基于多层无机材料工艺的家用轿车增透隔热膜设计

;通过分析家用轿车前挡玻璃表面的由SiO2、折射率可调的TiO2组成的三层增透隔热膜的透射率和隔热率,得出了最优化的膜层组合。此基于多层无机材料的增透隔热膜直接制备于车窗玻璃表面,在400nm以上紫外线波段范围内,紫外线的吸收率为99.9%,在400nm-700nm的波段范围内,可见光的透过率可以达到99.5%以上,隔热率在80%。此结构增透隔热膜以同种材质制备多层不同折射率薄膜,则各膜之间无膜间应力和工艺匹配的限制,为低成本地制备家用轿车增隔热膜提供了可能。     

SiO2/TiO2减反膜系的制备和性能测试

由于减反射薄膜的性能受制备工艺的影响很大,文章采用SiO2和TiO2作为低、高折射率膜料,采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了多层减反射膜系,研究了制备工艺对薄膜性能的影响,从理论和实验2个方面得出了制备的多层减反射膜系在450～625nm波段具有明显的增透效果,在520nm处有98%的透过率。     

TiO2-SiO2-GF复合光催化剂对甲醛光催化降解研究

使用溶胶凝胶法制备二氧化硅-二氧化钛-玻璃纤维体系复合催化膜(SiO2-TiO2-GF),并通过X射线衍射(XRD)、紫外漫反射衍射(DRS)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等手段考查了SiO2-TiO2-GF体系复合催化膜的光学和结构参数及其表面形貌.采用气相甲醛评估SiO2-TiO2-GF体系催化膜的光催化效率.实验结果表明,相比二氧化钛-玻璃纤维(TiO2-GF)体系催化膜,SiO2-TiO2-GF体系复合催化膜TiO2锐钛矿相的质量分数增高;晶粒尺寸从11.29nm减小为6.95nm;SiO2为主的玻璃纤维表面多孔结构大大地增强了光催化效果,其Langmuir-Hinshelwood(L-H)方程的动力学常数从0.02784mol/m3min提高到了0.09058mol/m3min;且有Ti—O—Si键生成,薄膜不易脱落.     

TiO2／SiO2：Zn复合薄膜及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)成功制备了Zn掺杂的TiO2/SiO2薄膜.采用XRD、UV-vis和SEM等方法对TiO2/SiO2薄膜及Zn掺杂TiO2/SiO2薄膜的结构和微观形貌进行了测试与表征,并对亚甲基蓝的光催化降解进行了研究.结果表明:TiO2/SiO2:Zn前驱体经500℃煅烧1 h可得到锐钛矿型氧化钛复合薄膜,薄膜平滑、致密、均匀.Zn2+进入TiO2晶格中形成置换固溶体,并引起晶格畸变.掺杂锌后,TiO2/SiO2光吸收带边发生明显红移.Zn最佳掺杂量为1.5%(摩尔比),这时所形成的Zn2+-TiO2/SiO2光催化剂经150 min光照射后光降解率可达83.7%,比纯TiO2/SiO2作为光催化剂提高了31%.     

纳米SiO_2-TiO_2改性形状记忆聚氨酯

在合成形状记忆聚氨酯(SMPU)的过程中,加入经过KH550表面处理后的纳米SiO2-TiO2复合粒子,制备了新型的纳米SiO2-TiO2形状记忆聚氨酯复合材料.讨论了改性形状记忆聚氨酯产品的形状记忆性能、力学性能和热性能等.研究结果表明:随着纳米SiO2比例的增加,复合产品形状固定率有所增加而形状回复率减小;当纳米SiO2与TiO2的配比为2∶8时,复合材料的力学性能增加,但随着纳米SiO2所占比例的增加,复合材料的力学性能反而减小;复合材料的热变形温度和维卡软化点均有所提高.     

四结GaAs太阳电池宽带减反射膜的设计与分析

提出了一种可应用于四结GaAs太阳电池的理想减反射膜结构,经计算得出,当窗口层(AlInP)厚度为48.63 nm,三层减反射膜折射率和厚度分别为2.28、1.74、1.32和63.60、83.33、109.85 nm时减反射效果最佳.由TFCalc软件模拟出的反射谱表明,使用该三层减反膜的四结GaAs太阳电池在350-1 800 nm宽光谱范围内可获得1.82%的平均反射率.同时,分析了各膜层折射率和厚度对膜系减反射性能的影响.     

YAG晶体端面的高反硬膜

YAG 晶体棒端断上的硬质氧化物高反膜是采用TiO:和ZrO:混合物做高折射率材料,SiO_2做低折射率材料,交替λ/4多层硬质介质膜系,以提高激光器使用寿命.现已取得满意结果,并在实际中使用.1 反射原理1.1 如何确定高反射带用折射率高、低交替的λ/4厚度介质膜系,只要层数足够多,能得到近于100%高的反射率.多层介质膜特征矩阵的基本周期矩阵表达式为:     

快速热退火对a-Si:H/SiO2多层膜光致发光的影响

采用在等离子体增强化学气相沉积(PFCVD)系统中沉积a-Si：H和原位等离子体逐层氧化的方法制备a-Si：H／SO2多层膜．用快速热退火对a-Si：H／SiO2多层膜进行处理，制备nc—Si/SiO2多层膜，研究了这种方法对a-Si：H／SiO2多层膜发光特性的影响．研究发现对a-Si：H／SiO2多层膜作快速热退火处理，可获得位于绿光和红光两个波段的发光峰．研究了不同退火条件下发光峰的变化．通过对样品的TEM、Raman散射谱和红外吸收谱的分析，探讨了a-Si：H／SiO2多层膜在不同退火温度下的光致发光机理．     

TiO_2-SiO_2壳核型光催化剂的制备和表征

本实验首先采用stober法制备出SiO2颗粒,实验过程中硅酸乙酯和氨水的量影响SiO2颗粒的大小。然后通过相吸附法将TiO2包覆到SiO2颗粒表面,通过SEM和XRD对所得到的样品进行表征,实验结果表明,在光滑的SiO2微球表面包覆上一层粗糙的TiO2壳层,壳层厚度和样品分散性通过控制实验过程中钛酸丁酯的加入量可以控制,实验中可以得到分散性良好且层厚在20nm左右的样品。通过XRD我们发现,包覆在SiO2表面的TiO2具有较高的结晶温度和晶型转变温度。     

电子束蒸发沉积金属-TiO_2薄膜的结构和光学性质

采用电子束蒸发法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜及Fe、Cu、Al掺杂TiO2膜,通过XRD、Raman光谱、XPS及AFM等测试手段研究了TiO2膜及金属-TiO2掺杂膜的结构、组成和形貌。金属掺杂量为1%,退火温度为773 K时,沉积得到的薄膜均为锐钛矿晶体结构的TiO2,掺杂金属的种类对薄膜的晶粒尺寸有一定的影响。采用紫外-可见分光光度计测试薄膜的吸收光谱,掺杂后TiO2的吸收带边发生改变,薄膜对可见光的吸收明显加强。光催化降解甲基橙实验表明,制备的TiO2薄膜及其金属掺杂膜具有一定的光催化活性,且Fe-TiO2膜的降解效率较高。     

新型太阳能空气集热器性能研究及供暖测试

太阳能作为清洁可再生能源在供暖领域得到越来越多的应用,集热器作为太阳能热利用的核心部件在供暖方面发挥了重要作用。为了获得新型双通真空管太阳能空气集热器热性能,通过搭建测试平台对其进行试验研究。试验结果表明：新型双通真空管太阳能空气集热器,热性能较优,集热器平均瞬时集热效率为66.7%,与普通空气集热器相比,效率更高;集热器热损较小,最大为2.092 W/（m2·℃）。基于该集热器组成太阳能+电加热联合采暖系统,并对不同天气条件下单独采用该集热器的太阳能供暖系统的运行效果进行初步测试分析,结果表明:单独使用该集热器进行供暖的房间,当太阳辐照强度持续大于250 W/m2,集热器出风温度高于30 ℃,室内温度高于16 ℃的时长可达6～7小时,可满足白天大部分时间段供暖需求,供暖效果较优。研究结果可为太阳能空气集热器供暖系统在农村地区的应用及推广提供参考。     

杂化SiO2微孔膜膜厚对Mg2+、Li+截留性能的影响

以1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为前驱体,在TiO2管式载体上通过控制涂膜次数制备出不同膜厚且完整无缺陷的杂化SiO2微孔膜.采用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附法对杂化SiO2粉体的微观结构进行表征,并考察了膜厚对杂化SiO2微孔膜的纯水渗透性能和对Mg2+、LLi+截留性能的影响.结果...     

热管式真空集热管及其太阳集热器的研究与应用

详细介绍了我国现有热管式真空集热管及其太阳集热器的基本结构及研究状况,特别介绍了CPC型热管真空管太阳集热器。对热管真空管型太阳集热器在各种场合的应用做了分类介绍。最后指出热管真空管型太阳集热器及与建筑结合的太阳集热系统是未来太阳能热水利用发展的重要方向。     

一种新型太阳能集热器动态测试方法及实验验证

把太阳能集热器固体部分和流体部分分别列出动态能量平衡方程,经过合并和化简,得到了太阳能集热器整体动态能量平衡方程。该方程中含有物理意义清晰的各个模型参数,可以对太阳能集热器进行评价比较。针对真空管型太阳能集热器入射角影响因子的特殊性,给出了具体的解决方案。然后对真空管型太阳能集热器进行了实验验证。该新型动态测试方法可以在宽松的天气和实验条件下进行测试;相比于稳态测试,大大节省了测试时间,降低了设备与人工成本。实验结果表明,应用该方法可以得到合理稳定的测试结果。     

Ti/TiO_2界面的整流特性研究

采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO2纳米管阵列膜层,考察了制备电压对TiO2纳米管阵列形貌和尺寸的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,测量了Ti/TiO2界面的整流特性,研究了TiO2纳米管阵列膜层结构与Ti/TiO2界面的整流特性的关系。结果表明:制备电压对TiO2纳米管阵列的结构起到关键的作用,二氧化钛纳米管之所以具有整流特性是由于Ti/TiO2界面具有类似p-n结的性质。利用二氧化钛纳米管的整流特性,人们可以制备出各种性能优良的材料和器件。     

可应用于四结砷化镓太阳电池的ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜的结构设计

在采用磁控溅射方法分别制备单层ZnS、MgF_2、SiO_2薄膜及表征其折射率基础上,以折射率逐渐减小的三层结构(HML结构)思想,采用TFC光学薄膜软件,设计并模拟了可用于四结砷化镓(GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs)太阳电池的三层ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜系.并分析模拟了窗口层厚度、各膜层厚度和折射率以及光入射角对有效反射率的影响.结果表明:窗口层厚度、SiO_2的折射率和ZnS膜层厚度对有效反射率R_e的影响最为显著;在350~1 800nm宽波段,当窗口层厚度为83nm,膜系厚度分别为57nm、37nm和88nm,且光入射角为0°时,有效反射率Re最小可达3.38%.     

有机硅/TiO2透明涂层的性能研究

以钛酸正丁酯和多种硅氧烷为前驱物,采用溶胶-凝胶法在聚碳酸酯表面上制备一种高折射率的有机硅/TiO2透明增硬涂层.通过红外光谱仪、原子力显微镜对涂层的结构进行了表征分析,并探讨了TiO2含量对涂层的硬度、附着力、耐擦伤性、折射率等的影响.研究结果表明,制得的涂层对聚碳酸酯具有良好的附着力;涂层具有良好的平整性,可见光范围内的透光率均在90%以上;提高TiO2含量有利于提高涂层的硬度、耐擦伤性和折射率等.当TiO2质量分数在4.99%~32.09%范围内,涂层在576.7 nm处的折射率在1.500 2~1.561 2之间连续可调.     

纳米多孔SiO2-TiO2复合薄膜的制备及研究

采用溶胶凝胶技术,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂,乙酰丙酮作为钛的水解控制剂,通过钛和硅醇盐的分步水解得到均匀的SiO2TiO2复合溶胶,通过提拉制备出具有纳米多孔结构的复合薄膜.实验结果表明,多孔薄膜中的钛离子形成了Si—O—Ti键的孤立四配位形态,使薄膜具有复合型钛离子的催化效果,并且有介孔结构.随TiO2含量的增加,薄膜仍具有较好的透光性(可达到85%以上).通过对实验条件的调节,可实现对薄膜纳米结构的人工控制,形成的多孔薄膜折射率在1.2~1.4之间连续可调.     

TiO_2/SiO_2纳米粉体的相变及其红外性能

以溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合粉体,用XRD,AFM,IR等方法进行了表征,研究了纳米TiO2/SiO2复合材料的晶型转变温度变化和红外吸收性能.结果表明,所制备的纳米TiO2/SiO2复合材料与单一组分的纳米TiO2,SiO2相比,晶型转变温度有提高的趋势,并且该复合材料在1700～400cm-1范围内有较强的红外吸收.     

Fe~(3 )-TiO_2复合纳米薄膜的制备及光催化特性的研究

通过射频磁控溅射工艺制备了TiO2复合纳米薄膜并分析了薄膜的结构及光催化特性.退火温度在350-550℃时Fe3 -TiO2复合薄膜均为锐钛矿相,以石英玻璃为基片的掺铁TiO2复合膜在(101)面有一定的择优取向.复合膜晶粒为锥形颗粒,薄膜表面积大于同温度退火时的纯二氧化钛薄膜,晶粒结晶过程中Fe3 替位Ti4 在晶粒中形成分离的P型杂质能级,TiO2的禁带宽度受到Fe3 杂质能级的影响使TiO2复合纳米膜的光吸收阈值有明显的“红移”的现象,在模拟日光环境光催化甲基橙试验中,Fe3 -TiO2复合纳米膜的催化活性高于二氧化钛薄膜.