K_2CO_3对ZnO纳米晶掺杂锌铝硅玻璃的制备及光学性能的影响

利用高温熔融和后续热处理方法获得了ZnO纳米晶掺杂的SiO2-Al2O3-ZnO-K2CO3(SAZK)玻璃。利用差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征。随着玻璃组分中K2CO3含量逐渐升高,热处理后SAZK玻璃中的主晶相逐渐由Zn2SiO4变为ZnO。在325nm激发下,ZnO纳米晶掺杂的SAZK玻璃在580nm处有一个宽波段发射峰。在K2CO3含量为8%(摩尔分数)时,SAZK玻璃的发射强度最大。     

钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的水热合成及表征

以层状结构的K2Ti6O13纳米纤维为钛源,成功实现了钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的合成。分别利用XRD、SAED、SEM、TEM、HRTEM对其物相和微观形貌进行了表征。结果显示,所合成的PbTiO3四方板状颗粒平行于(101)晶面,厚度约为200~300nm,边长约为1~2μm。基于水热处理时间对物相和形貌演化的影响,讨论了PbTiO3四方板状颗粒形成机理。发现层状结构K2Ti6O13对PbTiO3四方板状颗粒的形成具有重要作用。在水热处理过程中,Pb2+离子取代K2Ti6O13结构中的K+离子,导致层状剥离,形成钛酸铅片状基元,结晶形成中间相PbTi0.8O2.6,进而转化为钙钛矿结构PbTiO3二维板状四方颗粒。     

环境条件对染色珍珠颜色的影响及改性初探

为了解决化学染色珍珠在实际应用中存在褪色、光泽下降等问题,利用紫外线照射、人工汗液对样品进行强化实验,采用JEY-PS色彩分析仪测试染色珍珠样品在受紫外线照射、汗液作用过程中其颜色和光泽的变化情况。结果表明,紫外线和汗液对染料具有直接作用,玫瑰红色样品在紫外线作用下12h开始发生褪色,橙黄色样品在36h发生褪色;酸性汗液对样品本身具有一定的腐蚀作用,玫瑰红色样品在人工汗液作用下90min开始出现腐蚀现象,橙黄色样品在30min出现腐蚀现象。最后,采用纳米TiO2-聚合协同改性处理工艺对染色珍珠样品进行表面处理,使其抗紫外线褪色能力至少提高3~4倍,抗汗液腐蚀性能至少提高10倍,较好地解决了染色珍珠褪色与光泽下降的问题。     

追踪算法在纳米晶粒薄膜散射研究中的应用

本文通过光线追踪算法结合基于麦克斯韦方程解的蒙特卡洛方法,模拟了光在梯度折射率指数硅/非晶硅(C-Si/a-Si)复合薄膜中的传播情况.文中将梯度折射率指数薄膜考虑成多层均匀折射率薄膜的叠加,每一层的折射率由该层所在位置决定.通过对透射、反射光子在梯度折射率指数薄膜中运动的统计研究,讨论梯度折射率指数薄膜的减反射性能.模拟结果获得了薄膜中粒子的浓度、粒子直径大小以及折射率梯度变化对薄膜反射率的影响规律,这有助于低反射率薄膜的设计,以期解决目前较为引人关注的镀膜玻璃光污染问题.     

氮掺杂TiO2薄膜的溶胶凝胶法制备及其光催化性能和亲水性的影响研究

应用溶胶凝胶方法制备了TiO2薄膜,对其在氨气气氛下热处理,通过EDS表征,成功将氮掺入薄膜中,制得了TiO2-xNx(0＜x＜1)薄膜.在制备TiO2薄膜过程中,选用180、400、500℃ 3种不同的干燥温度,在每种干燥温度条件下对薄膜进行氨气气氛下热处理,热处理温度选用400、500、600℃ 3种.为比较薄膜样品对可见光的利用率,将卤灯光源450nm以下的光滤掉,对薄膜进行光催化降解实验,得到TiO2薄膜的光催化效率是随着氮的掺入量的增加而呈现出先增加再减少的趋势.并发现经过500℃干燥,氨气气氛下热处理温度为600℃的条件下制得的薄膜光催化性能最优,薄膜对甲基橙的降解率可达4.3%,此时掺入的N不是以取代O的位置形式存在,且紫外光照射后薄膜的接触角达到0°,表现为超亲水性.     

钛酸铝固溶体陶瓷的制备与性能

用工业级原料采用固相反应法合成了钛酸铝固溶体[Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1 0.2O5].研究了氧化镁(MgO)在钛酸铝(Al2TiO5)结构中的固溶对粉体合成的影响,通过测量Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1 0.2O5陶瓷的体密度、热膨胀系数和抗弯强度,进一步研究了其烧结行为、热膨胀行为和机械性能.结果表明:由于MgO的固溶,在相对较低的温度(1 300℃)煅烧便合成纯相Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1 0.2O5粉体,并且具有良好的烧结活性.用1 380℃合成的粉体,经1 450℃保温4h烧结的Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1 0.2O5陶瓷,不仅具有低膨胀特性,而且有足够高的抗弯强度.     

无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-A12O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃.玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8?O,2.4%SrO,2.4?O).用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究.结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在.随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值.随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的.铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关.     

热丝化学气相沉积法在CH4／H2混合气体中低温生长超薄纳米金刚石膜

用热丝化学气相沉积方法研究了低温(~550℃)和低反应气压(~7 Torr)下硅片上金刚石膜的成核和生长.成核过程中采用2.5%的CH4浓度,在经充分超声波预处理的硅片上获得了高达1.5×1011cm-2的成核密度.随CH4浓度的增加所成膜中的金刚石晶粒尺寸由亚微米转变到纳米级.成功合成了表面粗糙度小于4nm、超薄(厚度小于500nm)和晶粒尺寸小于50nm的纳米金刚石膜.膜与衬底结合牢固.膜从可见光至红外的光吸收系数小于2×104cm-1.用我们常规的HFCVD技术,在低温度和低压下可以生长出表面光滑超薄的纳米金刚石膜.     

复合持续时间对P2O5-Al2O3异相复合玻璃结构和力学性能的影响

近年来,分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌,采用熔融冷却法制备了纳米SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒增强的P₂O₅-Al₂O₃玻璃。通过改变复合持续时间,研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明,异相复合玻璃的杨氏模量高于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,并且随着复合持续时间由10s增大到8min,玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势,在复合持续时间为6min时,杨氏模量达到最大值80.7GPa。相比于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,杨氏模量提高了18%。引入SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相,而且会改变P₂O₅-Al     

基于机器学习的轻质低膨胀幕墙玻璃组分设计研究

随着机器学习技术的不断发展和玻璃材料数据的逐步积累，基于数据驱动的组分设计方法已成为玻璃新材料开发的一种有力手段。本文采用随机森林回归算法构建了包含56种氧化物的玻璃组分与性能预测模型，并采用SHAP分析等方法进行了可解释性研究，实现了在高维组分空间对线膨胀系数、密度及弹性模量的准确预测。利用该预测模型在Si-Al-B-Ca-Mg-Na六元氧化物组分空间中对约118万个玻璃配方进行快速预测，并对优选的4组硼硅酸盐玻璃样品进行测试。结果表明，样品的线膨胀系数分布在(52.00～58.00)×10^-7℃^-1,密度分布在2.34～2.39 g/cm³,弹性模量分布在67.00～74.00 GPa,与模型预测结果相符，且优于相关规范要求。