利用浆料直写无模成型技术制备自支撑TiO2光降解器件

介绍了一种基于光敏特性陶瓷浆料的浆料直写无模三维成型技术制备的线条直径为270μm的TiO2木堆结构光降解器件.对光敏浆料的配制方法、浆料直写无模成型的工艺原理进行了研究;利用TEM和XRD表征光敏浆料中TiO2粉体的形貌和物相;对器件的光降解性能进行了分析与测试;利用光学显微镜和SEM对成型后的样品结构、尺寸及表面微观形貌进行了分析,并基于此分析给出了这种器件高催化效率的原因.实验结果显示,该器件具有完整的三维木堆结构,表面粗糙多孔,极大地增加了光催化的作用面积,从而使其具有较高的光降解效率.在紫外光照射10min后,初始浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液降解率达到76%,紫外光照射20min后,亚甲基蓝溶液降解率可达91%.     

三维TiO2陶瓷网络的直写无模成型及结构设计对其光催化性能的调制作用（英文）

通过浆料直写无模成型技术制备了三维的TiO2网络结构,所得结构在空气中1150℃的条件下煅烧2 h,并用于亚甲基蓝的光催化分解.分别通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究了烧成样品的物相结构和形貌.用紫外可见分光光度计表征了烧成样品的光催化分解性能,结果显示本结构样品的光催化性能优于同质量的圆柱状样品.此外,本实验设计了三种不同的网络结构,烧成后进行光催化降解性能测试.结果显示:通过合理的结构设计,网络样品的光催化降解性能可提高大于60%的程度.样品催化性能的提高可归因于催化剂结构设计所带来的材料对光辐射吸收的增强.     

基于光敏浆料的直写精细无模三维成型

配制了一种具有光敏特性的陶瓷浆料, 并用此浆料通过直写精细无模三维成型技术制备了线条直径为300μm的BaTiO3陶瓷基木堆结构. 系统地讨论了光敏浆料的配制方法、浆料直写无模成型的工作原理以及采用的烧结工艺. 制备过程中不同阶段的研究表明, 光敏浆料中的BaTiO₃纳米颗粒在烧结前未发生团聚, 从而保证挤压成型顺利进行; 烧结后样品成瓷效果好, 各向收缩均匀, 整体无变形、开裂. 该技术具有成型速度快、制造周期短、可用材料范围广等特点.     

三维PZT木堆结构的直写成型

配制了一种水基锆钛酸铅(PZT)陶瓷浆料, 通过直写无模成型的方法制备了直径为微米级的压电木堆结构. 流变学测量表明, 浆料属于剪切变稀型流体; 微观形貌观察和密度测量表明, 烧结后的样品已经成瓷, 且具有较高的致密度; X射线衍射(XRD)的测试结果表明, 烧结后的样品具有三方PbZr_0.58Ti_0.42O₃相; 压电常数测试结果显示该结构有较好压电性, 且压电常数d₃₃为410pC/N. 无模成型技术具有结构可设计性强, 成型速度快, 成型精度高等优点, 为压电材料和器件的设计和应用提供了新的思路.     

电磁波带隙材料的低温共烧陶瓷技术制备及性能

根据共面紧凑型光子晶体的原理和HFSS仿真结果设计了禁带位于超宽带(UWB,3.1～10.6 GHz)范围的EBG(电磁波带隙)结构,然后采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备出了设计的EBG结构。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了所制EBG结构的微观结构,结果显示烧结体中陶瓷与银电极结合良好。另外,经HP8720ES矢量网络分析仪测试发现其电磁波禁带位于4.0～5.5 GHz,深度大于20 dB。     

高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料

太赫兹(THz)技术因其在高速无线通信、无损成像、光谱检测等领域的应用价值而备受关注，然而能高效调制太赫兹波的材料仍亟需开发。由周期性亚波长结构组成的超材料可精确地调控电磁波的振幅、相位和偏振，为设计超紧凑和高性能太赫兹器件提供了新的机遇。太赫兹超材料可通过改变谐振模态进而调控太赫兹波，但米氏共振等常用模态由于较低的谐振强度导致调控效率有限。Fano谐振具有更强的谐振强度，且对外界介电环境十分敏感，可极大提高太赫兹波的调控效率和灵敏度。基于泵浦光激发高阻硅中非平衡载流子的机制，设计并实验验证了一种高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料。结果表明：通过近红外激光泵浦控制高阻硅的电导率，可以实现Fano谐振强度的有效调控，调制率可达到87%，比同一结构上Mie式电偶极谐振的调制效率提高了70%，实现了对太赫兹波的高效调控。制备方法简单、调制效果明显，可通过改变超材料样品尺寸灵活设计工作频段，为太赫兹波段的高性能调控器件提供了一种可行的设计思路和方法。