不同电场对BaTiO_3纳米纤维畴变和形貌的影响

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,通过调节针尖与极板间的纺丝距离,得到了不同形貌的BaTiO_3纳米纤维.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究BaTiO_3纳米纤维微观结构随纺丝距离的变化规律,发现纺丝距离为12 cm,退火温度为800℃时,制备出BaTiO_3纳米纤维具有尺寸细小、结晶充分、形貌优良的特点.文中利用压电力显微镜(PFM)对单根BaTiO_3纳米纤维的表面微区进行表征,研究其在不同电场下的形貌改变及畴态演变,结果表明低电压下纤维易发生90°畴变而高电压下则发生180°畴变,利用形貌图可以对纤维表面的电致裂纹现象进行解释.此外,给出了另外两种纤维顶端位移高度随外加电压的变化关系图,发现矫顽电压+4 V附近,纵向尺寸增速减慢,这也与畴变演化现象中的实验规律一致.     

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米结构

我们采用溶胶.凝胶法合成了不同形貌的ZnO纳米结构,详细研究了退火温度对ZnO结构和形貌的影响.SEM结果表明在900℃可以合成ZnO纳米棒,退火温度对形貌有影响.ZnO纳米棒的直径为200mm左右,长度可以达到几微米.     

低温固相反应法制备CoFe_2O_4纳米颗粒

采用低温固相反应法以CoCl2、FeCl3和NaOH为原料制备了CoFe2O4铁氧体纳米粉体．采用X射线衍射仪（XRD）扫描电子显微镜（SEM）振动样品磁强计（VSM）对样品的成分、形貌和宏观磁性进行了表征,利用等加速穆斯堡尔谱仪对样品进行了穆斯堡尔谱的测量．结果表明,使用本方法可以在较低的温度下（90℃）方便地得到纯度较高,颗粒度（11～56nm）分布较均匀的CoFe2O4纳米颗粒．用这种方法制备的CoFe2O4粉体单畴临界尺寸在23nm左右．超精细场随着退火温度的升高而增大．     

不同成分Ti-Ni合金的正电子湮没研究

用正电子湮没Doppler展宽能谱测量了不同成分近等原子Ti-Ni合金的不同温度淬火和1000℃淬火叉经不同温度退火后试样的线形S参数,结果表明:(1)淬火曲线高温部分和退火曲线低温部分的S参数变化符合单空位机制;(2)正电子可探测到沉淀相的温度区间为:Ti-49.0at% Ni约是300°~700℃,Ti-50.0at% Ni约是350°~700℃,Ti-50.5at% Ni、Ti-51.0at% Ni和Ti-51.5at% Ni均约是400°~700℃;(3)富Ni侧合金中的"缺陷"量易受处理条件影响;(4)在相似的处理条件下,富Ni侧合金的"缺陷"量比富Ti侧的低.     

退火温度对ZnO纳米棒结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备了氧化锌(ZnO)纳米棒,通过测试样品的X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)图像和光致发光谱(PL)研究了退火温度对ZnO纳米棒结构、形貌和光学性能的影响.结果表明:在900 ℃时会形成均匀的ZnO纳米棒.不同温度烧结得到的样品其光致发光峰不同但都有紫带和又宽又强的可见光带.当升高烧结温度时,由自由激子复合引起的紫外峰发生红移,这是由于晶粒尺寸的增加和应力的减少导致的.另外一个可见光发射峰是由过量的氧和结构缺陷引起的.最后根据实验结果研究了ZnO纳米棒的生长机制.     

磁控溅射法制备FeCu薄膜

采用直流磁控溅射在Si (001)基片上制备了FeCu纳米薄膜,薄膜样品分别经过300～600 ℃退火处理1 h.利用X射线衍射仪和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了测量和分析.结果表明,沉积得到的亚稳态FeCu合金在300 ℃时发生相分离,随温度的升高,晶粒长大,相分离程度增强.在300～500 ℃范围内样品的矫顽力随温度的升高而变大,当退火温度为600 ℃时矫顽力变小.     

溶胶-凝胶法制备具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Co掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:退火温度较低时样品为锐钛矿结构,在823 K时出现少量金红石相,当退火温度为873 K时,样品基本转变成金红石结构,同时析出少量CoTiO3.退火温度同时对样品的磁性有较大影响.随着退火温度的升高,样品室温下的M-H曲线由顺磁形式向铁磁形式转变.退火温度为873 K时,我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒.     

电子束蒸发法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

采用电子束蒸发法在蓝宝石衬底上制备了ZnO∶Eu3+薄膜.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和光致发光(PL)光谱仪测试了不同退火温度下薄膜结构、形貌以及光致发光谱,分析了薄膜光致发光中的能量传递原理.结果表明:ZnO∶Eu粒子为六角纤锌矿结构,且600℃退火后结晶更好;光致发光谱中Eu3+的特征发光中心波长分别位于617 nm和667 nm,且600℃退火温度下的Eu3+特征发光最强.适当的退火温度可有效形成Eu离子的发光中心.     

氮气中退火制备（Bi，Dy）4Ti3O12铁电薄膜

采用化学溶液沉积法(CSD)将Bi3.4Dy0.6Ti3O12(BDT)前驱体溶液沉积在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(111)基底上,然后在氮气环境中分别于600℃、650℃、700℃和750℃四个温度下退火,成功地制作出BDT铁电薄膜.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分别对其表面形貌、结构及其成份进行了表征;用铁电分析仪测试了其铁电性能.随着退火温度的升高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大,但其剩余极化不是随着退火温度的升高而单调增加.氮气中650℃退火的BDT铁电薄膜结晶良好,并且具有最大的剩余极化值(2Pr=7.8μC/cm2;Ec=95.7 kV/cm).另外,就温度对BDT铁电薄膜性能的影响机理进行了讨论.     

静电纺丝法制备多孔碳纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,通过静电纺丝法结合三步热处理工艺成功制备出多孔碳纳米纤维.采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面分析仪等测试方法系统地分析了PVP/PMMA不同质量比对多孔碳纳米纤维的形貌和电化学性能的影响.实验测试结果表明当PVP与PMMA质量比为3∶2时,得到的多孔碳纳米纤维的比表面积最大,可达到545.4m2·g-1,并且具有最好的电化学性能;在0.1C充放电速率下50次循环之后样品的放电比容量约为220mAh·g-1.所有由PVP/PMMA混合原料制备的多孔碳纳米纤维的比容量均高于由PVP原料制备的碳纳米纤维,并具有较好的循环性能.     

BZT复合对BNT-BT陶瓷铁电性能和退极化温度的影响

钛酸铋钠（BNT）体系作为一种潜在的无铅压电陶瓷材料受到广泛关注,但钛酸铋钠的退极化温度过低限制了其发展前景。笔者通过在钛酸铋钠-钛酸钡（BNT-BT）中引入锆钛酸钡（BZT）的方法,利用锆钛酸钡的高极化强度的特点,提高了钛酸铋钠-钛酸钡的退极化温度。研究发现,随着BZT质量分数的增加,BNT-BT经历了铁电-弛豫铁电-铁电-弛豫铁电的转变,当BZT质量分数为15%时,由于BZT的高极化特性,BZT电畴的定向诱导或阻碍了BNT-BT电畴的翻转,重新建立起已被破坏的压电陶瓷的长程有序性,表现出明显的铁电相,压电常数也在退极化温度为100℃时达到了110 pC/N,且退极化温度由80℃提高到100℃。     

NbSe2纳米颗粒的制备与表征

采用固相反应法以Nb粉和Se粉为原料,经高能球磨压片后,在Ar气氛中反应合成NbSe2纳米颗粒.利用XRD、SEM、TEM/HRTEM对生成的样品进行表征.研究结果表明:当退火温度达到700 ℃时,样品为菱形NbSe2的六方晶相.     

压电陶瓷的性能老化与换能器性能的衰退

本文以编号为Fe1.5的发射型压电陶瓷材料为对象,采用标准试样和某种规格的压电振子,分别实验考察在不同温度(室温,60℃和100℃),压力(30kg/cm²)以及电功率密度(0.3W/cm³·KC和0.5W/cm³·KC)作用下,压电陶瓷材料和换能器性能随时间对数的变化.实验结果表明,导致压电陶瓷机电耦合系数和介电常数的老化原因不尽相同.在0.3W/cm³·KC电功率作用下陶瓷元件的老化行为与单一因素作用下的变化规律不同,机电耦合系数和介电常数稍有上升.看来这与发射型材料自身的内偏置电场有关.我们认为,在给定的应力、温度和电功率的综合作用下,压电陶瓷性能的劣化并不严重,它不会引起压电陶瓷换能器性能的衰退.适当的温度处理有助于压电陶瓷材料和换能器性能的稳定.     

应力对聚丙烯蠕变行为的时间-温度等效性的影响

研究不同应力和温度条件下聚丙烯材料的蠕变行为,试验结果表明,聚丙烯材料的蠕变行为是非线性的,同一应力水平下不同温度的蠕变柔量曲线满足时间-温度等效原理,通过水平移位可以得到光滑的蠕变柔量主曲线,移位因子与温度变化成线性关系,但不同应力水平下的时间-温度移位因子是不同的.从蠕变柔量主曲线和温度移位因子可知,应力为16 MPa时14~26℃下的短期(1 500 s)试验数据可以用于预估14℃时长达3 d的蠕变性能.     

不同晶相组成TiO2纳米粒子的拉曼光谱表征及其光催化性能

通过溶胶-水热法制备了不同晶相组成的TiO2纳米粒子,并利用XRD,Raman光谱等方法对样品进行了表征,同时考察了晶相组成对TiO2光催化降解罗丹明B活性的影响.结果表明,热处理温度为400℃时,TiO2纳米粒子为锐钛矿相.从400℃到700℃是锐钛矿向金红石的相转变过程.当热处理温度升至700℃时,TiO2纳米粒子完全为金红石相.在光催化实验中,580℃热处理的TiO2纳米粒子表现出较高的光催化活性,且随着热处理温度的进一步升高,光催化活性下降,这能够从晶相组成上给出解释.     

Fe元素掺杂TiO2纳米品结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500℃纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

锆元素修饰钛酸铋钠压电陶瓷的研究

在实验条件下,利用溶胶-凝胶方法合成了钛酸铋钠基Zrx(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06Ti1-xO3无铅压电陶瓷粉体。研究了锆元素取代量(x=0.05,0.1,0.2)对材料性能的影响。X射线衍射分析及对合成粉体进行SEM分析表明,所研究的组成均能形成目的物。烧结温度在600～700℃制得的粉体具有钙钛矿压电陶瓷结构。对合成的陶瓷材料进行的杂化研究表明,微量锆元素的引入有助于改善其压电性能,当x=0.05,在650℃焙烧2h,1150℃保温2h烧成的压电陶瓷材料性能优良,d33最高可达216PC/N,居里温度为289℃,机电耦合系数kp为40%,机械质量因子Qm达到140,介电损耗tgδ为0.021。     

有限元法结合压痕法估算BNKT薄膜的压电应力常数

考虑基底效应的影响,将压电应变系数与压电应力常数的关系式作为补充方程,通过有限元法结合纳米压痕法估算了横观各向同性0.85Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-0.15K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(BNKT)薄膜的压电应力常数.在正向分析中,通过无量纲分析和有限元模拟,得到最大压痕荷载、加载曲线指数与BNKT薄膜压电应力常数之间的无量纲方程.在反向分析中,利用纳米压痕实验得到沉积在硅基底上BNKT薄膜的压痕曲线,将实验数曲线中的最大压痕荷载和加载曲线指数代入正向分析建立的无量纲方程,联立补充方程进行求解,得到多组不同误差下的解,取误差最小时相应的解e_(15)=0.28 C/m~2,e_(31)=7.72 C/m~2,e_(33)=18.26C/m~2为BNKT薄膜的压电应力常数.     

铁元素掺杂TiO2纳米晶薄膜结构和光学性质研究

通过反胶束法制备掺铁（1%）的TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在洁净的玻璃基底上形成不同条件下铁掺杂的TiO2（Fe-TiO2）纳米薄膜,分别在500℃和700℃温度下对陈化干燥的铁掺杂的TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径和不同堆积的铁掺杂TiO2纳米晶体.将不同制备条件下得到的（Fe-TiO2）纳米膜进行UV-可见光谱、SEM图像进行研究.实验表明：经过700℃热处理的铁掺杂的TiO2纳米晶粒比500℃铁掺杂的TiO2纳米晶粒大,且薄膜不同涂覆次数对TiO2纳米晶粒的大小与堆积均产生一定的影响;随着膜涂覆层数的增加,掺Fe-TiO2纳米薄膜的紫外可见吸收光谱出现明显红移,吸光度也大大增加。     

Fe元素掺杂TiO_2纳米晶结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500°C纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.