快速制备含镍SiO2气凝胶材料的研究与表征

以正硅酸乙酯（TEOS），硝酸镍为原料，HF为催化剂，通过sol-gel法，经CO2超临界流体干燥，可快速制备含镍的SiO2气凝胶；HF的加入大大加速了溶胶-凝胶反应速度。气凝胶密度在20～200mg／cm^3范围内连续可调，镍含量的浓度可在1％～30％范围内控。运用IR、XRF、XRD、TEM等方法对样品进行结构表征。研究结果表明，掺杂物以非晶态形式成功掺人SiO2气凝胶中，经673K热处理5h，后SiO2气凝胶载体的微结构未被破坏。

微孔结构氟聚合物铁电驻极体的制备及其热稳定性研究

描述了一种微孔结构氟聚合物铁电驻极体的制备方法，利用准静态方法测量了该功能膜的压电系数如，并通过等温衰减和热刺激放电电流谱的测量研究了凼，的热稳定性。结果表明，这类氟聚合物铁电驻极体膜的准静态压电系数d33与热压时间有关；与聚丙烯（PP）压电驻极体膜相比较，氟聚合物压电驻极体膜不但具有更高的压电活性，而且呈现更优良的热稳定性。

孔洞结构聚丙烯铁电驻极体薄膜的压电性研究

为了提高孔洞结构聚丙烯(cellular PP)铁电驻极体的压电性能,采用高压气体膨化技术对材料进行了改性处理,并利用准静态和干涉仪测量方法,对经处理的cellular PP铁电驻极体薄膜的压电效应进行了研究.结果表明:气体膨化工艺能够明显提高cellular PP铁电驻极体薄膜的压电活性:这种突出的压电活性源干膨化膜杨氏模量Y的降低和电极化能力的提高;压电系数d33随频率的增加呈现下降趋势:从0.01 Hz下的1200 pC/N降低到共振频率附近的350 pC/N;对于不同参数处理的样品,它们的共振频率在150～400 kHz;大多数样品的d33在0.2～10 kPa的范围内没有明显的变化,但是高于10 kPa,d33随之下降;cellular PP铁电驻极体薄膜d33的热稳定性与非孔洞型PP驻极体薄膜的电荷储存热稳定性相当.

以水玻璃为源常压制备高保温二氧化硅气凝胶

以低成本工业级水玻璃为硅源，水为反应物及溶剂，在无需复杂的树脂交换和水洗条件下，分别采用HF一步快速催化法和HNO3-NaOH酸碱两步催化法，通过溶胶一凝胶技术制备出二氧化硅水凝胶。采用三甲基氯硅烷（TMCS）和六甲基二硅醚（HMDSO）作为表面修饰剂，在常压条件下制备了低热导率（0．03W／（m·K））、比表面积在200～500m^2／g之间的低密度、疏水特性可调，具有高效保温性能的纳米多孔二氧化硅。对该材料的制备过程、形成的结构以及反应机理、保温原理进行了讨论。

孔洞结构聚合物驻极体的储电性和压电性

电极化的孔洞结构聚合物薄膜同时具有铁电材料(极化弛豫以及与极化相耦合的其它物理量的弛豫)和驻极体(存在过剩电荷)的特点,被命名为铁电驻极体(ferroelectret),是一类新型的机电传感器材料.这种材料的压电活性源于沉积在内部孔洞上下两壁极性相反的空间电荷和材料的孔洞结构.它除具有与压电陶瓷相当,甚至更高的压电d33系数(准静态d33高达1400pC/N,比铁电聚合物PVDF及其共聚物P(VDF/TrFE)的d33高出近二个量级)以外,还拥有聚合物的柔顺性、可大面积成膜、低成本、低电容率以及与空气和水相匹配的低声阻抗等突出特性.可以说,这种新型压电材料组合了压电陶瓷和铁电聚合物的各自优势,必将在通讯、保安、控制、医疗及军事等领域有广阔的应用前景.作者综述电极化孔洞结构聚合物薄膜的制备方法,电极化工艺,压电性,理论模型,应用前景,发展现状及其展望.

无机分散溶胶-凝胶法制备块状锂基气凝胶

以无机锂盐(LiCl)的醇溶液为前驱体,聚丙烯酸(PAA)既作为分散剂又为凝胶引导剂,环氧丙烷为凝胶促进剂,采用溶胶-凝胶工艺制备了块状锂基醇凝胶,经CO2超临界流体干燥工艺,得到白色锂基气凝胶块体样品,其密度约为150 g/m3。用透射电镜(TEM)对气凝胶的微观结构进行分析表明,气凝胶样品由线性骨架构成网络结构。结合红外光谱分析及XPS测试结果分析可知,样品中主要含有锂、碳元素。由BET测试结果可知,样品比表面积达18.9 m2/g。

硅基多层无机驻极体薄膜中平均电荷重心和密度的确定

报道通过表面电位测量和 C- V分析来确定硅基多层无机驻极体薄膜中平均电荷重心及电荷密度的方法 .它包括两个非破坏性的测量 :首先 ,通过补偿法测量驻极体薄膜自由面的表面电位 ,然后在样品表面蒸镀金属电极 ,形成 MIS结构 ,进行电容电压 (C- V)测试 ,由此得到驻极体薄膜和硅界面的电位 .电荷重心和电荷密度可通过计算得出 .同时利用这一方法确定了硅基 Si3 N4/ Si O2 双层驻极体薄膜中的平均电荷重心 ,发现电荷重心强烈地依赖于电晕充电以后的老化温度 ,经过 40 0°C下老化 2 0 m in,常温正电晕充电驻极体的电荷重心已从近自由面迁移至Si3 N4和 Si O2 界面附近 .

FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体的压电性及电荷动态特性

报道了将致密的FEP和多孔PTFE交互层叠在一起，采用热粘合的方法制备出具有孔洞结构的聚合物复合膜，然后经电晕极化处理使该复合膜成为铁电驻极体。最后用准静态方法测量该铁电复合膜的压电系数d33，并通过热刺激电流放电（TSD）电流谱和等温衰减研究了FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体的电荷动态特性。结果表明：该复合膜的压电系数d33可达200～500pC/N，在0～12kPa的压强范围内呈现出良好的线性，并且在90℃下老化160min后仍保持在原来的43％且趋于稳定；FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体电荷在热激发脱阱后复合途径主要有2种：一种是沿着固体介质的表面迁移与异性电荷复合，另一种是穿过固体介质层与异性电荷复合。在低温区（7512附近）前者占优，高温区（120℃附近）后者占优。

强激光与气凝胶靶相互作用的二次谐波与X射线发射的实验研究

主要通过对气凝胶多孔材料平面靶产生的激光等离子体Ｘ射线和谐波发射的研究，发现气凝胶平面靶的光谱发射与普通平面靶明显不同。气凝胶靶发射的Ｘ射线光厚较薄，容易产生二次谐波的次峰结构，这是由于气凝胶靶本身的低密度特性容易激发离子声衰变不稳定性而引起的。

有序结构氟聚合物压电驻极体的制备和压电性研究

描述了一种有序微孔结构压电聚合物功能膜的制备方法,利用模板的高度有序实现薄膜微孔结构的精确控制.将此制备方法用于氟聚合物压电驻极体薄膜的制备,通过扫描电子显微镜(SEM)对其微观结构的观察表明薄膜具有理想的有序结构.对氟聚合物压电驻极体压电性的研究则是利用正压电效应测量准静态压电系数d33,通过等温衰减和压强依赖性的测量考察其压电性能.结果表明:有序结构氟聚合物压电驻极体的准静态压电系数d33可高达300pC/N;与无序结构氟聚合物压电驻极体薄膜相比较,有序结构薄膜d33的热稳定性有了明显的提高;在～32kPa的压强范围,压电系数d33表现出相当大的压强依赖性,这可能与薄膜的杨氏模量随压强增大而增强有关.

人工调控微结构压电驻极体的热稳定性和电荷动态特性

利用表面带有周期性结构的硬质模板,通过冷压工艺将周期结构图案复制到多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜表面,再经过热黏合工艺与致密氟化乙丙烯共聚物(FEP)薄膜复合,制备出了高度有序的微孔结构复合膜,并用电晕充电的方法对复合膜进行极化处理,最终获得氟聚合物复合膜压电驻极体.借助对这类复合膜压电驻极体介电谐振谱的测量,得到了材料的杨氏模量.并利用等温热老化工艺对它们的压电系数d33的热稳定性进行了考察.最后通过短路热刺激放电谱的测量和分析,讨论了该复合膜在热老化处理后的电荷动态特性.结果表明,通过在多孔PTFE薄膜表面复制模板的周期结构并与致密FEP薄膜热黏合的方法能成功地制备出微结构高度有序的多孔复合膜.通过改变模板的周期结构还可以对复合膜驻极体微结构进行人工调控,进而实现材料力学性能和压电性能的人工控制.本文中制备的复合膜压电驻极体的杨氏模量约为0.53MPa,它们的准静态压电系数d33不仅可高达500pC/N,而且表现出良好的热稳定性,例如在150℃下经过5000min的热老化处理,d33系数还能保持初值的22%.经过热老化处理的复合膜,其脱阱电荷的输运途径以穿越固体介质层为主.

经二次膨化工艺优化的孔洞结构聚丙烯薄膜的压电性

报道了提高孔洞结构压电驻极体膜压电活性的新方法。该方法是在对已膨化处理的压电驻极体薄膜再进行一次膨化处理,通过调节薄膜的力学性能来进一步优化材料的压电活性。结果表明,将聚丙烯(PP)压电驻极体薄膜进行二次膨化处理后,其压电活性比一次膨化的PP薄膜提高约40%。这是因为薄膜在真空蒸镀电极过程中导致的厚度减小能够通过二次膨化工艺得到恢复,而厚度的增加可以有效地降低材料的杨氏模量,从而使薄膜的压电系数d_(33)增加;两次膨化温度对压电系数d_(33)均有影响,并且相互联系;通过选择合理的一次和二次膨化工艺参数(例如100℃和45℃)能够获得稳定的高压电系数压电驻极体膜。

聚偏氟乙烯分子链旋转时势能的变化

计算了聚偏氟乙烯分子链旋转时势能的变化．结果显示，当中心分子链旋转而其它链静止不动时，计算得到的势能曲线有４ 个很高的势垒，这些势垒来源于中心分子链和最近邻分子链中的氟原子对的“空间位阻”效应．这一结果与“六阱势”模型预言的势能变化存在准六度对称性相矛盾．计算结果表明，如果中心分子链和周围分子链同步旋转，势垒高度将极大地降低．另外，极化反转时晶格常数发生变化．最后得到的势垒高度约为７５ ｋ Ｊ／ ｍｏｌ．与室温下的分子热运动的能量（ 约２５ ｋ Ｊ／ ｍ ｏｌ） 相比，这样的“浅”势阱不足以锁定分子偶极矩形成稳定的自发极化方向．推得有机铁电材料自发极化的形成必然有其它外界因素参加．

抽运激光在光靶中的局域及其对X射线激光特性的影响

新型X射线靶设计为 :由SiO2 和TiO2 组成具有 12个周期的一维光子晶体 ,在它的中间嵌入光靶材料层作为缺陷层 ,SiO2 ,TiO2 和光靶层的光学厚度分别为λ 4、λ 4和λ 2 ,λ为抽运激光波长 .与普通平板光靶相比 ,当抽运光垂直照射到这种光靶时 ,靶层内部的光强将提高 2个数量级 ,所以抽运激光的阈值强度将降低 2个数量级 ,这有利于X射线激光的小型化 .在同样的抽运激光照射下 ,X射线激光的强度将提高 4个数量级 ,转换效率也将提高约 4个数量级 .由于平均电离度随抽运激光强度的提高而提高 ,所以采用这种光靶有利于使X射线激光向短波长推进 .