高活性电极材料具有很好的应用前景。

Al_(91)Ni_7Y_2纳米非晶复合材料晶化的研究

利用差示扫描量热 (DSC)、透射电镜 (TEM)和 X射线衍射 (XRD)技术对快速凝固 Al91 Ni7Y2 合金条带急冷态和不同温度退火态的晶化行为及显微结构演化进行了研究。结果表明 :急冷态的 Al91 Ni7Y2 合金为部分 Al粒子均匀分布在非晶基底上的复合材料。从急冷态到高温平衡态有三阶段晶化过程 ,对所有的晶化温度和晶化相的测量表明 ,DSC曲线上第一个峰的初始和峰值温度分别为 2 40℃和 2 6 7℃ (在加热速率为 10℃ /min条件下 ) 。

催化剂对纳米非晶碳膜场发射性能的影响

利用微波等离子体增强化学气相沉积(MPECVD)法,在经处理的单晶硅衬底上沉积了纳米非晶碳薄膜。通过Raman、SEM、XRD表征,研究了催化剂对纳米非晶碳膜的生长速率及场发射性能的影响。结果表明,在制备纳米非晶碳膜时使用FeCl3作为催化剂可大幅提高其生长速率。在相同的制备条件下,与未加FeCl3催化剂制备的纳米非晶碳膜的场发射性能相比,加催化剂制备的碳膜开启电场降至0.5V.μm-1;在1.8V.μm-1的电场下,电流密度可以达到2.6mA.cm-2,而且发射点密度较大、分布均匀。

原位XAFS研究纳米非晶态合金NiB的晶化机理

利用原位XAFS技术研究了在273K下化学还原法制备Ni70B30纳米非晶态合金的升温晶化过程．结果表明，NiB初始样品中存在Ni和B原子的局部富集，Ni原子的局域结构类似于非晶态Ni，并且Ni原子第一近邻B原子的平均配位数只有0．7左右，远低于其化学计量比7：3应有的配位数3．6．在升温至498K时，部分NiB开始晶化生成fcc-Ni;在523～598K温度范围内，NiB晶化比例随着温度的升高呈线性增加；在温度高于598K时，NiB纳米非晶态合金的晶化基本完成．

氢化纳米非晶硅(na-Si:H)p-i-n太阳电池

文章报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si:H)薄膜,并将其用作pin太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-SiC:H/i-na-Si:H/n-nc-Si:H/Al结构的pin太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。

Al_(91)Ni_7Y_2纳米非晶复合材料晶化的研究

利用差示扫描量热（ＤＳＣ）、透射电镜（ＴＥＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）技术，对快速凝固Ａｌ９１Ｎｉ７Ｙ２合金条带急冷态和不同温度退火态的晶化行为及显微结构演化进行了研究。结果表明：急冷态的Ａｌ９１Ｎｉ７Ｙ２合金为部分Ａｌ粒子均匀分布在非晶基底上的复合材料。从急冷态到高温平衡态有三阶段晶化过程，对所有的晶化温度和晶化相的测量表明，ＤＳＣ曲线上第一个峰的初始和峰值温度分别为 ２４０℃和 ２６７℃（在加热速率为 １０℃／ｍｉｎ条件下），这一相对高的温度表明此复合材料有高的热稳定性。

机械合金化法制备Al-Cu-Fe纳米非晶合金

采用行星式高能球磨机制备了Al80 -xCuxFe2 0 (x =2 0～ 4 0 )三元非晶纳米合金粉末 ,分析了不同球磨时间及热处理工艺对粉末结构、颗粒大小等的影响。结果表明 :成分为Al40 Cu40 Fe2 0 的粉末球磨时逐步非晶化 ,球磨3 3h后 ,非晶化程度最大 ,最小颗粒尺寸达到 5 .6nm ;进一步球磨 ,非晶晶化 ,颗粒尺寸增大 ;成分为Al80 -xCuxFe2 0 (x =2 0 ,2 5 ,3 0 )的粉末球磨 90h后 ,得到非晶 ,最小颗粒尺寸为 3 .4nm。球磨制备的Al Cu Fe非晶粉末具有铁磁性 .用DSC测量了其晶化温度 (Tc) ,Tc≈ 873℃。

高温原位XAFS研究NiB纳米非晶态合金催化剂的结构

原位XAFS方法研究NiB纳米非晶态合金在78K至573K温度范围的结构特点。结果表明：在78K时，NiB样品的第一配位峰的位置和强度分别为2．06A、396．4，其强度只有Ni箔第一配位峰强度的25％左右；300K时，第一配位峰的位置和强度分别2．08A、255．9；573K时，第一配位峰的位置和强度分别为1．87A、155．4。温度从78K升至300K，第一配位峰的位置变化不大，但峰强度降低35％左右：温度继续升至573K时，峰的位置较78K的向小的方向移动0．20A，并且强度降低了60％。这表明随着测量温度的升高，NiB纳米非晶态合金中Ni原子周围的热无序度显著增加。

高温原位XAFS研究NiB纳米非晶态合金催化剂的结构

原位XAFS方法研究NiB纳米非晶态合金在78K至573K温度范围的结构特点。结果表明：在78K时，NiB样品的第一配位峰的位置和强度分别为2．06A、396.4，其强度只有Ni箔第一配位峰强度的25％左右；300K时，第一配位峰的位置和强度分别2．08A、255．9；573K时，第一配位峰的位置和强度分别为1．87A、155．4。温度从78K升至300K，第一配位峰的位置变化不大，但峰强度降低35％左右；温度继续升至573K时，冷的位置较78K的向小的方向移动0．20A，并且强度降低了60％。这表明随着测量温度的升高，NiB纳米非晶态合金中Ni原子周围的热无序度显著增加。

镍铬合金镀覆纳米非晶金刚石膜后耐腐蚀性能的实验研究

目的通过检测并分析在镍铬合金表面镀覆纳米非晶金刚石膜前后自然腐蚀电位和腐蚀电流密度变化情况,探讨应用纳米非晶金刚石膜在改善非贵金属耐腐蚀性能方面的意义。方法将16个镍铬合金铸件随机分为镀覆纳米非晶金刚石膜的A组及不做任何处理的B组,每组8个铸件。采用电化学实验方法分别检测并记录A、B组在两种pH值人工唾液中的自然腐蚀电位、腐蚀电流密度数值及线性极化曲线,将所得数据进行统计学分析。结果 A组自然腐蚀电位高于B组,腐蚀电流密度低于B组;两组中,随pH值降低,合金表面自然腐蚀电位均出现降低,腐蚀电流密度升高;但A组表现为较小的变化幅度。结论表面镀覆纳米非晶金刚石膜后可提高镍铬合金的耐腐蚀性能;随pH值的降低,合金耐腐蚀性能会发生不同程度的下降,镀膜后下降幅度较小,表明镍铬合金表面镀覆纳米非晶刚石膜后耐腐蚀性能得到改善。