PLZT陶瓷纤维/环氧树脂1-3复合材料的制备和性能研究

以乙酸铅、乙酸镧、乙酸氧锆和钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备了掺镧锆钛酸铅(PLZT)凝胶纤维.该纤维经热解、烧结后成为直径约25μm的陶瓷纤维.陶瓷纤维的表面和断面形貌的电子扫描图象表明,该陶瓷纤维均匀致密.用阿基米德法测得陶瓷纤维的密度为:7.78×103kg/m3.对于直径为4.4mm、厚度为43μm、陶瓷含量为70％的PLZT陶瓷纤维/环氧树脂1-3复合材料压电片,测得其压电常数d33、机电转换常数kt分别为:410pC/N和0.631.

超声场对醇/水反应体系制备纳米CeO_2粉体影响研究

在超声辐射条件下,以Ce(NO3)3.6H2O和六亚甲基四胺(HMT)为原料,使用醇/水反应体系制备了纳米CeO2粉体。采用透射电子显微镜(TEM)、平衡发射极晶体管(BET)对制备的纳米CeO2粉体进行了表征。研究了超声功率以及醇/水反应体系对纳米CeO2粉体粒径和团聚情况的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,使用醇/水反应体系以及适当的超声辐射均有利于制备出粒径更小、分散性更好的纳米CeO2粉体,但过高的超声功率则易导致颗粒间的团聚;而且超声辐射能够显著加快反应速度。制备出的CeO2粉体的平均粒径小于10 nm,粒度分布窄,单分散性好。

硅晶片化学机械抛光材料去除机制与模型

通过分析软质层的形成、作用以及纳米磨料的自身变形对材料去除的影响,改进了CMP过程的接触力学模型;分析了纳米磨料自身变形量对磨料嵌入硅晶片基体材料的深度的影响,以及纳米磨料硬度对抛光表面粗糙度的影响。结果表明:软质层的存在增加了单个纳米磨料所去除材料的体积,且对基体材料有保护作用,减小了纳米磨料嵌入基体材料的深度;纳米磨料的自身变形抵消了纳米磨料嵌入基体材料的切削深度,从而也决定了抛光表面的粗糙度;纳米磨料的自身变形量与纳米磨料的硬度有关,硬度低的纳米磨料自身变形量大,因而切削深度小,抛光后表面的粗糙度值低。

“工程材料”课综合型实验教学探索

为了培养具有较强实践能力和创新精神的高素质人才,工程材料课程实验教学的改革可以走如下模式扩充实验内容,适当减少验证型实验,开设应用设计型和应用分析型综合实验。实践结果表明,实验改革极大地提高了学生们的实验兴趣和学习“工程材料”课程的兴趣,取得了良好的效果。

超声辐射醇水体系制备纳米CeO_2粉体及其抛光性能研究

在超声辐射条件下,使用正丁醇/水反应体系通过均相沉淀法制备了纳米CeO2粉体;将所制备的纳米CeO2粉体作为磨料对硅晶片进行抛光,用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌并测量表面粗糙度;研究了超声场以及醇/水反应体系对纳米CeO2粉体粒径和团聚情况的影响,考察了纳米CeO2磨料对硅晶片的抛光效果。结果表明:超声辐射以及醇/水反应体系均有利于制备出粒径更小,且分散性更好的纳米CeO2粉体;使用纳米CeO2磨料抛光的硅晶片表面最终在2μm×2μm范围内的微观粗糙度值为Ra0.108nm,而且抛光表面非常平整。

从“工程材料”的教学实践谈激发学生的学习兴趣

根据心理学对人类学习兴趣研究的基本理论,从上好绪论课、创设每次课的“问题”情境、合理安排与设计综合型教学实验、强化学生的工程意识、合理设置课堂提问难度等方面,培养和激发学生学习“工程材料”课程的兴趣,对搞好“工程材料”课程的教学有良好效果。

纳米氧化铈在棉织物表面的原位合成及其抗紫外性能

通过一种简单的原位合成法在棉织物的表面生成CeO2纳米粒子,并且采用SEM、XRD等方法对纳米粒子进行表征,UV-Vis测试发现,这些CeO2纳米粒子对棉织物的抗紫外性能有明显的提高。原位合成方法使得CeO2纳米粒子与棉织物的表面具有很强的化学键连接,因此,这种具有强抗紫外线功能的棉织物在水洗多次后仍然具有非常优异的抗紫外功能。本方法为纳米功能织物的工业化应用提供了一种可行的途径。

纳米磨料对硅晶片的超精密抛光研究

采用均相沉淀法制备了纳米CeO2和纳米Al2O3超细粉体,将所制备的超细粉体配制成抛光液并用于硅晶片化学机械抛光,考察了纳米磨料对硅晶片抛光效果及抛光机理的影响.结果表明,纳米CeO2磨料的抛光效果优于纳米Al2O3磨料,采用纳米CeO2磨料抛光硅晶片时可以得到在1μm×1μm范围内微观表面粗糙度Ra为0.089nm的超光滑表面,且表面微观起伏较小.

纳米CeO_2颗粒的制备及其化学机械抛光性能研究

以硝酸铈和六亚甲基四胺为原料制备出不同粒径的纳米CeO2粉体颗粒,将纳米CeO2粉体配制成抛光液并用于砷化镓晶片的化学机械抛光.结果表明,不同尺寸的纳米磨料具有不同的抛光效果,采用粒度8 nm的CeO2磨料抛光后微观表面粗糙度最低(0.740 nm),采用粒度小于或大于8 nm的CeO2磨料抛光后其表面粗糙度值均较高.通过简化的固-固接触模型分析,认为当粒度过小时,磨料难以穿透软质层,表现为化学抛光为主,表面凹坑较多,表面粗糙度较高;当粒度大于一定值时,随着磨料粒度增加,嵌入基体部分的深度加大,使得粗糙度出现上升趋势.提出当磨料嵌入晶片表面的最大深度等于或接近于软质层厚度时,在理论上应具有最佳的抛光效果.

纳米磨料硬度对超光滑表面抛光粗糙度的影响

通过均相沉淀法制备了纳米CeO2和Al2O3粉体,研究了在相同抛光条件下纳米CeO2、Al2O3和SiO2磨料对硅片的抛光效果,用原子力显微镜观察了抛光表面的微观形貌并测量其表面粗糙度。结果表明:纳米CeO2磨料抛光后表面具有更低的表面粗糙度,在5μm×5μm范围内表面粗糙度Ra值为0.240nm,而且表面的微观起伏更趋向于平缓;考虑了纳米磨料在抛光条件下所发生的自身变形,其变形量相当于一部分抵消了纳米磨料嵌入基体材料的切削深度,而这个切削深度最终决定了抛光表面的粗糙度;分析指出这个变形量与纳米磨料的硬度成反比,硬度低的纳米磨料由于自身变形量大,导致切削深度小,抛光后表面的粗糙度值低。解释了在相同的抛光条件下不同硬度的纳米磨料具有不同的抛光表面粗糙度的原因。

纳米CeO_2磨料对GaAs晶片的CMP性能研究

通过均相沉淀法制备了不同粒径的CeO2超细粉体,并配制成不同氧化剂浓度和pH值的抛光液对GaAs晶片进行化学机械抛光。研究了不同粒径CeO2磨料对GaAs晶片的抛光效果,并对GaAs晶片化学机械抛光材料去除机理进行了探讨。结果表明,使用超细CeO2磨料最终在1μm×1μm的范围内达到了微观表面粗糙度Ra值为0.740nm的超光滑表面,而且抛光后表面的微观起伏更趋于平缓。实验证明,超细CeO2磨料对GaAs晶片具有良好的抛光效果。

N-[4-(α-溴代丁酰氧基)苯基]马来酰亚胺的合成与表征

通过分子设计合成了一种能进行自引发聚合的新型取代苯基马来酰亚胺单体N -[4- (α- 溴代丁酰氧基 )苯基 ]马来酰亚胺 (AB )。研究了催化剂用量、反应温度和时间等因素对合成反应的影响 ,得出了优化反应条件。采用NMR、FT- IR等对目标及中间产物的结构进行了表征。

硅晶片化学机械抛光中的化学作用机理

通过分析硅晶片化学机械抛光过程中软质层的形成及其对材料去除过程的影响,研究了使用纳米CeO2磨料进行化学机械抛光中的化学作用机理。分析表明,软质层是抛光液与硅晶片反应形成的一层覆盖在硅基体表面的腐蚀层,其硬度比基材小,厚度大约在几个纳米。软质层的存在一方面增大单个磨料所去除材料的体积,增加材料去除速率;另一方面减小了磨料嵌入硅晶片基体的深度,这对于实现塑性磨削,降低抛光表面粗糙度,都起着重要的作用。

纳米CeO_2磨料在硅晶片化学机械抛光中的化学作用机制

通过分析化学机械抛光过程中软质层的形成及其作用过程,研究了使用纳米CeO2磨料进行化学机械抛光时化学作用的机制。分析表明,软质层是抛光液与硅晶片反应形成的一层覆盖在基体表面的腐蚀层,其硬度比基材小,厚度在几个纳米左右。软质层的存在一方面增大单个磨料的去除体积,增加材料去除速率;另一方面能减小磨料嵌入硅晶片基体的深度,这对于实现塑性磨削,降低抛光表面粗糙度,提高抛光质量,以及改善抛光效果都有着重要的作用。

PS/EPDM反应性共混物的研究

在熔融状态下,利用Friedel-Crafts烷基化反应原位生成聚苯乙烯(PS)/EPDM共混物,考察路易斯酸品种、用量、混炼温度和混炼时间等对共混物性能的影响。结果表明,选择三氯化铝作为PS和EPDM大分子间形成接枝共聚物EPDM-g-PS的催化剂时效果较好;EPDM-g-PS的生成使PS/EPDM共混物的熔体质量流动速率和PS相的玻璃化温度下降,增大了PS和EPDM两相的界面结合力,从而提高了共混物的性能;当PS/EPDM共混比为60/40、三氯化铝用量为3份、混炼温度为140℃、混炼时间为5 min时,共混物综合性能较好。

锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)压电陶瓷和陶瓷纤维的制备

以乙酸铅、丙酸锌、五乙氧基铌、四丙氧基锆和四正丁氧基钛为原料,用溶胶-凝胶法制备了锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)凝胶纤维.该纤维经热解、烧结后成为直径约25μm的陶瓷纤维.陶瓷纤维的表面和断面形貌的电子扫描图像显示:该陶瓷纤维均匀致密,呈圆柱形.X射线分析表明:烧结温度影响陶瓷的晶相纯度.当烧结温度高于1250℃时,该陶瓷及陶瓷纤维呈现纯净的钙钛矿晶相.阿基米德法测得陶瓷和陶瓷纤维的密度分别为7.70×103kg/m3和7.80×103kg/m3.对陶瓷含量为63%的PZN-PZT陶瓷纤维/环氧树脂1-3复合材料压电片,测得其机电转换常数kt、压电常数d33和相对介电常数ε分别为:0.65、403pC/N和1300.以溶胶-凝胶法制备的超细粉体为原料烧结成的PZN-PZT陶瓷,其kt、d33和ε分别为0.48、600pC/N和2627.

硅烷接枝聚乙烯的表征

采用红外光谱（IR）测定了乙烯基三甲氧基硅烷（A171）接枝聚乙烯的硅烷特征吸收峰的吸光比，使用电感藕合等离子发射光谱仪（ICP—AES）测得硅炕接枝LLDPE、LDPE和HDPE的接枝率分别为0．671％～0．988％、0．349％～0．972％和0．254％～0．750％．与IR谱图结合，得到了吸光比与接枝率的标准工作曲线；采用核磁共振仪（NMR）测定了硅烷接技聚乙烯的^1H和^13C谱图，测算了接枝率和结构变化．验证了IR和ICP—AES的结果。

醇水法制备纳米粉体原理及应用

传统液相法制备纳米粉体遇到的普遍性问题是粒径尺寸难控制,颗粒易团聚,而将醇水法引入到液相合成过程中不仅可以降低粒径而且能大大改善其分散性,本文从热力学的角度分析了醇水法的理论根据,对其在液相法中应用的国内外报道进行了介绍,并提出了存在的问题和研究展望。

PC/ABS共混合金相容性的研究

使用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)研究了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂中丙烯腈(AN)、顺丁橡胶(PB)含量变化对聚碳酸酯(PC)/ABS合金相容性的影响,并且通过计算合金体系中两组分的相互作用参数X12对PC/ABS合金的相容性进行了表征和评价。结果表明,当苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)中AN质量分数为24%左右时,X12值最低,合金相容性最好;此时合金中分散相尺寸仅为0.5μm左右,且ABS均匀分布于PC基体中,ABS中PB含量变化对合金相容性的影响不明显。

纳米磨料对GaAs晶片的抛光研究

通过均相沉淀法制备了纳米CeO2和Al2O3粉体,研究了在相同抛光条件下纳米CeO2、SiO2和Al2O3磨料对GaAs晶片的抛光效果,并用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌并测量表面粗糙度。结果表明,使用纳米CeO2磨料抛光后的表面具有最低的表面粗糙度,在1μm×1μm范围内表面粗糙度Ra值为0.740nm,而且表面的微观起伏更趋于平缓。文中还探讨了GaAs晶片化学机械抛光材料去除机理,考虑了纳米磨料在抛光条件下所发生的自身变形,并分析了纳米磨料硬度对抛光表面粗糙度的影响,初步解释了在相同的抛光条件下不同硬度的纳米磨料为什么具有不同的抛光表面粗糙度。