NiCo2O4外延薄膜的制备及其结构依赖的电输运性能

采用脉冲激光沉积技术在不同衬底材料上沉积了NiCo_2O_4(111)外延薄膜,分别利用反射式高能电子衍射、X线衍射及原子力显微镜表征了NiCo_2O_4外延薄膜的晶体结构和表面特征,测试了2种不同衬底材料上NiCo_2O_4外延薄膜的电输运性质,分析了薄膜的电输运有效激活能与温度的关系.研究发现,2种不同衬底上NiCo_2O_4外延薄膜的电输运性质具有完全不同的特征,且均表现出好的导电性.所得研究结果可以为NiCo_2O_4薄膜在自旋电子器件中的应用提供重要的实验指导和现实参考.     

SnO薄膜在r面蓝宝石衬底上的外延生长及其性能研究

以SnO陶瓷为靶材,采用脉冲激光沉积法(PLD),在厚度为330 nm的r面蓝宝石衬底上制备厚度约为270 nm的单相SnO外延薄膜,并通过改变衬底温度,系统地研究生长温度对薄膜结构及光学性质的影响.X线衍射(XRD)测试表明,在衬底温度小于或等于575℃时,成功制备出单相的SnO外延薄膜.薄膜与衬底蓝宝石的外延关系为:SnO(001)∥Al_2O_3(1-102),SnO[110]∥Al_2O_3[-12-10].而当温度大于575℃时,由于歧化反应:(1+x)SnO→xSn+SnO_(1+x),得到的SnO薄膜中存在少量的金属Sn相、Sn_3O_4及SnO_2相.透射光谱显示,样品在可见光区的透过率高达80%.薄膜的光学带隙随温度的增加呈现V字型变化趋势.衬底温度小于或等于575℃时,薄膜的光学带隙随温度的升高而减小;当生长温度大于575℃时,由于SnO_2的出现导致薄膜的带隙随温度升高而变大.     

柔性PZT外延薄膜制备及其电学性能研究

采用脉冲激光沉积技术在柔性云母衬底上制备高质量的Pb(Zr_(0. 52)Ti_(0. 48))O_3(PZT)外延薄膜.引入NiFe_2O_4作为外延生长种子层,实现PZT薄膜的(111)取向外延生长.电学性能测试显示其具有优异的铁电压电性能,在未弯曲时,剩余极化(2P_r)值和压电系数(d_(33))分别为55μC/cm~2和87 pm/V.柔性PZT存储单元在弯曲、变温等条件下的铁电保持、疲劳性能测试显示其具有可靠稳定的信息存储功能.该结果表明柔性PZT薄膜在可穿戴电子器件领域具有重要的应用前景.     

铜基薄膜太阳能电池窗口层ZnO膜的制备及性能研究

文章基于脉冲直流磁控溅射技术,在普通钠钙玻璃上沉积ZnO薄膜,主要研究了沉积过程中基底温度和O_2/(O_2+Ar)流量比对ZnO薄膜的结构,表面形貌,光电性能的影响。结果表明,所沉积的ZnO薄膜均为六方纤锌矿结构,且沿c轴方向择优生长。此外,所制备的ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率均超过了90%。随着基底温度的升高,ZnO薄膜的颗粒尺寸和RMS粗糙度呈升高趋势,薄膜的载流子浓度没有明显的变化,载流子迁移率则呈增大趋势。随着O_2/(O_2+Ar)比值的升高,ZnO薄膜的结晶状态没有明显改变,薄膜中载流子浓度逐渐降低。通过调节基底温度和O_2/(O_2+Ar)比值可以优化ZnO薄膜的光电特性,以便更好应用于铜基薄膜太阳能电池的窗口层。     

用Sol-gel方法成功地研制出PLT和BT薄膜

我校固体电子学系特种陶瓷薄膜科研组,用溶胶-凝胶(Sol-gel)方法,在SrTiO_3,MgO单晶基片上制备出钙钛矿型结构的(Pb_(1-x)La_x)_(1-x)/4O_3(简称PLT)和BaTiO_3(简称BT)外延生长薄膜。它们是(100)PLT∥(100)SrTiO_3,(100)PLT∥(100)(MgO)和(110)BT∥(110)SrTiO_3,(100)BT∥(100)MgO。在Si单晶和石英玻璃基片上制备出钙钛矿型结构的多晶薄膜。用Sol-gel方法制备PLT外延及陶瓷薄膜和BT外延生长薄膜,现国内外尚未见报道。     

新型磁光石榴石薄膜的液相外延生长

对高掺铋（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２及（ＥｒＧｄＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２磁光单晶薄膜的液相外延生长进行了实验研究．用液相外延法将薄膜生长在大晶格常数的ＣａＭｇＺｒ：ＧＧＧ基片上，实验中采用新的材料配方与工艺技术，特别是在薄膜晶体生长中采用变化熔料温度与基片转速的新技术，生长出多分层而不开裂的薄膜，使用Ｄ／ＭＡＸ－ⅢＢ型晶体衍射仪测量了样品的Ｘ射线衍射谱，并对实验结果进行了分析     

新型磁光石榴石薄膜的液相外延生长

对高掺铋（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２及（ＥｒＧｄＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２激光单晶薄膜的液相外延生长进行了实验研究，用液相外延法将薄膜生长在大晶格常数的ＣａＭｇＺｒ：ＧＧＧ基片上，实验中采用新的材料配方与工艺技术，特别是在薄膜晶体生长中采用变化熔料温度与基片转速的新技术，生长出多分层而不开裂的薄膜，使用Ｄ／ＭＡＸ－ⅡＢ型晶体衍射仪测量了样品的Ｘ射线衍射谱，并对实验结果进行了分析。     

烟气中As_2O_3的氧化脱除试验

以芬顿(Fenton)溶液作为吸收剂,在自制的小型鼓泡反应器内,进行了Fenton氧化法脱除气态As_2O_3的试验,考察了反应温度和模拟烟气成分等因素对烟气中As_2O_3脱除效率的影响。研究结果表明:在H_2O_2浓度为0.2 mol/L、Fe~(2+)浓度为5 mmol/L、Fenton吸收液初始pH值为5.5、反应温度为50℃时,烟气中As_2O_3的脱除效率可达100%。模拟烟气中SO_2和NO质量浓度、O_2和CO_2质量分数等因素对As_2O_3脱除效率影响显著。同时,采用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法,对液相离子产物进行了定性与定量检测,得到As_2O_3脱除产物主要为As(V)。     

化学溶液沉积Bi2Sr2Co2O8热电薄膜及其激光诱导电压效应研究

利用化学溶液沉积技术在LaAlO3（001）单晶基片上外延生长了Bi2Sr2Co2O8热电薄膜并对其激光诱导电压效应进行了研究．热电性能测试表明该外延薄膜的室温电阻率和塞贝克系数均可以和优质单晶样品相比拟．此外,实验发现当用308nm,532nm,1064nm及10．6gm的激光辐照生长在斜切LaAlO3上的Bi2Sr2Co2O8外延薄膜表面时,可以在薄膜中观测到很强的横向开路电压信号．分析认为当入射激光光子能量（308,532和1064nm激光输出）大于Bi2Sr2Co2O8禁带宽度时,在Bi2Sr2Co2O8外延薄膜中观测到的激光诱导横向开路电压信号源于该薄膜热电效应和光电效应的综合贡献;而当入射激光光子能量（10．6μm激光输出）小于Bi2Sr2Co208禁带宽度时,在Bi2Sr2Co2O8外延薄膜中观测到的激光诱导横向开路电压信号主要源于薄膜的热电效应．以上结果表明Bi2Sr2Co2O8热电薄膜不仅在热电器件领域而且在宽波段激光光探测器领域都具有潜在的应用前景．     

La0.7Sr0.3MnO3外延膜厚度引起的电阻率变化

不同厚度的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)外延薄膜被沉积到立方相的LaA lO3(001)单晶衬底上,XRD测试结果显示,LSMO外延膜的结构是单相的,具有与衬底相同的晶格取向;随着膜厚的增加,LSMO外延膜的晶格经历应变到驰豫的变化.电阻测量显示,应变驰豫的薄膜(较厚的薄膜)有较大的电阻率,这与该膜中缺陷浓度增加有关.此外,也对生长在不同单晶衬底上的LSMO外延膜(厚度相同)的结构和电阻进行了对比研究.     

硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学

通过实验研究硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学.采用粒径为96～109 μm的纯硅锌矿样品,在液固质量比为200时,考察搅拌速度、反应温度及总氨浓度对锌浸出率的影响.研究结果表明:提高温度和总氨浓度能显著提高浸出速率,而当搅拌速度大于250 r/min时,其对浸出速率的影响较小;浸出过程遵循孔隙扩散控制粒子模型,扩散与化学反应并非仅发生于颗粒外表面,而是发生在整个外表面及孔隙内部,浸出速度受孔隙扩散控制;浸出过程的表观活化能与反应级数分别为71.35 kJ/mol和4.27.     

粗糙裂隙溶解过程反应性溶质运移特征

岩体裂隙中溶质运移受对流、扩散和水岩化学反应三种机制控制.分析了不同机制主导作用下，粗糙裂隙溶解过程中反应性溶质运移特征，并分析粗糙度的影响.研究结果显示，粗糙裂隙溶解过程存在4种类型，分别是均匀、非均匀、极度非均匀和均匀-非均匀溶解.其中对流占主导作用条件下，裂隙发生均匀溶解；化学反应占主导作用条件下，流体上游溶解速率高于下游.初始粗糙度对裂隙溶解过程也具有重要影响:初始粗糙度增大会使水岩化学反应速率增大，同时随着水岩反应的进行，裂隙溶解后粗糙度增大.     

Isothermal reduction kinetics and mineral phase of chromium-bearing vanadium-titanium sinter reduced with CO gas at 873-1273 K

Reduction of chromium-bearing vanadium-titanium sinter (CVTS) was studied under simulated conditions of a blast furnace, and thermodynamics and kinetics were theoretically analyzed. Reduction kinetics of CVTS at different temperatures was evaluated using a shrinking unreacted core model. The microstructure, mineral phase, and variation of the sinter during reduction were observed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and metallographic microscopy. Results indicate that porosity of CVTS increased with temperature. Meanwhile, the reduction degree of the sinter improved with the reduction rate. Reduction of the sinter was controlled by a chemical reaction at the initial stage and inner diffusion at the final stage. Activation energies measured 29.22-99.69 kJ/mol. Phase transformations in CVTS reduction are as follows:Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe; Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃; FeO·V₂O₃→V₂O₃; FeO·Cr₂O₃→Cr₂O₃.     

催化氧化合成过氧乙酸的本征动力学

过氧乙酸是一种用途广泛的有机过氧化物.利用固体酸催化剂催化氧化乙酸从而间接氧化环己酮合成ε-己内酯是一种绿色生产过程,其中催化氧化乙酸生成过氧乙酸是关键步骤.借助化学滴定分析法,使用Mg/Sn/W复合氧化物为催化剂,以H2O2为氧化剂,以乙酸丁酯为共沸剂研究氧化乙酸生成过氧乙酸过程的本征动力学及过程中H2O2分解动力学.当催化剂粒径为160～200目时,内扩散影响可基本消除,当搅拌速度大于800 r·min－1时,外扩散可以忽略.使用幂函数型模型对动力学过程进行描述,研究结果表明,过氧乙酸生成反应本征动力学速率方程对H2O2、乙酸均为一级,反应活化能为6.76141×104 J·mol－1,指前因子为6.78090×106;适用于该反应过程体系的H2O2分解反应动力学的反应级数为1.59345,反应活化能为7.59041×104 J·mol－1,指前因子为1.08795×108.     

铵盐浸出氧化锌矿动力学的研究

含硅、铁较高的氧化锌矿在NH4Cl-NH3-H2O体系中的溶解过程，遵循核收缩模型的动力学规律，浸出反应的表观活化能为34．57kJ／mol.浸出过程属于混合控制，即表面化学反应与通过不溶硅、铁矿物相的扩散为过程的控制步骤。     

一维Tyson反应扩散模型的数值分析

目的 探索有限区域激励介质在反应和扩散机制同时作用下所产生的化学波。方法 在一维Ｔｙｓｏｎ反应扩散模型性质分析的基础上,通过数值计算方法给出了不同扩散系数下,反应区域内反应物和催化剂浓度的空间分布值及区域内若干点的催化剂和反应物的浓度随时间的变化值。结果 得到了浓度分布,从而可以分析出反应扩散系统长时间的存在状态和稳定的周期时空结构,及反应扩散模型中参数对化学波的产生和发展的影响。结论 随着扩散系     

纳米粉体材料生产新技术

介绍以旋转填料床为强制混合反应器进行化学液相沉淀反应，生产碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、拟薄水铝石、碳酸缌等纳米粉体材料的工艺及实验结果，考察旋转填料床转速、溶液的过饱和程度、分散剂等因素对平均粒径的影响，提出还需要解决的问题，提出用错流型旋转床解决逆流型旋转床气相压降过大的难题。     

含铈耐热钢凝固过程中的夹杂物行为

建立了稀土耐热钢凝固过程中夹杂物析出与溶质元素微观偏析的耦合热力学模型,并通过工业试验与高温模拟实验验证了模型的准确性。利用该模型,依次考察了铈添加量,初始氧含量,初始硫含量对253MA耐热钢凝固过程中夹杂物析出行为的影响作用规律。在本模型条件下,随着铈添加量的增加,钢中的SiO2与MnS消失,且凝固过程中开始析出CeN;随着初始氧含量的增加,钢中开始析出Ce2O3,SiO2及MnS,其中SiO2与MnS在凝固过程中析出;随着初始硫含量的增加,钢中的Ce2O3消失,钢中开始析出Ce3S4与MnS,在凝固过程中析出的Ce3S4逐渐在液相线温度以上析出。研究工作对于稀土耐热钢连铸水口结瘤问题的解决具有理论指导意义。     

高铁铝土矿还原过程中的碱耗机理

采用化学分析,XRD,SEM和EDS等方法研究Na2O在产物中的分布及赋存状态,分析影响碱耗的因素和机理,有助于制定合理的工艺条件,降低成本和保护环境。从Na2CO3晶体的结构和能量变化角度研究熔融促进Na2O扩散的机理。研究结果表明:扩散损失的Na2O占总损失的87.76%,其中,43.60%属于固相扩散,56.40%属气相扩散。固相扩散量随物料与容器间的Na2O质量分数差的增加而显著提高,而气相扩散则不受到影响。还原性气氛增强、还原时间延长、温度升高以及物料含Fe2O3和Al2O3会导致Na2O扩散量增加。     

高岭土和盐酸反应的控制步骤研究

高岭土和盐酸的反应过程由多个反应步骤串联而成。文章研究了盐酸用量和浓度、搅拌强度、颗粒粒度、反应温度对Ａｌ２Ｏ３浸出率的影响,确定了反应过程中各控制步骤的操作区间。在此基础上可以对该反应过程展开反应模型、化学动力学等一系列的研究工作。