二氧化钌电阻涂层电阻温度特性研究

以二氧化钌为导电相的厚膜电阻涂层具有电阻稳定性好和电阻温度系数低等优点,被广泛应用于厚膜集成电路。本文分别以连续铝硅酸盐纤维增强二氧化硅(AS_f/SiO₂)复合材料和氧化铝陶瓷为基材,采用丝网印刷工艺在两种基材表面印制了二氧化钌电阻涂层,并通过数字图像相关法、有限元分析法和XRD应力测定法系统研究了25~700°C范围内电阻涂层和基材之间的热匹配特性,分析了涂层的电阻温度特性。结果表明,由于电阻涂层的热膨胀系数大于AS_f/SiO₂复合材料,导致烧结其上的电阻涂层在室温状态受到残余拉应力,高温状态下该拉应力被释放,导电颗粒间的距离减小,势垒电阻减小,宏观表现为涂层电阻随测试温度升高而减小,呈现负的电阻温度特性。相反,由于电阻涂层的热膨胀系数小于氧化铝陶瓷,烧结其上的电阻涂层在室温状态受到残余压应力,高温状态压应力释放导致导电颗粒间的距离增大,势垒电阻增加,电阻涂层呈现正的温度特性。     

SiON/SiO2复合膜层对太阳能电池阵板间电缆的表面改性及其耐空间环境性能

在空间站工作的太阳电池阵板间电缆上下表面为聚酰亚胺薄膜,在低轨运行时会受到原子氧的强烈侵蚀,需要采取措施对其进行保护。采用射频磁控溅射法在电缆表面制备了颗粒尺寸均匀、排列致密的SiO₂膜层。通过表征空间环境试验前后样品发现由于电缆表面的凸起颗粒等缺陷无法完全被SiO₂膜层覆盖,导致原子氧会对缺陷位置产生侵蚀作用。采用全氢聚硅氮烷溶液对板间电缆基底进行表面改性处理,制备的聚硅氧氮烷涂层（SiON）可以有效地覆盖电缆基底表面的凸起颗粒等缺陷,使得其上溅射的SiO₂膜层表面光滑平整。经原子氧暴露试验,SiON/SiO₂层内部没有受到其侵蚀作用,可以防止原子氧对电缆基底的破坏。经多次冷热循环试验,SiON/SiO₂复合膜层仍然具备良好的结构特性与结合性能。     

ZrB2-玻璃陶瓷复合材料氧化分析

对ZrB₂-玻璃陶瓷复合材料氧化行为进行热力学分析,对氧化形成的氧化层进行物相分析和显微结构分析。结果表明：在1000°C-1400°C的反应温度范围内,ZrB₂氧化生成ZrO₂,B₂O₃玻璃相,氧化产物ZrO₂与SiO₂反应生成ZrSiO₄,当温度低于1177°C(1450K)时,氧化层主要包括ZrO₂,B₂O₃玻璃相,ZrSiO₄。当氧化温度超过1177°C(1450K)时,B₂O₃玻璃相蒸发,此时SiO₂玻璃相具有良好的流动性,氧化层主要包括ZrO₂,SiO₂玻璃相,ZrSiO₄。氧化过程中的反应产物B₂O₃玻璃相,ZrSiO₄和流动性良好的SiO₂玻璃相,均对氧气向基体的扩散均起到了良好的阻碍作用。     

不同粒度银粉的Ag-TiB2 触头材料电弧侵蚀行为

采用不同粒度的银粉和放电等离子烧结工艺制备了Ag-4% TiB₂（质量分数,下同）触头材料,测量了Ag-4% TiB₂触头材料的致密度、导电率和硬度,并在真空下对Ag-4% TiB₂触头材料进行了电弧侵蚀实验。采用扫描电子显微镜对Ag-4% TiB₂触头材料电弧侵蚀后的表面形貌进行了表征,采用TDS-2014双通道数字存储示波器记录了燃弧波形,并计算了燃弧时间,对电弧侵蚀机理进行了探讨。结果表明,Ag-4% TiB₂触头材料的致密度、导电率和硬度均随着Ag粒度的降低而增加。另外,采用细银粉制备的Ag-4% TiB₂触头材料具有较长的燃弧时间、较大的侵蚀面积和较浅的蚀坑,表明细小的Ag颗粒有助于电弧分散,能够提高材料的耐电弧侵蚀性能。     

铁酸钴纤维负载银/氯化银纳米粒子的合成及其对甲基橙的光催化降解

通过温和的湿化学合成法将Ag/AgCl纳米粒子固载于CoFe₂O₄纤维表面,固载银/氯化银纳米粒子的量可控。利用X射线衍射,扫描电子显微镜和电子显微镜等技术对制备的Ag/AgCl@CoFe₂O₄组成、形貌等进行了表征。以甲基橙的降解脱色为模型反应,考察了Ag/AgCl纳米粒子的不同负载量对催化性能的影响。实验结果表明：AAC-4型固载纤维光催化剂展示出比其它类型固载光催化剂以及单纯Ag/AgCl纳米粒子更高的光催化性能,可使甲基橙溶液60min的脱色率达98.2%,且Ag/AgCl纳米粒子在CoFe₂O₄纤维表面的固载 促进了光催化剂催化效率和催化稳定性的提升。     

在优化Na2SiO3电解液制备的镁合金陶瓷膜的防护性能

    优化镁合金微弧氧化常用的Na₂SiO₃电解液并制备了白色陶瓷质微弧氧化膜,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)等方法研究其防护性能.结果表明,与常用的Na₂SiO₃电解液制备的试样相比,优化的Na₂SiO₃电解液所制备试样的自腐蚀电流降低了3个数量级,并表现出较高的阻抗值;在3.5% NaCl溶液中浸泡发生点蚀的时间从24 h延长到240 h.SEM和XRD分析结果表明,在优化的Na₂SiO₃电解液中制备的AZ91D的陶瓷膜层孔隙减少,孔径也较小,且增加了低溶解度的Mg₅F₂(SiO₄)₂相和起钝化作用的MgAl₂O₄相.     

(Au,Ag,Cu)/SiO_2二元金属单分散复合薄膜非线性光吸收性的Mie理论模拟

采用修正的Mie理论模拟计算了(Ag, Cu)/SiO₂, (Au, Cu)/SiO₂和(Ag, Au)/SiO₂二元单质金属纳米颗粒分散体系的理论吸收光谱. 研究发现, 二元金属纳米颗粒分别以单质金属形式存在时, 吸收光谱分别在2个波段处出现表面等离子共振吸收峰, 二元金属的相对含量影响吸收峰的峰强, 与峰位无关. 理论模拟吸收光谱与前人实验结果符合良好.     

原位合成ZrO2/MgO膜层及自修复裂纹研究

微弧氧化熔融冷却成膜过程出现的裂纹将影响膜层的强韧性和磨损性能。本文利用ZrO₂自身的强韧性,采用原位合成制备具有自修复裂纹作用的ZrO₂/MgO膜层,研究原位合成的ZrO₂对膜层磨损性能的影响。研究发现,微弧氧化原位合成ZrO₂在高温放电通道发生相变产生体积膨胀氧化锆界面萌生微裂纹,抑制了成膜过程裂纹扩展从而实现自修复膜层裂纹的作用。通过控制锆源含量可以实现了对膜层中ZrO₂含量的调控,膜层中原位ZrO₂含量为32%,ZrO₂/MgO膜层裂纹呈现细小分散化,裂纹密度较传统膜层下降63.4%,摩擦系数减小53.4%,磨损量降低66.7%。研究认为,原位合成的ZrO₂在膜层制备过程的自修复裂纹和耐磨性的提高,可以降低摩擦系数和磨损量,改善ZrO₂/MgO膜层表面磨损性能。     

Li4SiO4 氚增殖陶瓷的制备及其与14Cr-ODS钢的腐蚀界面行为

Li₄SiO₄小球与ODS钢的化学相容性对聚变反应器的安全运行具有重要意义。研究了在500、600、700 ℃的氩气环境中保温300 h后ODS钢与小球接触界面组织和成分的变化。结果表明,在600~700 ℃时,Li₄SiO₄小球与ODS钢的界面发生了严重的元素互扩散和反应。在Li₄SiO₄小球表面,由于ODS钢中Fe和Cr的扩散,出现了一层薄薄的反应层,这也导致了密度的增加,破碎负荷从51 N （500 ℃）下降到32 N（700 ℃）。XRD图谱显示,ODS钢表面出现了LiCrO₂和LiFeO₂新相,说明Li₄SiO₄小球中的Li和O原子可以扩散到ODS中,与Fe、Cr元素在高温下发生反应形成腐蚀层。在700 ℃时,腐蚀层可分为2个氧化层。最外层是LiFeO₂和LiCrO₂的混合物,下一层主要是LiFeO₂。在ODS钢的表面,700 ℃/300 h条件下氧扩散系数为2.2×10^-14 cm²/s,这说明ODS钢作为一种包层结构材料,在未来的包层设计中需要一层耐腐蚀涂层。     

柔性AZO/NiCr/Ag/NiCr/AZO透明导电玻璃结构对性能的影响

目的 室温制备柔性透明导电玻璃并提高其光电性能。方法 采用直流磁控溅射法，以柔性玻璃为基底，在室温下沉积(Aluminum-doped ZnO,AZO)/Ni Cr/Ag/NiCr/AZO多层结构透明导电玻璃。通过探针轮廓仪测试、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)测试、拉曼光谱仪测试、分光光度计测量、四探针测试和霍尔效应测试，分别获得了样品的各层薄膜厚度、X射线衍射图谱、拉曼光谱、透光率、方块电阻和电学性能。经过参数优化，选取Ag膜厚度为3～15 nm的样品，研究Ag膜厚度对玻璃样品的结构特征及光电性能的影响。结果 样品光电性能与Ag层厚度密切相关，随着中间Ag层厚度的增加，样品在380～760 nm波长范围内的平均光透光率先增加后降低，吸收边依次发生了红移，样品的方块电阻则随着Ag层厚度的增加单调减小。Ag膜厚度为12nm的样品综合光电性能最佳，其平均透光率为82.4%，载流子浓度为8.32×10²¹cm^-3，载流子迁移率为8.21 cm²/(V·s)，电阻率为9.15×10^-5