溅射气压对射频磁控溅射制备ZnO薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜,分析了ZnO薄膜的晶体结构和表面形貌.结果表明:所制备的 ZnO薄膜是具有(002)晶面择优生长的多晶薄膜.溅射气压为0.3Pa时,薄膜的晶粒尺寸较大,结晶度提高.     

ZnO纳米棒阵列的两步法制备及其在DSCs中的应用

采用溶胶凝胶法一水热法两步工艺法制备了ZnO纳米棒阵列,研究了溶胶凝胶法制备种晶层的形貌、晶体结构、透光性能和对水热法制备ZnO阵列的遗传性,以及基于ZnO阵列光阳极DSCs的光电性能。实验结果表明：种晶层沿（002）方向择优生长,颗粒大小在50～100nm之间,其透光率随厚度的增加呈下降趋势;基于种晶层生长的ZnO阵列很好的保持了种晶的尺寸大小和结晶取向,沿（002）方向垂直生长。由此阵列作为光阳极构成的DSCs的短路电流（JSC）和填充因子（FF）较低,分别为4．70mAYcm2和0．39,从而使得转换效率（η）只有1．18％,主要原因可能是ZnO与染料的结合太弱以及对染料的吸附量太低。     

类八面体BaMoO4微晶的熔盐法合成

通过熔盐法,以NaNO3为熔盐介质制备纯相BaMoO4微晶.考察合成温度、反应时间及熔盐含量对产物结晶度、粒径及形貌的影响.采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对微晶进行表征.结果表明:在各种反应条件下都能得到纯的四方相白钨矿结构BaMoO4微晶,且结晶性良好.合成温度及反应时间对产物的形貌有明显影响,随着合成温度的升高和反应时间的延长,晶粒尺寸分布缩小,形貌规整且呈类八面体.熔盐含量对BaMoO4微晶尺寸影响显著,随着熔盐含量增多,晶粒的平均尺寸缩小.制备形貌规整且尺寸较小的BaMoO4微晶适宜条件为NaNO3与Na2 MoO4的摩尔比=10∶1时在500℃下保温4h.     

ZnO纳米线的控制生长及在染料敏化太阳能电池中的应用

利用旋涂法在FTO导电玻璃板上制备一层ZnO籽晶,再经水热生长,得到杂乱的和规整的ZnO纳米线;重复该过程,制备得到带分枝结构的ZnO纳米线。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和光电转换测试系统等手段,研究了水热生长条件对ZnO形态和晶体结构的影响,以及它们对染料吸附率和光电转换效率的影响。结果表明:在生长液中添加聚乙烯亚胺有利于ZnO籽晶择优取向单向生长;原位生长形成的ZnO纳米线均为纤锌矿结构,结晶性良好;影响带分支结构ZnO纳米线制备的关键因素为悬挂籽晶次数和晶化热处理升温速率。解吸附和光电性能测试结果表明,相对于初始的ZnO纳米线,带分枝结构的ZnO纳米线具有更高的染料吸附率和太阳能转换效率。     

磁控溅射法生长ZnO薄膜的结构和表面形貌特性

采用射频磁控溅射方法,在Si(111)和玻璃基片上制备ZnO薄膜.研究衬底温度和基片类型对薄膜结构、表面形貌的影响.结果显示,所有ZnO薄膜沿c轴择优生长,同种基片类型上生长的薄膜,随着衬底温度升高,(002)衍射峰强度和表面粗糙度增高;相同衬底温度下生长的ZnO薄膜,Si基片上制备的薄膜(002)衍射峰强度和表面粗糙度小于玻璃片上的.基片类型影响薄膜应力状态,玻璃片上制备的ZnO薄膜处于张应变状态,Si基片上的薄膜处于压应变状态;对于同种基片类型上生长的ZnO薄膜,衬底温度升高,应力减小.Si衬底上、300℃下沉积的薄膜颗粒尺寸分布呈正态.     

高分子络合法自组装ZnO纳米结构和形貌调控

研究采用高分子络合法工艺制备ZnO纳米结构材料时晶体尺寸、形貌和质量的控制影响因素和机理.发现ZnO纳米结构的自组装生长由其极性生长特征和高分子网络骨架限域所决定.采用不同络合材料可调控ZnO纳米结构的形貌,如以聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等高分子材料作为络合剂时,分别可以得到均匀直径的ZnO纳米棒、纳米线,而作为对比,当以氨水、柠檬酸钠和六亚甲基四胺等小分子材料作为络合剂时,则分别得到ZnO纳米花、纳米片和棒槌状纳米棒;控制适度弱碱性的络合溶液pH值有利于ZnO纳米结构沿［0001］取向生长,在弱碱性溶液中易得到长柱状ZnO纳米线,而在强碱性溶液中易形成短的ZnO纳米棒以至颗粒.     

化学水浴法制备ZnO阵列及其光伏性能研究

采用溶胶旋转涂覆技术和化学水浴两步工艺法制备了ZnO阵列,研究了种晶层对ZnO阵列的形貌、晶体结构的影响,并考察了所制备的ZnO阵列用作染料敏化太阳电池光电极的光伏性能.结果表明：沿（O02）晶面择优生长的种晶层,可为ZnO阵列的有序生长起到诱导作用,尤其是当种晶层面朝下放置时,ZnO阵列基本保持了种晶的结晶取向和尺寸大小,棒状阵列直径为50100nm.由此阵列作为光电极构成的DSCs的短路电流和填充因子较低,从而使得光电转换效率处于较低水平,主要原因可能是阵列太致密、薄膜厚度小,使得染料的吸附量低所致.     

基于微液滴的ZnO纳米结构制备及荧光检测性能研究

基于液滴微反应器,通过水热法合成ZnO纳米结构.该芯片集成了多种功能单元,包括用于液滴生成的T形通道,液滴汇合的Y形通道,以及快速混合和观察纳米结构形成的S形通道.通过调节水相和油相的流量改变液滴的尺寸,研究微液滴中制备的纳米结构的形貌和尺寸,并利用硫氰酸荧光素标记的羊抗牛IgG研究其荧光检测性能.该工作表明,通过流体动力学耦合形成的微液滴可制备ZnO纳米结构,其颗粒形貌和尺寸随着液滴尺寸的变化而改变.加热温度为75℃,油相、氨水、锌盐溶液流量分别为600、30、90μL/h时制备的ZnO纳米结构具有最优的荧光检测性能.     

ZnO纳米线的制备及其影响因素

【目的】采用化学浴沉积法在ITO导电玻璃衬底上制备ZnO纳米线。【方法】研究种子层结晶性、PEI浓度对ZnO纳米线生长的影响,并用SEM、XRD、AFM对其形貌、晶体结构等进行表征。【结果】衬底温度为200℃时生长的ZnO纳米线垂直排列呈六角纤锌矿结构;PEI浓度为4.5 mmol/L时,ZnO纳米线的长径比最高,达20.56。【结论】制备的ZnO纳米线取向良好、结构尺寸均匀、长径比高。     

ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及气敏性能

采用静电纺丝法和水热法制备了ZnO/TiO_2分级纳米结构,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对材料的表面形貌和晶体结构进行了表征,并研究了ZnO/TiO_2分级纳米结构传感器的气敏特性.结果表明,ZnO/TiO_2分级纳米结构是ZnO纳米锥柱阵列均匀生长在TiO_2纳米纤维的表面,且水热法生长ZnO纳米锥柱阵列的过程未改变TiO_2纳米纤维的晶体结构.与ZnO纳米锥柱和TiO_2纳米纤维气敏元件相比,ZnO/TiO_2分级纳米结构气敏元件具有更高的灵敏度,且对丙酮具有较好的选择性.     

熔盐法生长ZnO单晶颗粒的机制与光学性能研究

文章采用熔盐法生长ZnO颗粒,研究了颗粒生长机制以及合成条件对于颗粒晶体质量和光学性能的影响.研究发现:熔盐法生长的ZnO颗粒为单晶,具有六角纤锌矿结构,其生长机制由Ostwald熟化生长和取向联结生长2种机制组成;此外,煅烧条件对于颗粒的晶体质量和发光性能均具有很大影响;Ar气负压条件下的高温煅烧有助于提高颗粒整体的结晶质量,但同时也会在颗粒内引入氧空位缺陷,从而使其具有较强的绿光发射性能;而ZnO颗粒在空气常压条件下煅烧虽然可以减少氧空位缺陷,但是其较快的生长速率却会在颗粒内引入应力和其他缺陷,从而降低颗粒的晶体质量,造成其发光性能很弱.     

熔盐辅助煅烧法制备纳米MgO

以无水硫酸镁、氨水和月桂酸钠作为原材料,采用醇水体系一步法制备了表面修饰纳米 Mg(OH)₂,经熔盐LiNO₃辅助煅烧制备纳米MgO。用XRD和FT-IR表征前驱物Mg(OH)₂的结构及形貌,通过TG-DTA确定煅烧温度,用XRD和TEM对纳米MgO的结构和形貌进行表征。讨论了氨水浓度、氨水用量、煅烧温度、煅烧时间和熔盐添加量对纳米MgO颗粒尺寸和硬团聚程度的影响。初步认为纳米MgO是通过成核、长大过程形成的。通过调控煅烧时间、煅烧温度、熔盐比例,可以将MgO平均粒径有效控制在20～100nm范围。     

石墨烯基TiO_2复合材料的表征及其可见光催化活性研究

以氧化石墨烯与石墨烯为碳源,在熔盐介质中与钛粉反应原位生成石墨烯基TiC中间产物,并通过后续控制氧化制得石墨烯基TiO_2复合光催化剂,结合FTIR、XRD、Raman、SEM等手段,对两种石墨烯材料的结构及形貌差异进行表征,并分析了其对所制复合材料结构、形貌及可见光催化活性的影响。结果表明,所制复合材料仍保持碳源的层片状结构,TiC和TiO_2颗粒均匀包覆在碳源表面;以石墨烯为碳源更有利于表面原位生成TiC晶粒的生长,其晶体结构更为完善;两种结构的石墨烯基TiO_2复合材料均对目标污染物亚甲基蓝有较强的吸附能力和可见光降解能力。     

Production and characterization of ZnO nanoparticles and porous particles by ultrasonic spray pyrolysis using a zinc nitrate precursor

ZnO nanoparticles and porous particles were produced by an ultrasonic spray pyrolysis method using a zinc nitrate precursor at various temperatures under air atmosphere. The effects of reaction temperature on the size and morphology of ZnO particles were investigated. The samples were characterized by energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and scanning electron microscopy. ZnO particles were obtained in a hexagonal crystal structure and the crystallite shapes changed from spherical to hexagonal by elevating the reaction temperature. The crystallite size grew by increasing the temperature, in spite of reducing the residence time in the heated zone. ZnO nanoparticles were obtained at the lowest reaction temperature and ZnO porous particles, formed by aggregation of ZnO nanoparticles due to effective sintering, were prepared at higher temperatures. The results showed that the properties of ZnO particles can be controlled by changing the reaction temperature in the ultrasonic spray pyrolysis method.     

变质工艺对复合铝合金钎焊层Si的形貌及尺寸的影响

4045铝合金铸造过程中分别采用Na盐、Al-Sr中间合金、Al-P中间合金等不同的变质剂进行变质处理,检测并分析了铸造组织中的初晶Si、共晶Si以及复合铝合金钎焊层Si的形貌与尺寸。结果显示,经Al-Sr中间合金变质处理的铸造组织中没有块状初晶Si,且共晶Si为球化的短棒状。对复合铝合金钎焊层的形貌进行检测发现,经变质处理的试样中Si颗粒发生球化且呈短棒状,未发现大的块状Si颗粒;而未经变质处理的试样中有明显的呈长条状的Si颗粒,且平均最大Feret直径、平均最小Feret直径、平均颗粒面积、颗粒总面积、颗粒面积分数等较大。表明Al-Sr中间合金变质剂对高硅铝合金铸造组织中的Si相以及复合铝合金钎焊层Si颗粒的形貌与尺寸有明显改善作用。     

Effect of magnesium on the aluminothermic reduction rate of zinc oxide obtained from spent alkaline battery anodes for the preparation of Al–Zn–Mg alloys

The aluminothermic reduction of zinc oxide (ZnO) from alkaline battery anodes using molten Al may be a good option for the elaboration of secondary 7000-series alloys. This process is affected by the initial content of Mg within molten Al, which decreases the surface tension of the molten metal and conversely increases the wettability of ZnO particles. The effect of initial Mg concentration on the aluminothermic reduction rate of ZnO was analyzed at the following values: 0.90wt%, 1.20wt%, 4.00t%, 4.25wt%, and 4.40wt%. The ZnO particles were incorporated by mechanical agitation using a graphite paddle inside a bath of molten Al maintained at a constant temperature of 1123 K and at a constant agitation speed of 250 r/min, the treatment time was 240 min and the ZnO particle size was 450-500 mesh. The results show an increase in Zn concentration in the prepared alloys up to 5.43wt% for the highest initial concentration of Mg. The reaction products obtained were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, and the efficiency of the reaction was measured on the basis of the different concentrations of Mg studied.     

应用DLA模型模拟钢中夹杂物集团凝聚

为探索钢水中大量粒子的凝聚过程,应用分形理论的DLA模型,对粒子集团凝聚行为进行了模拟研究. 结果表明,模拟得到的凝聚体与钢中簇状类型夹杂物的形状相似. 根据分形理论可以认为它们的凝聚过程遵守同一规则. 大量粒子凝聚时先是各自凝聚成小集团,然后再合并成大集团. 形成相等尺寸的粒子集团所需时间不同,初始条件相同形成的粒子集团形状不同. 粒子凝聚速度随其移动步长和粒子浓度增大而加快,夹杂物粒子平均移动步长主要受钢水粘度和粒子尺寸影响. 粒子集团大小分布随凝聚时间和粒子平均移动步长而变化.     

粉末冶金法制备泡沫铝材料

研究了粉末冶金法制备泡沫铝材料的方法·讨论了发泡过程中的保护方式、制坯压力、发泡温度等参数对泡沫铝体积质量、孔隙率、孔结构的影响,并对发泡机理进行了探讨·增大制坯压力使得金属坯致密,可以得到孔结构均匀的泡沫铝材料;发泡温度是影响发泡的主要因素之一,发泡温度控制在高于铝或铝合金熔点,同时保持熔体具有一定粘度的范围内,能够得到孔结构均匀、高孔隙率的泡沫铝材料·实验结果表明:采用熔盐保护方式,在300MPa的压力下,温度在675～680℃时,可得到孔径均匀、孔隙率高的泡沫铝材料·     

微乳液法合成纳米氧化锌及表征

以无机盐为原料,采用微乳液法制备纳米氧化锌粉体,研究了微乳液反应条件及反应后处理等对纳米氧化锌粉体质昔的影响.以差热-热重综合分析(TG-DTA)、X-射线衍射(NRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对所制纳米氧化锌粉体的结构、粒度、形貌、成分等进行了表征与分析.结果表明,制得的氧化锌纳米粉具有六方晶系结构,纯度较高,颗粒均匀且呈球形,分散性好,平均粒径为41 nm;微乳液体系采用OP-10为表面活性剂,价格低廉,最大增溶水量大.