玻璃粉料熔融球化过程的模拟研究

采用数值模拟方法,对单个熔融玻璃粉料颗粒的恒温球化过程进行了模拟研究。应用FLUENT软件,结合流体体积法追踪颗粒球化过程的液滴界面,模拟得到了熔融玻璃粉料颗粒在表面张力作用下自然球化的演化过程。提出了以熔融液滴的表面积变化来表征球化进程,分析了恒温条件下,熔融液滴的初始球形度、体积、粘度、表面张力因素对液滴球化时间的影响,并根据模拟结果拟合得到了特征球化时间的经验公式。

硼硅酸盐多孔玻璃微珠的制备

该文介绍了一种制备硼硅酸盐多孔玻璃微珠的方法,即通过玻璃粉末法制备玻璃微珠,然后通过热分相法得到多孔玻璃微珠。通过实验优化,制备得到了比表面积为68.18 m2/g的多孔玻璃微珠,并研究了热处理工艺和酸浸析工艺对微珠比表面积的影响。

高硼硅玻璃压制品的粘度温度分析

以废玻璃为原料熔制了高硼硅玻璃,对该组分高硼硅玻璃进行粘度和热膨胀系数测试,确定了该组分玻璃实验熔制的温度范围为1 550~1 600℃,出料温度宜在1 445℃以上,模压的温度范围为1 015~1 242℃,并进一步确定了玻璃制品的退火温度范围为517~599℃。

减反射玻璃的制备方法及发展趋势

该文主要介绍了减反射玻璃的应用背景以及制备方法,并从功能上对减反射玻璃进行了分类,对减反射玻璃的未来发展趋势进行了展望。

热致VO_2薄膜在激光防护方面的应用研究

VO2是一种固态热致变色材料,它的晶态结构可以在半导体-金属-绝缘体之间可逆转变。介绍了VO2的相变特性,研究了氧化钒的相变机理。根据激光对光电探测器的损伤机理,研究了氧化钒薄膜对激光的智能防护,并对其进行了计算和分析。结果表明,当一束激光照射VO2薄膜防护的探测器时,VO2薄膜可以在激光对探测器造成损伤之前完成相变,从而保护探测器,因此可用于探测器针对强激光的智能防护。

p型掺杂ZnO薄膜的光致发光特性研究

采用磁控溅射技术,以N_2作为p型掺杂源,制备p型N掺杂ZnO薄膜,着重研究了不同掺杂量的N掺杂ZnO薄膜的光学特性。结果表明,掺杂ZnO薄膜在360nm、380nm处出现主荧光峰,409nm、440nm处出现次荧光峰,而且随着N掺杂量的不同,主、次荧光峰-峰位和强度都会发生变化。当O_2∶N_2的体积流量比为15∶5时,薄膜中N含量最大,荧光谱中发光峰强度最佳,霍尔效应检测薄膜具有明显的p型导电特征。

表面具有微纳结构的AZO薄膜制备及性能研究

采用磁控溅射法及线棒刮涂法在玻璃衬底上室温生长微纳结构铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜,使底层AZO薄膜工作压强从1.5Pa调整到0.1Pa。通过扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射(XRD)仪、霍尔效应测试系统、分光光度计及光电雾度仪研究了AZO薄膜的表面形貌、晶体结构、电学性能和光学性能。研究结果表明,降低底层AZO薄膜工作压强对微纳结构AZO薄膜光电性能有显著的影响。底层AZO薄膜工作压强0.2Pa时,薄膜表现最低电阻率为6.17×10-4Ω·cm,可见光波段平均光学透光率为82.3%。随着底层AZO薄膜工作压强的降低,薄膜表面形貌、生长形态和晶粒大小发生较大变化,并得到具有陷光作用、优良光电性能的微纳结构AZO薄膜。

HNO自由基与O_2反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和从头算方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对反应HNO+O_2做了理论计算研究。优化得到了反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型以及相应的能量值、振动频率。通过分析反应路径的能量差异,以及异构化难易程度,发现HNO+O_2反应有2种产物通道:HOONO和HNO_3。其中过氧亚硝酸HOONO是主要产物,有3种稳定的构象。

种子层及掺杂浓度对溶胶-凝胶法制备ZnO∶Al薄膜光电性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出n型掺杂具有优良光电性能的氧化锌掺铝（AZO）薄膜,并以磁控溅射AZO薄膜为种子层引导液相法所制备AZO薄膜生长。Al掺杂浓度区间为0.25at%～5.00at%。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、轮廓仪、方块电阻测试仪、霍尔效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计分别研究了薄膜物相、微观结构、膜厚及光电性能,进一步分析了Al掺杂浓度、种子层对薄膜光电性能的影响。结果表明：经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85%以上。Al掺杂浓度、种子层的引入对AZO薄膜的光电性能有重要影响。无种子层时,掺杂浓度为0.50at%的AZO薄膜在5%H2、95%N2还原气氛下于550℃保温60 min得到最优电学性能,方块电阻约为166Ω/□,电阻率约为1.99×10-3Ω·cm;预镀AZO种子层所制备薄膜方块电阻下降到约42Ω/□,电阻率下降到约7.56×10-4Ω·cm。

单分散球形CaWO_4∶Re^(3+)(Sm^(3+),Eu^(3+))红色荧光粉的制备及其发光性能

目前使用的白光LEDs荧光粉,主要是适于蓝光GaN芯片激发的黄、绿、红色稀土荧光粉。黄、绿光荧光粉技术已经相对完善,而发光良好、性能稳定的红色荧光粉比较少。因此,需要开发新型的蓝光激发型红色荧光粉。相对于传统的高温固相法制备荧光粉体,本文利用水热法在较低温度160℃成功制备出了发光性能良好的单分散球形钨酸钙红色发光材料CaWO4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱仪(PL)等表征手段,研究了所制备材料的晶体结构、表面形貌以及光学特性。讨论掺杂稀土离子浓度、反应时间等条件的改变对样品形貌以及发光性能的影响。结果显示,掺杂浓度不仅影响材料的形貌,还影响其发光强度。当Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂量分别为6%和4%时,CaWO_4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)材料的发光性能最优。研究结果表明,Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂的CaWO_4材料可以作为荧光灯和蓝光芯片LED用荧光粉的备选材料。

溶剂热制备纳米钛酸钡粉体的结晶度和尺寸调控

以溶剂热的方法制备纳米四方相钛酸钡粉体,通过改变反应时间、前驱物钡钛摩尔比n(Ba)/n(Ti)来调控粉体的粒径大小、粒度分布和四方相结晶度。BET比表面积、激光粒度分析、SEM、XRD、FTIR测试结果表明,延长反应时间可减少钛酸钡粉体—OH含量,四方相结晶度有所提高,粉体粒径随之变大,粒度分布变宽;随着n(Ba)/n(Ti)的提高,钛酸钡粉体—OH含量相应减少,粉体颗粒尺寸呈先增大后减小的趋势,但基于"尺寸效应",粉体四方相结晶度并未因—OH含量的减少而线性增大。当反应时间为1h,n(Ba)/n(Ti)为2.5时,合成钛酸钡粉体粒径小、粒度分布较窄且具有较高的四方相结晶度,适用于制备小于2μm瓷膜的MLCC。

直流磁控溅射功率对溅射生长GZO薄膜光电性能的影响

本文采用直流磁控溅射沉积系统在玻璃基底上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,将溅射功率从120W调整到240W,步长为30W,研究功率变化对GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明,溅射功率对GZO薄膜电阻率有显著的影响。溅射功率为210W时薄膜呈现最低电阻率为3.31×10^(-4)Ω·cm,可见光波段平均光学透光率接近84%。随着溅射功率的增加,薄膜表面形貌和生长形态发生较大变化,并直接得到具有一定凸凹不平的微结构,GZO薄膜的致密性先增加后降低。

WO_3薄膜的磁控溅射法制备及电致变色性能

采用直流反应磁控溅射制备了具有优异电致变色性能的WO3薄膜。通过对成膜参数的调控,实现了低功率和短溅射时间的制膜制度,获得了较宽的工艺范围。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、光学轮廓仪、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的物相、微观结构、厚度、电致变色性能。研究表明:在溅射功率为50 W,溅射压强为2.0 Pa,反应气体流量为20 sccm时所制得的薄膜性能最为优越。所制备薄膜具有较短的变色响应时间和大幅度的变色调制幅度,其对可见光变色调制幅度达到80%。

层数可控胶体晶体及多孔功能薄膜的可控制备

以聚苯乙烯(PS)悬浮液通过垂直浸渍自组装的方式制备了层数可控的胶体晶体,并以制备的少层胶体晶体为模板,以TiO2溶胶为基底镀膜材料制备了多孔结构薄膜。通过光学轮廓仪、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测量仪,光催化反应装置研究了胶体晶体及所制备薄膜结构、薄膜物相、厚度、接触角以及光催化性能。研究表明:当PS悬浮液的固含量为0.03%时在60℃的蒸发温度下得到了单层2维胶体晶体,以胶体晶体为模板制备的多孔结构TiO2薄膜的自清洁性能得到了有效的增强,即薄膜具有极小的对水接触角,表现为超亲水,同时薄膜的光催化性能也得到一定程度的提升。

塑烧板与滤筒除尘器收集黏附性粉体性能对比

为了解决传统滤袋在收集黏附性粉体时发生糊袋、破损造成环境污染和资源浪费等问题,本文中自建滤筒除尘器和塑烧板除尘器实验平台,以除尘器系统阻力、粉尘排放浓度作为评价指标,评估塑烧板除尘器和滤筒除尘器收集黏附性粉体的性能。结果表明:在喷吹压力为0.4 MPa、过滤风速为0.8 m/min条件下,塑烧板除尘器收集高岭土和勃姆石粉体,设备稳定运行时的阻力值分别为155~520、325~500 Pa,粉尘排放质量浓度为1 mg/m^(3),滤筒除尘器收集高岭土粉体时,30 min内系统阻力值增大至6 kPa,收集勃姆石粉体,70 min内系统未能达到稳定运行状态,粉尘排放质量浓度最大值为29 mg/m^(3)。由此可见,在收集黏附性粉尘时塑烧板除尘器的性能更优于滤筒除尘器。

水泥厂周边稻田土壤剖面磁学性质及其环境意义

为了研究工业粉尘对农田土壤磁学性质的影响,在水泥厂周边挖掘了2个稻田土壤剖面(L01、L02)和1个山林土壤剖面(L04),同时设置对照剖面(L03),采用环境磁学方法,分别对4个土壤剖面磁学参数、矿物成分和化学成分进行了分析。结果表明:水泥厂周边3个土壤剖面中主要矿物成分是石英、伊利石、针铁矿、蒙脱石、方解石等。稻田土壤剖面中存在亚铁磁性矿物和反铁磁性矿物,但亚铁磁性矿物含量较低,剖面L01和L02的χ(质量磁化率)、χARM(非磁滞剩磁磁化率)、SIRM(饱和等温剩磁)平均值分别为12.05×10^(–8)m^(3)/kg、52.71×10^(–8)m^(3)/kg、9.74×10^(–4)Am^(2)/kg和9.40×10^(–8)m^(3)/kg、43.82×10^(–8)m^(3)/kg、7.67×10^(–4)Am^(2)/kg,这2个剖面中磁性矿物粒径较粗,超顺磁性颗粒含量较低,χfd(频率磁化率)平均值分别为3.41%和3.08%。剖面L04中亚铁磁性矿物含量较高,其χ、χARM、SIRM平均值分别为53.85×10^(–8)m^(3)/kg、393.73×10^(–8)m^(3)/kg、26.90×10^(–4)Am^(2)/kg,该剖面中磁性矿物粒径细,超顺磁性颗粒含量高,χfd平均值高达14.20%。由于受到水泥粉尘的影响,水泥厂周边3个土壤剖面(L01、L02、L04)0~20 cm土壤磁学性质和ωCaO(CaO质量分数)都发生了明显变化,磁性增强,磁性矿物粒径变粗,ωCaO升高,3个土壤剖面中ωCaO与磁学参数χ、χARM、SIRM均存在正相关关系。因此,稻田土壤剖面的磁学参数χ、χARM、SIRM和ωCaO对水泥粉尘的影响具有较好的指示作用,两类参数的值越高,指示稻田土壤被水泥粉尘影响越严重。

应用磁测法快速检测石英砂中铁含量的研究

为了快速检测石英砂中铁含量,通过对安徽省凤阳县灵山工业园区30个湿法石英砂样品磁学参数和代表性样品中磁性离子含量的测量以及石英砂中铁含量与磁学参数相关关系的研究,提出石英砂中铁含量的磁学检测方法。通过在高纯石英砂中掺入不同质量磁选物的合成实验建立石英砂的磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)与铁元素含量之间的标准曲线方程,合成实验结果显示石英砂的磁化率与铁含量在143.3×10^(-6)~500.0×10^(-6)范围内呈线性关系,相关系数R^(2)=0.9945,饱和等温剩磁与铁含量在67.9×10^(-6)~500.0×10^(-6)范围内呈线性关系,相关系数R^(2)=0.9992。实例检测结果显示,应用χ和SIRM测量石英砂中铁含量与应用分光光度法测量相比,相对误差分别在-9.83%~3.03%之间和-4.91%~2.42%之间,说明采用磁测法测量石英砂中铁含量是可行的,测量精度良好,采用SIRM测量精度较χ高,对石英砂进行700℃高温处理后,测量精度会增加。该研究为石英砂中铁含量的快速检测提供了一种新方法,缩短检测时间,减少化学药品对环境的污染,在石英砂质量监控领域具有重要的应用价值。

水泥工业区内土壤剖面金属元素含量特征及其指示意义

为了研究水泥工业区内污染土壤中金属元素含量变化特征,对安徽省凤阳县水泥工业区内一条土壤剖面中金属元素(Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Cr、Ba、Mn、Zn)含量进行了测量。结果显示,土壤剖面分2层,第一层(0～20 cm)为污染层,该层Al、Fe、Mg、Na、Ba、Mn、Cr元素主要来源于自然土壤,没有富集,Ca、K、Zn元素主要来源于水泥粉尘的输入,存在富集,其中0～2 cm土壤的富集因子最大,Ca和Zn含量最高,指示0～2 cm土壤被污染的程度最深。第二层(20 cm以下)为土壤母质层,该层各金属元素含量相对比较稳定。由于0～2 cm土壤中Ca、Zn元素还没有大量向下淋溶,导致第一层土壤中Ca、Zn含量随采样深度的增加而减少。土壤剖面中Ca和Zn的含量能指示水泥粉尘对工业区土壤环境的污染,土壤母质层的Ca、Zn含量可以作为参考的警戒值。

制备聚合物基无机纳米SiO_2复合材料的几种方法

聚合物基纳米SiO2复合材料由于兼具无机二氧化硅和有机硅的特性而具有广阔的应用前景。将纳米SiO2和有机硅聚合物有效地复合,形成无机-聚合物复合材料,是一个非常活跃的领域。本文总结了几种常用的制备聚合物基纳米SiO2复合材料的方法。

热处理工艺对溶胶-凝胶法制备ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出ZnO:Al(AZO)薄膜。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、方块电阻测试仪、Hall效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、微观结构、光电性能;分析了不同热处理方式对于薄膜光电性能的影响。结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85%左右。热处理工艺的选择对于提升AZO薄膜的电学性能至关重要,相比于空气气氛和真空下的热处理,采用具有还原性的5%H_2和95%N_2的混合气氛热处理得到了具有最好电学性能的AZO薄膜。在550℃还原气氛下保温60 min得到薄膜方块电阻约为300Ω/□,电阻率约为3.3×10^(-3)Ω·cm。