硅灰预处理对高性能水泥基材料力学性能的影响及其机理

为制备高性能水泥基材料,研究了硅灰预处理对水泥基材料力学性能的影响,并分析了其机理.研究结果表明,通过对硅灰进行化学表面改性预处理,可改善掺加硅灰的高性能水泥基材料的力学性能,其抗压强度达200 MPa以上,抗折强度超过30 MPa.颗粒粒径分析、Aim和Goff模型计算结果表明,硅灰经过预处理后,拆散了硅灰的团聚体,改善了其在水泥基材料中的分散均匀性,增大了体系的填充率,提高了水泥基材料的密实度.SEM和XRD分析表明,对硅灰进行预处理,改善了水泥基材料中集料与水泥浆体界面过渡区的结构,从而提高了水泥基材料的强度.研究还表明,微纳米级硅灰颗粒具有极强的自团聚效应,改善硅灰的分散性是充分实现其优异的物理、化学特性的关键.     

单晶硅纳米级压痕过程分子动力学仿真

对内部无缺陷的单晶硅纳米级压痕过程进行了分子动力学仿真,从原子空间角度分析了单晶硅纳米级压痕过程的瞬间原子位置、作用力和势能等变化,解释了压痕过程.研究表明:磨粒逐渐向单晶硅片的逼进和压入,使得磨粒下方的硅晶格在磨粒的作用下发生了剪切挤压变形,磨粒作用产生的能量以晶格应变能的形式贮存在单晶硅的晶格中(即硅原子间势能),因此硅原子间势能随着力的增加而不断增加,当超过一定值且不足以形成位错时,硅的原子键就会断裂,形成非晶层,堆积在金刚石磨粒的下方.当磨粒逐渐离开单晶硅片时,非晶层原子进行重构,释放部分能量,从而达到新的平衡状态.     

吸附尿素的多孔硅结构电性质研究

电阻率为15～20Ωcm n型单晶硅在氢氟酸-乙醇溶液中通过光电化学阳极氧化刻蚀后,再经过光氧化处理得到稳定化的多孔硅（pmoussilicon,PS）．在PS结构基础上通过真空蒸镀金属铝（Al）层形成Al／PS／Si／Al纵向结构和PS两端镀铝的Al-PS-Al横向结构．利用多孔硅高比表面积对不同浓度尿素进行吸附后,得到Al/PS-urea／Si／Al or Al-PS-urea-Al结构．研究了上述两种结构的电流电压的半对数关系,结果表明lg I-V曲线与被吸附尿素的含量呈递减关系,浸泡Ps的尿素溶液浓度在1μg·ml^-1-1mg·ml^-1范围内呈线性递减关系．基于这两种结构的多孔硅器件有望实现对尿素的传感．     

掺铕(铽)多孔硅的制备及其光致发光

采用了一种新的掺杂方法——溶胶-凝胶法将稀土配合物掺入多孔硅中．研究结果表明：“溶胶-凝胶法”可有效地把稀土掺入多孔硅中,所制得的杂化材料中,观察到Eu^3＋、Tb^3＋特征的橙红色、绿色室温光致发光．而且,通过SiO2对掺入稀土的包裹作用和对多孔硅层的覆盖,提高了多孔硅的稳定性,部分减少了多孔硅的发光猝灭．     

Effect of roughness and wettability of silicon wafer in cavitation erosion

Material damage of silicon wafer with different roughness and wettability was investigated by using the self-made vibration cavitation apparatus in de-ionized water. Various roughness and wettability of silicon wafer were achieved by changing their morphology and depositing Au, diamond-like carbon films （DLC films） on them. Surface morphology was observed with a scanning electron microscope （SEM） and a surface profilometer, and wettability was characterized by the contact angle measurement. The cavitation erosion results showed that many tiny pits and cracks appeared on the wafer surface as a result of brittle fractures; the number and size of the pits and cracks increased with experiment time, which made material flake away finally; cavitation occurred more easily on the silicon wafer surface with the augment of roughness or contact angle by changing surface morphology or depositing Au, DLC thin film on it, which consequently aggravated cavitation damage.     

纳米硅颗粒镶嵌氧化硅薄膜光致发光谱钉扎和缺陷分布研究

采用磁控溅射法制备了纳米硅颗粒镶嵌氧化硅薄膜,测试了其光致发光谱,发现其发光强度不仅是纳米硅晶粒尺寸的函数,而且与纳米硅晶粒和二氧化硅间的比例关系有关.实验证实,钉扎现象是由于存在于纳米硅晶粒与非晶态外部介质界面间的发光中心所致,发光中心在界面处的分布并不均匀.     

Al-Si合金粉末的高能球磨及其表征

为制备能满足使用要求的高硅铝合金电子封装材料,采用高能球磨对Al-Si 合金粉末进行氧化预处理,结合包套热挤压制备Al2O3 与SiO2 增强的弥散强化型铝硅复合材料,并利用粉末粒度分析仪、氧分析仪、金相显微镜及扫描电镜对球磨粉末氧含量、粉末粒度及材料组织进行分析.研究结果表明Al-Si 合金粉末经24 h球磨后,粉末粒度明显减小,部分粒径从3～5 μm 减小到0.1～0.2 μm;球磨后粉末形状从原来的长条状转变为细小的球状;粉末氧含量随着球磨时间延长而增加,且与球磨时间接近于呈线性关系;粉末经高能球磨后,所制备材料晶粒更加细小,特别是硅粒子已明显细化,材料组织更均匀、更致密;随着粉末球磨时间延长,材料热导率增加,球磨32 h 后,材料热导率高达145.5 W·m-1·K-1.     

矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型与应用

提出了一种矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型,考虑了矿渣成分、熟料成分、矿渣掺量、矿渣水化程度对其水化产物成分和微观结构的影响,可以定量地预测C-S-H凝胶的成分和浆体不同组份的相对比例.与普通硅酸盐水泥浆体相比较,矿渣硅酸盐水泥浆体最主要的差别是Ca(OH)2含量显著降低、C-S-H的钙硅比明显降低,同时孔隙率也不断增加.     

利用光致发光研究多孔硅制备参数对孔隙度影响

研究多孔硅制备参数对其光致发光行为的影响,是开发新型光电器件的基础。一般考虑三个主要因素：电流密度,腐蚀时间,溶液浓度,这些因素首先对孔隙度产生直接影响.本文提出利用光致发光探测一定辐照面积下吸附形成的Si-C键数量表征局部孔隙度的设想,并实际研究了电流密度和腐蚀时间对孔隙度的影响。结果表明,一定氢氟酸溶液浓度下随着电流密度的增大,孔隙度先变大后减小,主要有两方面的原因：第一个是临界电流,第二个是横向腐蚀的停止;随着腐蚀时间的延长,孔隙度不断变大。     

二甲基硅取代基对芘环的紫外吸收和荧光性质的影响

文章发现被一取代二甲基硅芘和三甲基硅芘的最大吸收波长相等,而未取代的芘相比较红移10nm。二取代二甲基硅芘的紫外吸收波长比一取代二甲基硅芘最大吸收波长有红移10nm。荧光强度随硅烷基数的增多增强,而甲基数目对紫外和荧光性质没有大的影响。