离子轰击碳膜诱导碳纳米尖端的形成和生长

用CH4、NH3和H2为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统在沉积有碳膜的Si上制备了碳纳米尖端.用扫描电子显微镜、原子力显微镜和Raman光谱表征了碳膜的结构,以及用扫描电子显微镜和X射线光电子谱表征了碳纳米尖端的结构,结果表明碳膜是凸凹不平的非晶碳膜,碳纳米尖端是由sp2结构的碳组成.根据有关离子的溅射和沉积机制,分析了离子轰击碳膜诱导碳纳米尖端的形成和生长.     

反应等离子体制备碳锥及其表征

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统,用CH4、H2和NH3为反应气体,分别在沉积有钛膜和碳膜的Si片衬底上制备了锥形碳结构,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱仪(EDX)和显微Raman光谱仪对其形貌和结构进行了表征.SEM结果表明在沉积有碳膜的Si片衬底上易形成碳锥,EDX谱和Raman谱进一步表明形成的碳锥为碳氮结构,由sp3 C-N、sp2 C和sp2 C=N键形成.根据溅射机制和扩散机制,分析了碳锥的形成.同时,还对碳锥Raman谱的荧光背景进行了分析,结果表明由于氮的掺杂,使得碳锥由非极性的碳材料变成为极性碳材料.     

石墨负极锂嵌碳机理的研究

为了探索锂离子电池石墨负极中锂离子嵌碳的机理,采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）以及红外光谱（ＦＴＩＲ）等手段,研究了锂离子嵌入石墨材料层间后,石墨材料的结构变化．结果表明,锂离子嵌入碳后的价态是介于０价和＋１价之间;首次循环后石墨表面形成的钝化膜使石墨的表观结构趋向杂乱化;钝化膜主要是由电解液分解后所生成的烷基锂化合物组成的．     

石墨烯量子点用于修复石墨烯结构缺陷及其薄膜导热性能研究

为解决GO制备过程中,不可避免引入的石墨烯拓扑结构缺陷对热传递性能的显著影响,研究采用石墨烯量子点(GQDs)作为外部碳源,通过在高温条件下修复石墨烯中的拓扑结构缺陷,制备出了自支撑的石墨化–氧化石墨烯/石墨烯量子点(g-GO/GQDs)散热薄膜。与原始的gGO膜相比,g-GO/GQDs薄膜的面内热导率提高了22.1%,达到739.04 W/(m·K)。通过进一步的薄膜结构分析,发现其热导率的提高可归因于石墨化过程中sp2碳晶格域的恢复和形成。石墨烯导热薄膜的散热性能研究表明,该研究结果可有效提高石墨烯薄膜的散热效果,为制备高性能散热薄膜提供了新思路。     

离子轰击辅助电子束蒸发制备含有纳米石墨结构的非晶碳膜

采用离子轰击辅助电子束蒸发技术制备了含有纳米石墨结构的碳膜。利用XRD、Ralnan和AFM等方法分析了碳膜的厚度、结构、相成分和形貌。结果表明制备的碳膜是一种具有纳米石墨结构的非晶碳膜。随着离子轰击能量的增大,碳膜的厚度随之减小,纳米石墨结构sp2团簇的尺寸变大,碳膜表面粗糙度增大,并找到了最佳的离子轰击能量。通过对Raman光谱分析发现,在最佳离子轰击能量下形成的纳米石墨结构sp2团簇尺寸大小约为2nm。     

大功率LED的散热封装

如何提高大功率LED的散热性能,是LED器件封装及其应用的关键技术.提出了一种LED薄膜集成封装结构,利用磁控溅射技术制备了实验样品,依据动态电学法,采用金相显微镜和扫描电镜对样品的热阻和膜层性能进行了测试,通过对传热模型的仿真以及实验,分析了样品的散热性能.与现有的PCB封装结构相比,薄膜封装结构的散热性能远优于PCB结构,而且薄膜封装结构的工艺简单、成本低廉,适合于大规模的工业化生产,具有良好的应用前景.     

无机膜在脱盐应用中的研究

水资源短缺问题已成为全球共同关注的问题.无机膜化学稳定性好、耐腐蚀、较高的机械强度以及可在高温等苛刻条件下使用等优点,使其在脱盐领域具有广阔的应用前景.有机膜除了传统的陶瓷膜外,碳基材料等由于其可调的纳米结构以及优异的性能,逐渐成为无机膜领域的研究热点.为了更好地了解不同种类无机膜的特性,拓展无机膜材料在脱盐中的应用.首先对无机膜的分类、理化性质、制备方法、盐滞留机理进行阐述;其次重点对无机膜在脱盐应用中的进展进行综述;最后对其未来在水处理领域的发展趋势做了展望.     

锂离子电池炭负极的结构与特性及其电化学性能

通过计算边缘碳原子及表面碳原子含量计算,研究边缘碳及表面碳原子含量对炭材料的电化学性能的作用机理。导出炭材料的结构与物理特性对炭材料的嵌锂性能的影响。通过对不同形貌、粒径、比表面积及有序程度的人造石墨、中间相炭微球及热解炭的电化学性能的研究,验证该机理的正确性。应用这一机理分析对人造石墨进行热处理改性,以及在人造石墨表面包覆无定形炭的改性作用。研究结果表明:边缘碳及表面碳原子的含量对固体-电解质中间相(SEI)膜的形成以及SEI膜的均匀、稳定性具有重要的作用,从而影响炭材料的首次不可逆容量及循环性能。     

基于甘蔗制备微生物燃料电池的阳极材料

天然植物甘蔗经碳化可形成具有多孔结构的碳材料。将该多孔碳材料作为微生物燃料电池的阳极,并采用电化学技术和扫描电子显微镜的形貌技术系统研究该多孔碳材料的阳极性能以及微生物膜的生长情况。研究结果表明该多孔碳材料作微生物燃料电池阳极可产生高达2.32 m A/cm2的阳极电流密度,是一种非常好的阳极材料。     

锂离子电池硅/碳负极材料的制备与应用

对锂离子电池中硅/碳负极材料的纳米结构、掺杂改性以及三元复合等制备工艺及其电化学性能、相关机理进行了总结。通过研究不同改性方法对硅/碳负极材料电化学性能的影响,以找到较为优异的改性路径。经过对比发现,通过采用纳米结构、原子掺杂以及三元复合的方法均可显著提升硅/碳负极材料的电化学性能。最后对硅/碳负极材料发展现状进行了简要分析,并对其研究前景进行了展望。     

由电泳沉积ZIF-67薄膜制备高效染料敏化太阳能电池对电极

为了提高碳化ZIF-67薄膜制备的染料敏化太阳能对电极的光电性能,本研究通过碳化电泳沉积ZIF-67薄膜得到多孔碳电极,并进一步在多孔碳电极热分解氯铂酸得到负载铂的多孔碳复合电极。通过光电流-电压曲线、电化学阻抗谱和强度调制光电流谱等的测试,对比单独在FTO导电玻璃基底热分解氯铂酸得到的铂电极和单独碳化电泳沉积ZIF-67薄膜得到的多孔碳电极,研究了负载铂的多孔碳复合电极作为染料敏化太阳能电池对电极的光电性能。与其它两种对电极相比,以负载铂的多孔碳复合电极为对电极的染料敏化太阳能电池光电转换效率最高,因碳化ZIF-67薄膜的多孔电极具有较大的比表面积,能负载足够量的铂,从而提供更多的催化位点,具有更好的催化性能,从而使染料敏化太阳能电池的光电转换效率得到显著提升。     

玻璃微珠在隔热涂料中的隔热性能研究

中空玻璃微珠有增强隔热的作用,其传热性能主要与它的性能和成膜物的组成有关,分析了中空玻璃微珠在弹性隔热涂料中的填充量、涂层厚度对涂料隔热性能的影响,并与膨胀珍珠岩、海泡石、膨胀蛭石等填料进行了比较;分析了隔热原理,在傅里叶传热定律的基础上,简化传热模型。     

植物结构铝基复合材料的制备及热学性能

为研制新型复合材料,将植物结构引入到金属基复合材料的制备中.该文以柳桉木材为模板,先将其转变为多孔碳,再通过铝合金和硅树脂的浸渍,制备了具有木材结构的Al/C、Al/(SiC+C)两种铝基复合材料,并通过扫面电镜、热膨胀仪和导热仪对复合材料的微观结构、热膨胀性能及导热性能进行了研究,建立了导热模型.结果发现该复合材料的结构由所选模板的结构决定,这与以往结构完全由人为控制的金属基复合材料不同;并且其热膨胀系数明显低于铝合金,导热系数(98.2和95.4 W·m~(-1)·K~(-1))远高于由木材转化的多孔碳(2.22 W·m~(-1)·K~(-1)).     

石墨烯在强化传热领域的研究进展

 石墨烯是一种单原子层厚度的二维平面碳纳米材料,具有超高的载流子迁移率、高热导率等特性。本文综述目前石墨烯在强化传热领域的研究进展,包括石墨烯热导率的测试方法,以及石墨烯在纳米流体、热界面材料、高导热复合高分子材料方面的应用,并对未来石墨烯的研究方向进行展望。     

薄膜材料导热性质的测量

应用交流光热法测量薄膜材料的热扩散率,测量范围为１０－７～１０－３ｍ２／ｓ．对于不同热扩散率的材料样品,在测量中会产生不同类别的系统性误差,如二维效应、散热效应、空气层作用以及端部反射效应．分析了对不同热扩散率的材料样品进行测量时产生系统性误差的类别,并简单介绍了防止和修正的方法．针对聚合物膜、不锈钢箔、铜箔与化学气相沉积金刚石膜等各类材料进行了实测,取得了较满意的结果     

Effects of Carbon Content and Solidification Rate on the Thermal Conductivity of Grey Cast Iron

The thermal conductivity/diffusivity of pearlitic grey irons with various carbon contents was investigated by the laser flash method. The materials were cast in controlled thermal environments producing three dissimilar cooling rates. The cooling rates together with the carbon content largely influence the thermal conductivity of grey iron. Linear relationships exist between the thermal conductivity and the carbon content, the carbon equivalent, and the fraction of the former primary solidified austenite transformed into pearlite. The results show that the optimal thermal transport properties are obtained at medium cooling rates. Equations are given for the thermal conductivity of pearlite, solidified as pre-eutectic austenite, and the eutectic of grey iron. The thermal conductivity of pearlitic grey iron is modelled at both room temperature and elevated temperatures with good accuracy.     

热波检测及热波成像系统的实验研究

介绍制成的热波检测及成像系统的原理、结构和实验结果。这种系统的基本特征是能对试件材料热性质（例如热传导系数）的差异作出响应，并能将扫描过程中逐点测得的结果表现为一幅反映热性质分布的高分辨率图像。因此，凡引起试件热性质发生变化的因素均可用这种系统来发现和评估。这种以热过程为基础的方法是对光学、声学、电磁、辐射等材料检测评估方法的重要补充，并在某些情况下有其独特的优点。     

材料对锂离子电池热稳定性的影响

采用差示扫描量热法研究锂离子电池材料包括导电剂、粘结剂、电解液、Li0.5CoO2与LiC6对锂离子电池热稳定性的影响,并对由这些材料制备的063048型方形锂离子电池进行安全性测试.研究结果表明:锂离子电池的热稳定性受正极、负极及电解液3种因素的影响,电池热反应释放的热量由大到小顺序为:负极、正极、电解液.负极反应热主要来源于LiC6与粘结剂及电解液之间的反应,且与粘结剂的性质、用量及电解液用量有关;正极反应热主要来源于Li0.5CoO2的分解反应及其分解产生的氧气与有机溶剂之间的燃烧反应.聚偏二氟乙烯粘结剂比丙烯酸系水基粘结剂的热稳定性高,导电碳黑导电剂的热稳定性比乙炔碳黑导电剂的热稳定性高.过充实验结果表明,聚偏二氟乙烯粘结剂及导电碳黑能显著提高LiCoO2/石墨型锂离子电池的热稳定性.     

BCN薄膜的硬度和剩余应力的研究

类金刚石结构的立方“BCN”材料由于兼有金刚石和立方氮化硼超硬、低摩擦的优点, 如有低摩抗磨、高的热稳定性和化学稳定性,并克服了它们的缺点,因而BCN薄膜材料被作为耐磨保护层,在电学、光学方面的性能也得到广泛应用。应用反应磁控溅射法将高质量的BCN 薄膜沉淀在硅基底上,通过用微压痕测量和弯曲技术研究了他们硬度和剩余应力,发现施于薄膜沉淀物上的偏压对其硬度和剩余应力均有重要影响。