一维GaN纳米材料制备及其光电器件研究进展

一维GaN纳米材料相对于薄膜材料在光电器件应用方面具有诸多优势,本文主要论述一维GaN纳米材料的主要制备方法及其光电器件应用的研究进展。首先分别介绍采用MOCVD、MBE、CVD及模板法制备一维GaN纳米材料,重点论述GaN纳米材料的结构与形貌调控。其次介绍一维GaN纳米材料分别应用于主要光电器件包括LED、太阳能电池、激光器及光探测器的研究动态,讨论纳米材料性能、结构以及制备技术对其器件性能的影响。最后对一维GaN纳米材料的发展与应用前景进行展望。

镁/聚乳酸复合材料的制备与表征

为有效中和聚乳酸降解过程后的酸性,提出镁颗粒与聚乳酸的复合材料新体系。采用造粒-注塑工艺制备了3%Mg/聚乳酸(PLA)复合材料,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征了产物的微观形貌与物相组成;测试了力学性能;采用模拟体液浸泡手段研究了复合材料的降解行为。结果表明,采用造粒、注塑工艺可以制备这类复合材料,少量镁颗粒的加入对聚乳酸的力学性能影响不明显,其中拉伸强度和延伸率分别下降了6%和12.5%,但弯曲强度有所增加。聚乳酸降解后的酸性得到了有效的中和,聚乳酸浸泡30 d后的pH值为6.28,而3%Mg/PLA复合材料浸泡30 d后的pH值仅为6.85。

材料成型及控制工程专业引入计算机模拟方法教学的研究

基于材料成型及控制工程专业的特点和面临的问题,阐述了计算机模拟方法已成为现代材料成型研究的必备手段之一。通过对材料成型及控制工程专业相关课程中加入计算机模拟方法的介绍,举办计算机模拟相关的软件培训,针对企业实践有机结合计算机模拟完成毕业论文(设计)等多种教学活动,指导学生学习计算机模拟方法,取得了较好的教学效果。

基于卓越计划的材料成型与控制工程专业认证探索

根据材料成型与控制工程专业认证标准,以"卓越工程师教育培养计划"为契机,对如何构建材料成型与控制工程专业的认证体系进行了研究,介绍了专业认证的基本要求,在专业目标设置、课程体系构建、师资队伍完善等方面进行了探讨。

中温固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.7)Sr_(0.2)Ca_(0.1)Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)的合成与导电性能

采用固相反应法合成了锶、钙与铁掺杂的稀土复合氧化物La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-xFexO3-δ(x=0.3,0.5);通过TG-DTA分析了产物的形成过程;分别测试了产物在100～900℃间的混合电导率和热膨胀系数;对产物的晶体结构与晶粒形貌等进行了表征。结果表明:经1 200℃烧结后的两种产物均具有单一的菱方钙钛矿结构;晶粒生长情况较好,但尺寸不够均匀;混合电导率随温度升高先升后降,在600～800℃均大于100 S.cm-1,可满足要求,在100～500℃与温度基本保持线性关系,其导电行为符合小极化子导电机理;钙与铁同时掺杂有效降低其热膨胀系数,表明钙钛矿晶格的热稳定性得以提高。

复合材料液压机偏载工况下滑块变形规律的研究

偏载是影响复合材料制品精度的关键因素,特别是在成形较薄的复合材料制件时,因为薄制件固化时间短,倘若滑块发生偏载,成形出来的制件壁厚将不均匀。利用ANSYS有限元分析软件,针对YT71S-2400复合材料液压机在不同偏载工况下进行模拟,得出不同偏载工况下复合材料液压机滑块的刚度变化规律,可为压机机身设计及四角调平技术研究提供理论基础,从而减小偏载所造成的复合材料制件的质量问题。

依托地方产业开展材料成型及控制工程专业建设

依托天津滨海新区金属板材产业链开展材料成型及控制工程专业建设,通过建设材料工程创新实践基地,完善了专业素质教育体系;通过建设覆盖行业的产学研合作实践基地群,为实施卓越工程师教育培养计划提供了良好的条件,提高了人才培养质量,提升了毕业生的就业竞争力。

复合材料液压机偏载预应力下的模态分析

液压机模态分析是整个液压机结构动态设计的核心.通过对YT71S-2400复合材料液压机的模态分析,得到液压机-模具耦合结构在偏载预应力状态下的固有频率和振型,并对该状态下的前10阶模态进行振动特性分析,得出该耦合结构的有害振型及其位置,为液压机整体设计提供动态特性参考.同时,通过该研究还得出了该液压机-模具耦合模型在偏载预应力状态下的最小频率远大于其工作频率,不会产生共振,但处于次声波范围内,需要注意防护可能产生的噪声污染.

制备工艺对HA/PA66复合材料组织结构与性能的影响

采用熔融共混和溶胶共混工艺制备了羟基磷灰石/尼龙66(HA/PA66)复合材料,对两种工艺制备的HA/PA66复合材料的微观组织结构、力学性能及生物活性进行了对比研究。结果表明,溶胶共混工艺制备的HA/PA66复合材料中HA颗粒分散的均匀程度及界面结合强度均优于熔融共混工艺,但由于溶胶复合制备过程中PA66溶解以及复合过程中HA与PA66基体之间的氢键作用限制了PA66分子的有序排列,造成复合材料的结晶度低于熔融共混工艺制备的HA/PA66复合材料的结晶度,力学强度(35MPa)也低于熔融共混工艺制备的复合材料的力学强度(41MPa)。两种方式制备的HA/PA66复合材料模拟体液浸泡后都表现出了良好的生物活性。

零维、一维和二维ZnO纳米材料的应用研究进展

氧化锌宽禁带半导体不仅具有优异光电性质,而且包含丰富的零维、一维和二维纳米结构。本文主要从零维、一维和二维氧化锌纳米结构的角度出发,分别论述其在光催化器件、气体探测器、太阳能电池、光探测器、发光二极管、激光器、压电转换器件和阻变存储器应用领域的研究进展,并横向对照3种维度氧化锌纳米材料在不同器件领域的应用情况,分析总结不同维度各自物理特性优势发挥的应用器件,最后对氧化锌纳米材料应用面临的难实现p型掺杂等问题进行了展望。

生物可降解Mg-Zn-Zr/β-TCP复合材料组织结构及性能(英文)

镁合金具有优异的生物相容性,但在生理环境中过快的腐蚀降解速率制约其成为可降解植入材料。此外,镁合金的力学性能也较低。通过添加纳米β-TCP颗粒来改善Mg-Zn-Zr合金的显微组织及性能,制备挤压态的Mg-3Zn-0.8Zr合金和Mg-3Zn-0.8Zr/xβ-TCP(x=0.5,1.0,1.5)复合材料。添加纳米β-TCP增强体的复合材料其晶粒明显细化。拉伸实验结果表明,添加β-TCP后,复合材料的极限拉伸强度和伸长率均有所提高。电化学测试结果表明,复合材料在模拟体液中的抗蚀性较合金基体显著提高,其中Mg-3Zn0.8-Zr/1.0β-TCP复合材料的腐蚀电极电位为1.547V,其腐蚀电流密度为1.20×106A/cm2.

多孔氧化铝模板可控制备纳米材料与结构最近的一些研究进展

纳米材料的可控制备与有效集成是当前纳米科技领域的一个前沿和极富挑战性的研究课题,也是纳米材料器件化首先要解决的一个关键技术问题。针对这一技术难题,我们在基于有序多孔氧化铝的模板合成纳米材料的基础上,进一步发展了阳极腐蚀法制备具有梯度孔径和多级分叉孔结构的多孔氧化铝模板及基于这些模板制备具有一维梯度直径纳米线和多级枝状纳米线(管)的新方法,初步探索了与现行半导体工艺相兼容的硅基组装低维纳米材料的模板纳米掩膜技术,为低维纳米材料器件化打下了基础。本文主要报道这方面的研究进展。

零维、一维、二维无机纳米材料催化还原CO2研究进展

CO_2是温室气体的主要成分,但也是可被利用的潜在碳能源。主要介绍了近年来丰富的纳米材料包含零维、一维、二维无机纳米材料催化还原CO_2的研究现状。综述了不同课题组采用零维、一维、二维纳米结构进行催化还原CO_2,从材料结构、催化性能以及基本反应机理等方面进行分析和评述,分析总结不同维度的纳米材料各自的优势。最后对CO_2催化还原研究的发展方向和应用前景进行了展望。

采用复合空穴注入层提高有机电致发光器件的性能

制备了以Ag/SAM/m-MTDATA为复合空穴注入层的NPB/Alq3双层异质结发光器件,研究了器件的性能并与传统的器件进行了对比。考察了银膜厚度的变化对器件性能的影响。研究了光谱窄化以及微腔效应对器件的影响。研究结果表明:在ITO表面制备4-FTP自组装单分子膜修饰的5 nm厚的金属银膜,可以在保持阳极透明性的基础上,增强空穴的注入,改善界面的形貌,进而提高器件性能。制备的ITO/Ag/SAM/m-MTDATA/NPB/Alq3/LiF/Al器件的启亮电压为4 V,最大电流效率为6.9 cd/A,最大亮度为34 680 cd/m2(12 V);优于以ITO为阳极的对比器件(25 300 cd/m2@12 V)。

聚合物/碳量子点复合EL器件及光谱移动机理

制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/polyvinylcarbazole（PVK）/carbon quantum dots（CDs）/LiF/Al的电致发光器件。器件的发光光谱显示：在电压从7 V增大到13 V的过程中,光谱峰值从380 nm移动到520 nm,色坐标由（0.20,0.20）移动到（0.29,0.35）。经与PL光谱对比认为,EL光谱包含了PVK与碳量子点的双重贡献,随着电压的增大,碳量子点的发射逐渐增强,PVK发光先增强后减弱。结合器件能级结构讨论了器件的发光机制,认为低电场下的PVK兼具发光层和电子阻挡层的功能,EL光谱为PVK层和碳量子点的发光叠加;随着电场强度的增大,碳量子点和PVK界面区的空间电荷阻止了电子向PVK的传输,光谱转变为由碳量子点和激基复合物的共同贡献。

钙钛矿量子点光伏与荧光聚光电池:现状与挑战

太阳热辐射能储量丰富且无污染,是未来最具竞争力的清洁能源之一。近年来,卤化物钙钛矿量子点以其优异的光电特性以及量子限域效应、可溶液加工等独特优势被广泛应用于太阳能电池和荧光型聚光太阳能电池,应用前景广阔,但在未来的商业化应用中仍然面临诸多挑战。本文结合钙钛矿量子点太阳能电池领域的国内外研究进展,重点归纳了提升电池性能的优化策略,并探讨了钙钛矿量子点在荧光聚光电池中的应用,最后阐述了该领域当前面临的挑战,并对其发展趋势进行了展望,旨在为未来光伏技术的设计和开发提供一些思路,推进其研究进程。

复合材料液压机四角调平缸支撑结构的优化

四角调平的设计对整个压机的精度具有决定性的影响,本文对调平系统进行可行性分析,文中对复合材料液压机的四角调机构进行了数值模拟,对四角调平支架结构进行有限元分析,并对四角调平的支撑机构进行了结构优化。对改进后的调平支架结构进行模拟分析,模拟结果表明该调平缸支架结构可以可靠保证系统的准确调平。

单层密集ZnO纳米棒阻变器件的导电机制

制备了一种具有多级存储效应的密集ZnO纳米棒阵列阻变存储器件,借助I-V曲线和荧光光谱分析了器件的电流传导机制和阻变机制,发现器件在不同的电阻态下分别属于欧姆传导和空间电荷限制电流(SCLC)传导机制。正向电场作用使纳米棒表面耗尽区的氧空位V++密度增大,完善了电子传输的导电细丝通道,器件实现了由高阻态向低阻态的转变;在反向电压作用下,导电通道断裂,器件恢复到高阻态。

溶液中荧光材料发光效率的快捷测定方法

本文在通用比较法测量材料发光效率的基础上,提出了改进的溶液中荧光材料发光效率的快捷测定方法。利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计,本文探讨了常见的几种标准荧光物质溶液的吸光度与发光光谱之间的内在联系,归纳出标准溶液的吸光度与其所发射的光子数随着荧光波长变化的函数关系。通过拟合函数参数,标准荧光物质的发射光子数可通过公式由溶液的吸光度来求得。因此,只需测量未知材料溶液的吸光度与发光强度,通过比较同吸光度标准溶液的发光强度,即可测定该材料的发光效率,从而取代了传统比较法的繁琐测量过程。经过对几种半导体量子点的发光效率的测量验证,结果证明本文的公式计算结果与传统的直接比较法测量结果相一致。

Mn_(3)O_(4)/CNTs正极材料的制备及其电化学性能研究

针对水系镁离子电池正极材料循环不稳定及电化学性能差的问题,采用Mn_(3)O_(4)作为水系镁离子电池正极材料,通过简单的溶液共沉淀法将Mn_(3)O_(4)与碳纳米管(CNTs)原位复合形成Mn_(3)O_(4)/CNTs。经X射线粉末衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、通射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及充放电测试等表征,结果表明CNTs表面均匀附着尖晶石型Mn_(3)O_(4)纳米颗粒,提高了Mn_(3)O_(4)电极的导电性和电化学性能。Mn_(3)O_(4)/CNTs正极材料在100 mA/g下表现出305 mAh/g的比容量及长循环寿命,远高于Mn_(3)O_(4)的电池性能。Mn_(3)O_(4)/CNTs材料作为水系镁离子电池正极材料具有潜在的应用价值。