HOPG上ALD沉积Al2O3介电薄膜的生长行为研究

本文采用原子层沉积(ALD)的方法,选择三甲基铝(TMA)和H₂O₂作为反应前驱体,在高定向热解石墨(HOPG)基体上沉积Al₂O₃。系统研究了反应温度和生长周次对Al₂O₃生长行为的影响。研究表明：受HOPG表面饱和成键的影响,Al₂O₃在衬底表面处形核困难,在生长初期主要表现为台阶处择优生长,其形态为线状结构。当沉积100周次Al₂O₃时,其中在沉积温度为50 °C、150 °C和200 °C时呈现为纳米线状结构,而在100 °C时呈现为非连续薄膜。随着生长周次的增加,不同温度下沉积态Al₂O₃都趋于形成连续薄膜,表明其生长行为发生了由三维岛状生长模式向二维平面生长模式的转变。分析认为,生长模式的转变是由纳米线状结构横向生长造成的;横向生长速率主要受生长温度影响。拉曼结果表明：沉积后的石墨烯层结构未受影响,可保留其原有的优越性能。     

Pt-Fe2O3复合纳米陶瓷的室温氢敏性能研究

以Fe2O3纳米粉与铂粉为原料,通过压片与烧结,制备出了Pt-Fe2O3复合纳米陶瓷。SEM等分析表明,该陶瓷中存在大量纳米尺寸的孔洞,其Fe2O3晶粒粒径仅为30nm。以该陶瓷材料制备的氢气传感器,在室温下对氢气具有显著的响应。对氮气中5%氢气,其电阻下降90余倍,响应时间和在空气中的恢复时间分别约为20s和30s。为了揭示其室温氢敏机理,将氮气中氢气的浓度由5%降低至0,发现该陶瓷的电阻不随氮气中氢气浓度的下降而发生变化。该结果表明,Pt-Fe2O3复合纳米陶瓷的室温氢敏现象是由于氢在Pt的催化作用下与吸附氧在室温下发生化学反应而引起的。与之前报道的TiO2基陶瓷材料的室温氢敏现象相比,Fe2O3基陶瓷材料的室温氢敏性能与机理均存在显著的差别,因此有必要对金属氧化物半导体基陶瓷材料的室温氢敏现象进行深入系统的研究。     

原位氧化工艺制备Ag-92SnO2In2O3电接触材料研究

以Ag-65SnIn-8熔炼雾化粉体为原料,采用原位氧化工艺制备了Ag-60SnO₂In₂O₃中间体粉体,与雾化纯银粉配比成Ag-92SnO₂In₂O₃材料,通过混粉-等静压-烧结-热压-挤压技术制备Ag-92SnO₂In₂O₃带材,再通过固相复合工艺制备所需要的Ag-92SnO₂In₂O₃/Cu/Fe电接点材料。相对比常规氧化工艺制备的Ag-60SnO₂In₂O₃中间体粉体制备的Ag-92SnO₂In₂O₃/Cu/Fe电接点材料,原位氧化工艺制备的Ag-92SnO₂In₂O₃/Cu/Fe电接点材料电阻率可达2.1μΩ.cm以下,硬度可达85~110HV;产品应用于380V,65A,功率因数0.7的电动机负载电路的热保护器中,电器寿命满足5000次分断要求,替代AgCdO/Cu/Fe电接点材料,实现环保,无镉化切换。     

等通道转角挤压对生物Mg-Zn-Ca合金显微组织与腐蚀行为的影响

旨在探讨等通道转角挤压(equal-channel-angular-pressed,ECAP)对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织以及腐蚀行为的影响。对铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金进行了1,2,4道次的剪切挤压变形。采用光学显微组织观察、X射线反射法、电化学等手段研究了挤压道次对镁合金显微组织、织构以及腐蚀行为的影响,也特别关注了ECAP对试样的不同截面方向的显微组织演变以及模拟体液(simulatedbodyfluid,SBF)电化学腐蚀行为的影响。结果表明:ECAP变形后铸态Mg-3Zn-0.2Ca镁合金晶粒逐渐细化,变形后镁合金呈现出与挤压方向呈一定角度的002面剪切织构;随着挤压道次增加,合金的耐蚀性先增加后降低。等通道转角挤压对合金耐蚀性的影响是晶粒尺寸、晶体缺陷和织构变化的综合效果;ECAP变形后合金不同截面方向呈现不同的耐蚀性,垂直于挤压方向截面的耐蚀性优于另2个方向截面的耐蚀性。     

NaNbO3的溶胶-凝胶制备与放电等离子烧结

铌酸钠陶瓷具有反铁电特征和复杂的相变序列,在介电储能与压电器件领域潜在重要应用。但是,传统陶瓷工艺难以制备均匀致密的铌酸钠陶瓷,影响其性能优化。本文将溶胶-凝胶粉体制备技术与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40 nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均粒径1 ~ 2 μm的致密陶瓷。电学测试证明铌酸钠陶瓷中缺陷偶极子可以诱导反铁电—铁电相变,室温下材料介电常数具有优良的频率稳定性,且介电损耗仅为0.018(1 kHz)。本工作不仅获得在无铅铁电器件领域潜在应用价值的铌酸钠细晶陶瓷,而且相关技术路线设计为制备其它铌酸盐功能陶瓷提供新的工艺思路。     

Ba(Mg1/3Ta2/3)O3热障涂层的制备及抗热震性能研究

本文以BaCO₃、MgO、Ta₂O₅为原料,采用固相反应法合成了Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃(简称BMT)陶瓷粉末,利用大气等离子喷涂技术制备了BMT/YSZ双层陶瓷涂层。利用XRD、SEM和金相显微镜检测了BMT粉体及涂层的物相组成和显微结构。采用水淬法考核了涂层的抗热震性能。结果表明：1450℃下煅烧4h可合成出具有复合钙钛矿结构的BMT粉末,粉末具有良好的高温相结构稳定性。等离子喷涂制备的BMT/YSZ涂层组织致密,涂层系统中各界面结合紧密。涂层在室温至1150℃间热震9次后发生片状剥落,剥落位置位于BMT层间,BMT材料低的断裂韧性和第二相Ba₃Ta₅O₁₅的存在是导致涂层失效的主要原因。     

氟化物熔盐中快速电脱氧制备金属钒及其机理

以偏钒酸铵为原料,采用"煤气还原+原位烧结"工艺制备高活性V_2O_3阴极片,在氟化物体系熔盐中实现了快速电脱氧制备金属钒,并通过测定循环伏安曲线结合恒电位电解实验,研究了电解过程的反应机理。结果表明:V_2O_3在氟化物熔盐中可实现快速电脱氧,电解4 h后所得金属钒的氧含量降至0.218%(质量分数,下同);V_2O_3阴极电脱氧产生的O~(2-)在脱氧反应区可原位生成铝氧氟络合离子并进一步产生金属铝,从而引发阴极的铝热还原反应,导致V_2O_3熔盐电脱氧过程同时存在直接电还原反应和铝热还原反应,其中后者起着关键的加速作用;在熔盐中添加适量Al_2O_3可强化V_2O_3电脱氧过程,在其他条件不变的情况下电脱氧时间可缩短至3 h。     

Fe3O4/SiO2/Bi2WO6磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能

钨酸铋(Bi₂WO₆),结构最简单的Aurivillius相化合物,是近期受到研究者关注的新型光催化材料。然而,光催化剂粉末在反应介质中难被回收,工业化应用成本较高。本文用三步方法合成了可回收的Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆磁性复合光催化剂,通过溶剂热法合成具有磁性的Fe₃O₄,用溶胶凝胶法在Fe₃O₄表面覆盖SiO₂层,后将磁性颗粒与Bi₂WO₆纳米片相结合。光催化剂的形貌结构及性能通过XRD、SEM、PL、UV-vis进行表征测试。结果表明,直径约500 nm的Fe₃O₄微球附着在边长约500 nm的Bi₂WO₆纳米片的表面,SiO₂在两者之间起到了粘连作用。光催化剂Fe₃O₄/SiO₂/Bi₂WO₆对于罗丹明B的光降解活性较好,且有一定磁性,可以通过外加磁场将其从溶液中分离,有较大的应用潜力。     

三元共晶成分Al2O3/YAG/ZrO2粉体及陶瓷的制备与组织性能研究

本文采用醇水共沉淀法制备了三元共晶成分Al₂O₃/YAG/ZrO₂粉体,在600-1350_oC温度范围煅烧后研究其物相转变过程。经1300_oC煅烧后Al₂O₃/YAG/ZrO₂共晶成分粉体的物相由α-Al₂O₃、c-ZrO₂和YAG构成,且具有α-Al₂O₃相包裹c-ZrO₂相的特殊结构。将煅烧粉体在1550_oC下热压烧结,制备具有内晶型结构的共晶成分Al₂O₃/YAG/ZrO₂复相陶瓷,其致密度、室温抗弯强度、断裂韧性和高温(1000_oC)抗弯强度分别为98.8%、420 MPa、3.69 MPa.m_1/2和464 MPa,并对复相陶瓷组织结构的形成机理进行了探讨。     

Sr对合成Al3Ti/ADC12复合材料微观组织与力学性能的影响

本文研究了不同含量的改性剂Sr对原位合成Al₃Ti/ADC12复合材料微观组织及力学性能的影响。通过光学显微镜以及扫描电镜观察复合材料的微观以及断口组织。实验结果表明：Sr的加入能有效减小α-Al以及Al₃Ti颗粒尺寸以及优化材料形态。Sr的最优加入量为0.25 wt%。在该加入量条件下,共晶硅由针状或短棒状变为颗粒状,α-A1粗枝晶得到较好的细化。实验结果也显示：Sr的加入有效提升了复合材料的机械性能。当加入0.25 wt% Sr时,抗拉强度以及延伸率相较于基体材料增加了36.9% 和 58%。断口形貌表明,在最优加入量条件下所制备的复合材料断口几乎看不到解理面和脆性平坦区,韧窝数量增多,形貌尺寸变得更小且深,同时分布也较为均匀。断口形貌的变化符合材料力学性能变化。