摘要:为了研究MoO2的本征电阻率,采用化学气相沉积法(CVD)在蓝宝石衬底上制备金属性MoO2纳米材料,随后将材料转移到SiO2衬底制备成双端电阻器件,在进行电压?电流曲线测量的同时,采用开尔文探针力显微镜(KPFM)研究不同偏压下MoO2纳米材料表面电势的空间分布.结果表明:传统测量时忽略了接触电阻和热效应的影响,导致测量结果偏高;测量的MoO2的本征电阻率为6×10-5 Ω·cm,可以媲美高质量ITO薄膜电极.所以,MoO2作为一种廉价电极材料在电子器件中具有潜在的应用前景.
摘要:InSe具有高载流子迁移率,在光电探测和场效应器件应用上具有非常好的前景.但InSe易于氧化,特别是在一定光和热激发下会氧化成In2O3.在InSe的研究中,拉曼光谱、荧光光谱等手段均需采用激光进行激发,目前激光照射测试过程对测试结果的影响并不清楚.通过采用拉曼光谱、原子力显微镜和开尔文探针显微镜,详细研究了激光照射过程对InSe拉曼光谱测试、表面形貌和表面电势的影响.结果表明:在激光功率为0.20 mW、曝光时间10 s的条件下,激光照射对材料基本没有影响;随着激光照射功率增强,激光诱导表面氧化而产生结构形变,拉曼光谱峰强下降,表面电势升高;随着高激光功率照射时间增长,表面的氧化程度迅速增加,但拉曼强度呈现先下降后增长再下降的变化,其原因来自于氧化层形态的变化.光谱测试对InSe材料产生不可忽略的影响,在材料分析中需要给予重视.
摘要:原子层沉积(ALD)是一种新兴的薄膜沉积技术,其最主要的优势在于可在高深宽比的结构上沉积均匀致密的纳米薄膜,因此在微电子、纳米科技等领域中具有广泛的应用.纳米厚度的ALD薄膜与传统微米厚度的薄膜材料相比,需要更精确的表征手段,因此对ALD薄膜的表征方法展开了针对性探讨.阐述了ALD薄膜的常用物性表征方法,主要从薄膜厚度、成分、结晶性及形貌等方面展开探讨,同时展望了其未来发展的方向.
杨慕紫 , 周逸凡 , 佘峰权 , , 高傲松 , , 龚力 , 张晓琪 , 陈建 , 谢方艳
摘要:界面能级调控是目前研究优化材料性能的关键步骤之一,界面问题也是目前研究热点.以Si/MoO3界面为例,通过利用多功能光电子能谱仪在清洁后的硅片上蒸镀不同厚度的MoO3并进行XPS及UPS表征,对其表面成分及界面能级进行分析,通过UPS谱图得到功函数和价带顶,利用XPS谱图获取界面化学、界面相互作用等信息.原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)表征结果证实,蒸镀膜的实际厚度和使用晶振表征的理论厚度相近.光电子能谱实验结果揭示:当薄膜的理论厚度低于50 ?时薄膜成分不完全是Mo6+,低于150 ?时仍能检测到Si信号;蒸镀的薄膜理论厚度达到100 ?(功函数为6.81 eV)后,功函数数值趋于稳定,这说明可以在厚度范围内通过控制蒸镀MoO3的厚度调控Si/MoO3的界面能级.在一定范围内,利用不同厚度的薄膜调控界面能级是提高材料性能的方法之一,表明光电子能谱是用于研究界面问题的有效且便捷的表征方法.
刘兆肃 , , 刘国濠 , 叶晓宜 , 张仕源 , 郑晓婷 , 劳媚媚 , 徐海涛
摘要:WS2二维材料的大面积可控制备一直是二维材料基础研究中亟须解决的难题,基于化学气相沉积法,探索了反应过程中蒸发硫时刻、最高反应温度、衬底摆放位置等实验参数,对制备WS2二维材料的影响,并成功制备了边长达80 μm的三角形单层WS2纳米片.此外,还将WS2二维材料作为表面增强拉曼散射(SERS)传感器的新型衬底,并以罗丹明6G作为探针分子,初步研究了WS2二维材料的SERS性能.实验结果表明,WS2二维材料对罗丹明6G分子的检出极限可低至1×10-6 mol/L,将为新型SERS衬底的开发和应用提供一种新的方案和思路.
谌曲平 , 孙文 , , 江柱中 , 孙训东 , , 张科杰 , 黄仁忠 , 云海涛 , 郑彩凤
摘要:采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了冷喷涂工艺参数对CoNiCrAlY涂层微观结构和力学性能的影响.运用Ansys CFD软件建立了冷喷涂CoNiCrAlY高速射流场三维模型,系统研究喷涂气体种类、温度、压力及粉末粒径分布对粉末粒子温度和速度变化的影响规律.采用高压冷喷涂系统,在镍基高温合金GH625基体上沉积CoNiCrAlY涂层,利用光学显微镜观察CoNiCrAlY涂层的微观结构,并且利用ImageJ软件检测涂层的孔隙率,随后通过硬度计及拉伸试验检测涂层的显微硬度和结合强度.结果表明:随着气体温度升高粉末在喷枪出口处的温度及速度也升高,随着喷涂气体压力的升高粉末在喷枪出口处的速度增大,但是对气体压力的变化对粉末温度影响较小;在氮气气氛和1000 ℃条件下获得的冷喷涂CoNiCrAlY涂层的孔隙率为1.9%左右、结合强度约为57 MPa,在氦气气氛和700 ℃条件下制备的CoNiCrAlY涂层的孔隙率约为0.4%左右、结合强度超过70 MPa;经真空热处理后涂层的孔隙率与热处理前的相比,其孔隙率稍有降低;喷涂态CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为550 HV0.3, 热处理后CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为350 HV0.3,明显低于热处理前的显微硬度.
郭明 , 卜文德 , 剡苏荣 , 唐林波 , 牛鹏亮 , 龚杰
摘要:采用不同的激光功率,对2 mm厚的Q235钢进行了激光焊(Laser beam welding,LBW).通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、室温拉伸和室温弯曲实验等表征手段,研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响.结果表明:接头横截面,包括母材(Base metal, BM)、临界热影响区(Critical heat affected zone, ICHAZ)、细晶热影响区(Fine-grain heat-affected zone, FGHAZ)、粗晶热影响区(Coarse-grain heat-affected zone, CGHAZ)和熔合区(Fusion zone, FZ);激光焊接功率增大时,ICHAZ区铁素体(F)晶粒变大,珠光体(P)被分解;FGHAZ区的晶粒被细化,部分细颗粒状碳化物在F中弥散分布,其余部分碳化物与F在晶界机械混合;CGHAZ区主要为等轴状马氏体(M),晶界存有少量粒状贝氏体(BG)、板条马氏体(ML)和块状马氏体(MB);FZ区以马氏体(M)、针状铁素体和贝氏体(B)为主;在激光功率3535 W和3830 W下焊缝的硬度高于HAZ区和BM;当激光功率为3535 W时,接头抗拉强度为514.8 MPa、延伸率23.4%,FZ硬度平均值约为360 HV,获得了综合力学性能优良的接头.
刘新亮 , , 胡永俊 , 李艳辉 , 张欣悦 , 王岳亮 , 卢冰文 , 董东东 , 马文有 , 刘敏
摘要:以7075铝合金粉末为原料,采用SLM技术制备了7075铝合金和YSZ/7075复合材料试样,并研究了SLM工艺参数及钇稳定氧化锆(YSZ)添加含量对7075铝合金试样微观组织结构和力学性能的影响.试验结果表明:SLM成形7075铝合金试样的相对密度,随着激光能量密度的增加呈先增大后减小的趋势;SLM成形试样沿晶界分布着网状裂纹,添加钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉体能明显抑制SLM成形7075铝合金的裂纹;当YSZ添加量为2%、激光功率为270 W、扫描速度为800 mm/s时,试样相对密度为96.62%,平均晶粒尺寸由20.4 μm细化至4.26 μm,显微硬度为120 HV,试样的抗拉强度及屈服强度分别为209 MPa和196 MPa,是未添加YSZ试样的5.5倍和2倍,延伸率为4%.
摘要:采用电弧熔炼炉制备母合金锭,使用单辊快淬法制备了FeSiBCuNbNi合金薄带,利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和直流软磁测试设备,对合金的热稳定性、热处理前后物相及Ni含量对富硼型FeSiBCuNbNi合金的非晶形成能力、晶化过程和软磁性能的影响进行了分析.实验结果表明:制备出的Fe78-xSi3B16Cu1Nb2Nix(x=10,12)非晶态合金的非晶形成能力随Ni含量升高而减弱,生成α-Fe(Ni)单一软磁相的热处理区间变窄;当Fe78-xSi3B16Cu1Nb2Nix(x=10,12)合金分别在480和470 ℃下保温10 min时,其矫顽力达到最小值,分别为6.9和8.3 A/m;经普通热处理后,Fe68Si3B16Cu1Nb2Ni10和Fe66Si3B16Cu1Nb2Ni12合金的饱和磁感应强度均为1.28 T,起始磁导率分别为5.6和4.8 K,而Fe68Si3B16Cu1Nb2Ni10合金的磁滞回线的线性度更好.
摘要:通过电子万能试验机、透射电镜等,研究了不同时效状态对半连续铸造的Al-5.9Zn-0.8Mg合金压溃性能的影响.结果表明:T4(30 d常温停放)状态试样的抗拉强度接近于T6(T4+120 ℃/24 h)状态试样的抗拉强度,合金表现出强烈的自然时效效应;T7(T6+170 ℃/10 h)状态试样抗拉强度低于T6状态试样,但两状态屈服强度接近;各状态试样的断后综合延伸率(A50)数值在15%~16%之间,T4,T6和T7的均匀延伸率(Ag)分别为15.2%,13.1%和8.5%;均匀塑性变形程度最高的T4状态试样在压溃过程中发生脆性开裂,而出现严重颈缩现象的T7状态试样则能在压溃过程中均匀折皱,其压溃性能最优.
摘要:为研究不同Mn含量ER5356铝合金焊丝和焊接电流对焊接焊头性能的影响,实验使用含锰量为0.05%和0.15%的ER5356铝合金焊丝,分别在110,115和125 A焊接电流下,采用TIG焊接6082铝合金.结果表明:用ER5356(0.15%的Mn)铝合金焊丝焊接得到的焊接接头的性能整体优于ER5356(0.05%的Mn)焊丝焊接得到的焊接接头,因Mn元素可以改善焊接接头的力学性能,进而提高铝合金焊接质量;随着焊接电流的增大,焊缝成形质量提高,当焊接电流为125 A时,无焊接热裂纹等宏观缺陷,焊接接头断口几乎观察不到未焊透的现象, 焊接接头匹配系数最高达到0.71.
摘要:染料敏化太阳能电池因其大规模生产、低成本、环保和潜在的灵活性而受到广泛的研究兴趣,作为光阳极的TiO2半导体纳米材料在吸收有机染料分子方面起着关键作用.然而,有机染料(如N3和N719)只能吸收可见太阳光,这限制了太阳能电池的光谱响应范围,降低了电池的光电效率.为了解决这一问题,利用稀土离子上转换技术将近红外光转换为可以被有机染料吸收的可见光.采用水热法制备金属Mg2+离子掺杂TiO2:Yb3+/Tm3+纳米晶,对Mg2+离子掺杂增强TiO2:Yb3+/Tm3+纳米晶上转换发光性能及机理进行了研究.研究结果表明:Mg2+离子的掺杂不改变TiO2:Yb3+/Tm3+锐钛矿晶体结构,其形貌仍保持薄片状;Mg2+离子通过修饰Tm3+离子周围局部环境,增强了上转换蓝光和红光发光强度,从而扩大了太阳光谱响应对近红外波段的吸收和利用.功率曲线和上转换布局机制研究结果表明,上转换蓝光是通过双光子布局,而Mg2+离子掺杂则使上转换红光由双光子转变为单光子布局.
摘要:采用固相反应法制备了LaSrFeO4钙钛矿材料,并且在较大的频率范围内测量了其反射率,然后利用Kramers-Kronig关系(K-K关系)计算了LaSrFeO4的光学参数,即折射率和介电常数.在得到光学参数的基础上,计算了LaSrFeO4的电导率,计算结果与其他课题组公开报道的结果符合的很好.
摘要:以软丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,采用预乳化半连续乳液聚合法制备丙烯酸酯压敏胶,研究了软/硬单体配比和功能单体含量对压敏胶初粘性、持粘性和180 °剥离强度粘结性能的影响.实验结果表明,在软单体、硬单体、功能单体的配比为47.5∶10∶5和Tg=-30.4 ℃条件下,采用滚球斜坡停止法测定初粘力,滚球选择20号钢球,丙烯酸酯压敏胶的持粘力达到34 min,180 °剥离强度为0.26 N/mm.表明,乳液稳定好、黏度适中,涂布效果理想.
摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸盐聚酯二元醇(BY3303)、1,4-丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,IPDI首先与BY3303反应,经BDO扩链后得到预聚体,最后用HEA对其进行封端,得到磺酸型聚氨酯丙烯酸酯乳液(SWPUA).研究结果表明:乳液的平均粒径为50~70 nm之间,随R值增大,拉伸强度逐渐上升,而断裂伸长率随之下降;随着亲水基团含量上升,拉伸强度逐渐下降,而断裂伸长率逐渐上升.采用2959作为光引发剂,其浓度为2%,当辐照光强为40 mW/cm2时,SWPUA胶膜具有最快的光固化速率和最高的固化程度.
摘要:富钛材料是氯化法制备二氧化钛的主要原料, 利用低浓度钛离子溶液制备高纯富钛材料是一种重要的方法.获得低浓度的钛离子溶液([TiO2+]<1.0 mol/L)不需要真空浓缩步骤,水解率可超过98%,足以制备高纯富钛材料.对硫酸钛溶液的水解率随时间的变化进行了研究,为了得到任意时刻的水解率,对所得到的时间?水解率曲线进行最小二乘法拟合,得到实验曲线的解析多项式, 通过对多项式的推导,得到水解率与钛离子浓度、水解时间的关系. 结果表明,在钛离子水解过程中,水解速率随钛离子浓度、水解时间的增加呈先增大后减小的趋势,并且水解速率存在一个峰值.
摘要:以钼酸钠为原材料采用超声波法制备了纳米 MoO3,研究了纳米MoO3对亚甲基蓝的吸附性能.通过红外光谱、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、扫描电镜及能谱,研究了纳米MoO3对亚甲基蓝的吸附机理.研究结果表明:纳米MoO3对亚甲基蓝吸附的最大吸附容量为535.78 mg/g,其吸附类型为化学吸附,主要为亚甲基蓝中硫与钼络合成键吸附;根据吸附热力学研究,其吸附模型符合Langmuir等温吸附模型,符合准一级动力学模型.
摘要:缺氧会使得细胞死亡和组织坏死,防止细胞缺氧是影响细胞生存和工程组织植入的关键问题之一.释氧材料能为细胞和组织提供氧气支持,在组织工程和再生治疗领域显示了巨大潜力,正成为一种重要的生物材料.近年来研究者付出了诸多努力开发出高性能释氧的材料和体系,释氧材料的研究发展迅速.总结了氧气控制释放型生物材料的最新研究进展,释氧材料分为产氧材料和携氧材料两大类型,系统地总结了这两类材料在氧源化合物、载体材料和控制释氧等方面的研究进展,深入讨论了控制释氧材料的制造方法、材料传递氧气的方式和氧气控制释放性能,并讨论了释氧材料在组织工程供氧、支持缺血组织和克服肿瘤缺氧等方面的应用.释氧材料应用的关键是氧气长效控制释放,重点阐述了基于过氧化物、酶催化体系、血红蛋白类、全氟化碳和微/纳米气泡等氧源物质的可控释放体系的构建和持续释氧性能.指出了释氧材料研究存在的问题与挑战,并对今后相关研究的发展进行了展望.
马清 , , 张艳梅 , 卢冰文 , 王岳亮 , 闫星辰 , 马文有 , 姜慧 , 刘敏
摘要:高熵合金因其独特的合金设计理念及优异的综合性能,逐渐成为表面工程领域的热门涂层材料之一,而激光熔覆技术已成为高熵合金涂层制备的主要手段之一.目前,激光熔覆制备的面心立方(FCC)或体心立方(BCC)单相的高熵合金涂层,由于强度-塑性不匹配而导致涂层综合性能不佳,限制了其工程应用.由于硬质颗粒增强FCC结构高熵合金涂层是解决强度?塑性匹配的重要途径,成为国内外学者研究热点之一.重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金熔覆涂层的研究现状,分析了硬质颗粒增强高熵合金复合涂层性能的主要影响因素,并对未来硬质颗粒增强高熵合金涂层研究方向进行了展望.