非晶、纳米晶电极材料表面的电弧行为规律

系统研究了非晶、纳米晶电极材料表面电弧的基本规律。结果表明,大幅度细化显微组织能够改变电极材料表面电弧的基本行为。经过组织细化,电弧的萌生从点发射改变为面发射,电弧斑点尺寸依赖于电极材料第二相尺寸,电弧分布从集中分布变为弥散分布。

截角八面体Cu_2O晶体的形貌控制合成及其生长机理研究

采用"配位前躯体--CD辅助液相合成法"有效地实现了截角八面体Cu2O晶体的形貌控制合成且深入研究了其生长机理。利用-CD可以对Cu2O晶体的<100>与<111>晶向生长速率的比值R进行操控,从而很好地实现Cu2O晶体由八面体到截角八面体的形貌调控。在此基础上,通过对实验工艺参数做进一步改进,必将获得更为丰富多彩的、具有新颖外形的Cu2O晶体。

铜及其合金高温氧化的影响因素研究

综述了目前国内外铜合金高温氧化的研究现状;分析了纯金属铜的氧化机制;探讨了合金元素、晶粒尺寸和不同氧分压对提高铜合金高温氧化性能的影响。这对进一步研究铜合金高温氧化机理,寻找更好的抗高温氧化措施以及发展新型耐高温铜合金都具有重要的意义。

Effect of La on arc erosion behaviors and oxidation resistance of Cu alloys

Cu with and without La addition was prepared and the effect of a trace amount of La on the arc erosion behaviors and oxidation resistance of Cu alloys was investigated. The results indicate that CuLa alloy exhibits superior oxidation resistance and arc erosion resistance. The contact resistance and temperature rise were obviously improved. The oxidation resistance of CuLa alloy mainly is due to the interface wrapping of La2O3 particles and CuLa alloy phase on Cu atoms. Thermodynamic calculation indicated that La2O3 could form preferentially in the CuLa alloy, which was beneficial for the protection of the Cu substrate. According to kinetics analysis, the activation energy of CuLa alloy was higher than that of pure Cu, indicating the better oxidation resistance of CuLa alloys.

锰系材料用于水溶液锂离子电池的研究进展

阐述了水溶液锂离子电池锰系正极材料的制备方法、电化学性能、Li+嵌脱机理等方面的研究现状及电解液对水溶液锂离子电池性能的影响。与传统锂离子电池相比,水溶液锂离子电池具有安全性好、电导率高、装配简易和成本低等优点。

锂离子电池负极材料SnO_2的研究进展

概述了锂离子电池SnO2负极材料的研究现状,总结了SnO2的制备方法、电化学性能和容量保持的原因,文献表明通过制备纳米结构的SnO2负极材料和碳包覆SnO2复合材料的方法可以提高其循环性能。

纳米Ag-Fe合金的真空电弧特性

利用微乳液法制备出纳米复合Ag-Fe合金,在真空条件下,利用高速摄影机观测Ag-Fe系列合金的阴极斑点运动,采用示波仪记录放电电流曲线,并利用扫描电子显微镜观察电极表面烧蚀状况。研究结果表明:Fe纳米粒子的加入使得电弧分散,电弧的寿命增加,截流值降低。

铁磁准同型相界与Laves相稀土合金磁致伸缩效应

磁致伸缩材料是制造换能器和传感器的重要磁性功能材料。此前,在铁电材料中,通过将材料成分控制在准同型相界,获得了大压电效应。因此根据铁磁与铁电材料表现出的物理效应的相似性,可以期待在铁磁材料中构建准同型相界,获得磁场导致的奇异应变特性。本文归纳了已发现的基于准同型相界而构建的Laves相稀土合金体系Tb_(1-x)Dy_xCo_2,Tb_(1-x)Gd_xCo_2和Tb_(1-x)Gd_xFe_2,总结了其磁致伸缩效应和其他物理性能与准同型相界的关系,3个体系在MPB处表现出3种不同的磁致伸缩效应:Tb_(1-x)Dy_xCo_2表现出大磁致伸缩、大磁导率,Tb_(1-x)Gd_xCo_2表现出弱磁致伸缩、大磁导率,而Tb_(1-x)Gd_xFe_2在MPB并没有发现特殊的效应。在铁电材料中,在MPB处各类场致应变效应都得到显著增强,因此铁磁材料与铁电材料的准同型相界效应还有显著不同,还需要更加深入的研究来揭示其作用机理。

细晶硅铝材料的制备及其均匀导热特性

提出了均匀导热的新概念,并以细晶硅铝合金为例研究硅粒子尺寸对均匀导热性能的影响。采用高能球磨技术细化硅铝粉末并获得硅粒子尺寸为5~30μm的细晶合金,得出其宏观热传导性能与商业喷射成形合金相当。模型推导得出,硅铝合金的热传导性能受芯片热源尺寸l、硅粒子尺寸d及硅相在铝基体中的分布状态的影响。当d〈l时,遵守传统复合材料的导热规律;当d≥l时,第二相粒子导热系数及其与芯片的接触面积是决定系统导热性能的关键,硅粒子尺寸越小,材料热传导的均匀性越好。提出了均匀导热的判据：决定复合材料均匀导热性、不产生局域热传导障碍的特征尺寸为第二相粒子临界尺寸d≤热源特征尺寸l。

Si粉表面溶胶-凝胶预处理制备Cu/Si复合材料

以Si粉在Al_2O_3/TiO_2复合溶胶中预处理形成的凝胶膜层作为扩散阻挡层抑制Cu-Si反应,制备出Cu/Si复合材料,研究了Cu/Si复合材料的相组成、显微结构与性能.结果表明:Si粉预处理的Cu/Si复合材料主要由Cu和Si组成,含有少量的Cu_3Si相;其硬度为147HV0.1,室温热扩散系数为26.4 mm^2/s.复合材料烧结过程中Cu原子与Si原子借助膜层中的缺陷部位进行扩散,在Cu/Si界面局部反应形成Cu-Si化合物.相比之下,Si粉未预处理的Cu/Si复合材料只含有Cu_3Si相,无Cu与Si残留;其硬度高达399HV0.1,室温热扩散系数仅为3.0 mm^2/s.所以,Si粉表面溶胶-凝胶预处理可以有效降低Cu-Si反应程度,保持复合材料中的Cu相与Si相,提高导热性能.

用高能球磨法制备的细晶Al-50Si合金的组织与性能

用高能球磨工艺制备Al-50Si合金粉末,将粉末经冷压、烧结、热压等工艺制备出Al-50Si合金块体材料,对球磨粉末和块体样品进行了显微组织观察、EDS分析和XRD分析,测定了块体样品的密度、硬度和热扩散系数.结果表明:高能球磨后Al-50Si合金粉末的硅粒子明显细化,其尺寸分布为1-15μm;在烧结过程中块体样品的硅粒子长大,其尺寸增大到5-30μm;Al-50Si合金块体材料具有较高的密度和硬度,其室温热扩散系数为55 mm^2·s^(-1).

剧烈-温和阳极氧化结合法快速制备有序阳极氧化铝膜的研究

本研究采用剧烈–温和阳极氧化(hard anodization-mild anodization,HA-MA)结合快速制备高度有序多孔阳极氧化铝(porous anodic alumina,PAA)膜的方法,即先利用HA在铝表面快速形成有序凹坑阵列,然后再对表面留有有序凹坑的铝基进行温和阳极氧化,制备出有序PAA膜。研究了剧烈阳极氧化时氧化电压、氧化时间对所制备PAA膜有序度的影响。研究结果表明,HA-MA结合法制备PAA膜的优化HA参数为:0.3 mol/L硫酸、80 V、10 min。HA-MA结合法所制备PAA膜的有序性和机械稳定性与二步温和阳极氧化法的相近,但形成有序PAA膜所需的时间为4.5 h,约为温和阳极氧化法的1/4,极大地提高了高度有序PAA膜的制备效率。

磁响应Fe_3O_4@PS胶体光子晶体的制备及性能研究

本文首先通过共沉淀法制备油酸修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子,并将其均匀分散于正辛烷中得到磁流体,然后利用一步细乳液聚合法合成了单分散Fe_3O_4@PS磁性微球。扫描电镜分析结果表明,Fe_3O_4的粒径在13nm左右,所形成的Fe_3O_4@PS微球的粒径在120~150nm左右;VSM测试结果显示所合成的Fe_3O_4@PS微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度约为25emu/g;Fe_3O_4@PS微球表面携带明显的负电荷,其表面Zeta电势为-60mV。反射光谱测试结果表明,Fe_3O_4@PS分散于水中形成的胶体溶液在磁场作用下呈现出明亮的结构色,具有明显的带隙特征;随着磁场强度的变化,反射峰波长可在450~650nm进行调谐。

空心Fe3O4纳米微球的制备及超顺磁性

采用水热控制合成法,以六水三氯化铁、柠檬酸三钠和尿素为原料,聚丙烯酰胺为稳定剂, 200?C下反应12 h制备得到了超顺磁性空心Fe_3O_4纳米微球.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行表征,并采用振动样品磁强计测试了样品的磁性能.结果表明:所得样品为具有尖晶石结构的Fe_3O_4纳米微球,尺寸为160 nm左右,呈分等级结构,即整个微球由粒径约18 nm的初级晶粒自组装堆叠而成;室温下表现为典型的超顺磁性,且饱和磁化强度为73.3 emu/g (1 emu/g=1 A·m^2/kg),这种高饱和磁化强度可以由其初级晶粒晶化程度高且粒径较大以及这种特殊的二次自组装结构进行解释.这种Fe_3O_4纳米微球为疏松多孔的空心球状结构,具有粒径分布均匀、分散性良好和超顺磁性的特点,在药物靶向输运和肿瘤热疗中有潜在的应用.

超亲水和具有不同黏性的超疏水阳极氧化铝膜的制备

超亲水和超疏水表面在许多领域具有重要的应用价值。本工作对二步高场阳极氧化所制备的阳极氧化铝(AAO)膜进行了湿化学刻蚀及高温退火处理,研究了其表面浸润特性随后处理条件变化的特征。结果表明,AAO膜表面的水接触角(WCA)随着刻蚀时间的延长呈现先增大后减小最终趋于极小定值的变化规律;当刻蚀时间大于90 min时,AAO膜表面呈现出超亲水的特征(WCA<10°);刻蚀不同时间的AAO膜经过高温退火后其WCA均大于未经过高温退火的AAO膜,且WCA随着刻蚀时间的延长而增大,特别是刻蚀时间为120~180 min时,AAO膜为超疏水高黏性的,而刻蚀时间为200 min的AAO膜则为超疏水(WCA>150°)极低黏性的,其表面与水滴的平均接触时间只有4.6 ms;所制备的超疏水AAO膜具有很好的时间稳定性。本工作还对经后处理的AAO膜的浸润特性随后处理条件变化的机理进行了定性分析。这些研究结果为设计具有不同浸润特性的功能化固体表面提供了新的思路,具有很好的实际应用价值。

低操作功真空开关触头材料的研究进展

小型化、高容量、智能化是真空开关发展的趋势,这对开关系统的操动机构提出了新的要求,低操作功真空开关应运而生。小型化、高容量、低操作功真空开关的发展很大程度上决定于触头材料性能的不断提高,低工作压力的真空开关要求触头在保证高的开断能力的同时必须具有低的熔焊倾向。笔者在展望低操作功真空开关开发前景的基础上,综述了低操作功真空开关触头材料的研究成果,提出新一代具有极高抗熔焊性能的CuCr系材料是低操作功真空开关触头的发展方向。

基于琼脂糖的磁响应型光子晶体水凝胶的制备及性能研究

本文通过将单分散Fe_3O_4胶体粒子分散嵌埋于琼脂糖水凝胶网络结构中,制备了一种新型磁响应光子晶体水凝胶,并对其光学性质进行了研究。首先通过水热法制备了由表面羧基修饰的Fe_3O_4胶体粒子,并将其分散于水中制成胶体溶液。将该胶体溶液与琼脂糖单体混合,通过交联聚合使之形成琼脂糖水凝胶。由于琼脂糖水凝胶较大的网络空间结构,使得Fe_3O_4胶体粒子仍能保持其可动性,在外加磁场作用下,处于水凝胶网络中的Fe_3O_4胶体粒子可以对磁场做出响应并形成晶态胶体阵列,且随着磁场强度的变化,凝胶的结构色也表现为连续可调的特性。这种结构色可动态调控的光子晶体水凝胶,为胶体光子晶体的实际应用提供可能。

磁响应Fe3O4/PVP/SiO2胶体光子晶体的制备及光学性质

磁响应胶体光子晶体因其具有光子带隙可调、制备简便、响应速度快等特点,在彩色显示、光开关等领域有着重要的应用前景。本文首先采用溶剂热法制备出了Fe3O4/PVP胶体粒子,并利用正硅酸乙酯(TEOS)水解对其表面进行SiO2包覆,得到表面携带负电荷的Fe3O4/PVP/SiO2复合纳米胶体粒子。SEM和TEM测试结果表明,Fe3O4/PVP/SiO2具有单分散特征,平均粒径约为100 nm。VSM测试结果表明,胶体粒子具有超顺磁性,其饱和磁化强度约为26 emu/g。经进一步回流处理后,胶体粒子表面表现明显的负电荷属性,Zeta电势为?48.3 mV。所合成的Fe3O4/PVP/SiO2胶体粒子可在乙腈中均匀分散,所形成的胶体溶液在外加磁场的作用下表现出明亮的结构色,具有明显的磁场可调谐光子带隙特征。

GaN/AlN半导体异质结带阶超原胞法计算

为了对GaN/AlN异质结电子结构有更为深入的认识,采用超原胞模型,对其进行了基于密度泛函理论的第一性原理计算.结果发现GaN/AlN为突变同型异质结,价带顶带阶为0.62eV,与实验值很接近.通过使用常用的平均键能法、平均势法和芯态法三种近似方法对GaN/AlN带阶的计算,比较得出,超原胞法虽然计算量较大,但能够给出异质结界面附近更为详细的信息,这一点其他三种近似方法无法得到,但他们也能够得出与实验值基本一致的带阶参量.

泪滴状铝纳米结构紫外-近红外宽带吸收体的制备

宽波段光吸收体在太阳能利用、光探测等领域具有重要的应用价值。本研究以带铝基的多孔氧化铝(AAO)膜为模板,采用真空电子束蒸镀技术,结合后续的高温退火、湿化学刻蚀和胶带剥离等处理过程,制备出了泪滴状铝纳米结构宽带吸收体,其吸收率在200-980nm的波长范围内均高于93%,在紫外光谱区的吸收带宽大于文献中报道的单一金属吸收体的带宽。此外,铝的自然氧化形成的表面氧化铝使所制备的铝宽带吸收体具有很好的时间稳定性。上述制备方法可实现表面纳米结构化铝金属宽带吸收体的高效率、低成本可扩展制备,为发展单一金属宽带吸收材料提供了新的途径。