镁合金表面磁控溅射沉积铝膜的力学性能

采用直流磁控溅射法在镁合金上沉积铝膜,在高真空下对铝膜进行加热后处理. 用X射线衍射仪(XRD)分析膜层为纯铝多晶态,扫描电子显微镜(SEM)观察铝膜晶粒细小. 采用纳米压痕/划痕仪对铝膜的厚度、临界附着力、硬度和弹性模量进行了测试,并且用辉光放电光谱仪(GDS)测试了镁合金表面铝膜的成分和性能随薄膜深度的分布. 结果表明,铝膜的厚度随后处理温度的升高而降低,其表面硬度和弹性模量高于镁合金基体并且随深度增加而逐渐降低. 铝膜与镁合金基体间存在一个过渡层,结合良好且表现出一定的弹塑性能,有利于镁合金表面的防护.     

无有机模板剂的二氧化硅纳米纤维在铝膜腔内的合成

【目的】在无有机模板剂条件下,采用溶胶凝胶法于阳极氧化铝膜腔体内进行二氧化硅纳米纤维材料的合成研究。【方法】合成采用压力诱导的方法,考察了水解时间、化学剂量比对材料形貌的影响。实验制得的复合功能铝膜用于Fe2+的分离,同时考察了溶液的pH 值、流速等因素对分离的影响。【结果】纳米纤维仅在铝膜腔体内生长,而在铝膜表面没有残留,制得的纳米纤维长60μm,直径约为100nm。【结论】制得的纳米纤维高度有序,复合功能铝膜能成功应用于金属离子的吸附分离领域。
     

无有机模板剂的二氧化硅纳米纤维在铝膜腔内的合成

【目的】在无有机模板剂条件下,采用溶胶凝胶法于阳极氧化铝膜腔体内进行二氧化硅纳米纤维材料的合成研究。【方法】合成采用压力诱导的方法,考察了水解时间、化学剂量比对材料形貌的影响。实验制得的复合功能铝膜用于Fe~(2+)的分离,同时考察了溶液的pH值、流速等因素对分离的影响。【结果】纳米纤维仅在铝膜腔体内生长,而在铝膜表面没有残留,制得的纳米纤维长60μm,直径约为100nm。【结论】制得的纳米纤维高度有序,复合功能铝膜能成功应用于金属离子的吸附分离领域。     

纳米级铝氧化膜的结构与电解着色性能

采用不同电解液及不同性质的电源，在铝表面制备出结构相异的纳米级氧化膜，对其结构及着色性能进行了测试分析研究；论述了H2SO4交流氧化膜层结构特点及电解着色性能的优越性。     

金属Au纳米膜的电子输运及非线性效应

使用Matlab软件对N方势垒在偏压下电流随电压的变化关系进行了模拟计算，计算结果表明N方势垒的伏安特性（I-V）曲线上显现出非线性效应和震荡效应。利用溅射方法将Au颗粒沉积在经过电化学腐蚀处理的硅基片上，得到具有纳米结构的Au膜。采用SEM对基片表面上的金膜进行观察，发现了纳米颗粒的聚集体，样品的I-V曲线测试结果表明：常温下，测得电流在0至1.5×10^-6A范围内，样品电阻率呈非线性电阻效应和振荡效应；N方势垒模型的模拟计算结果与实验测量结果很好的吻合。     

阳极氧化对2060-T8铝锂合金氧化膜的形貌控制

2060-T8铝锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高、疲劳性能好及焊接性能好等优点。铝锂合金中的元素Li,化学性质极活泼,易使铝锂合金表面形成的自然钝化膜发生破坏,缩短合金使用寿命。本研究采用硼酸直流阳极氧化在2060-T8铝锂合金表面制备了氧化膜,探究电流和覆膜时间对2060-T8铝锂合金氧化膜形貌的影响规律。结果表明:通过调节电流大小、覆膜时间,可有效获得表面平整致密的氧化膜,进而提高合金的耐腐蚀性能。     

阳极氧化电压对纳米孔阵列阳极氧化铝膜形貌的影响

阳极氧化铝是将金属铝进行阳极氧化处理后，在其表面上形成的一层氧化膜，可对金属铝起到装饰和保护的作用．20世纪末人们发现，铝在适当的阳极氧化条件下可以制得具有纳米孔阵列的阳极氧化铝膜．随着纳米科学的蓬勃发展，纳米孔阵列阳极氧化铝膜由于其具有大的比表面积、高纵横比、大小均     

铝膜表面周期性纳米坑织构的制备

采用一次阳极氧化铝的方法分别在草酸、磷酸和柠檬酸溶液中制备了多孔阳极氧化铝膜,腐蚀掉铝片表面的氧化铝膜,铝片表面留下周期性纳米坑织构.利用扫描电子显微镜分析不同阳极氧化条件下铝膜的表面形貌,结果表明:铝片表面有序的六角阵列的纳米坑形成,坑的孔径大小随阳极氧化电压的升高而增大.铝片阳极氧化电压为300V,在浓度为4%柠檬酸中氧化2h,坑孔径达到785nm.使用光散射仪测量样品的光散射谱并研究样品对光的散射特性,散射光的强度随着散射角的增大而减小,铝膜表面纳米坑孔径越大对光散射越强.     

钢的强流脉冲电子束表面快速渗铝及其抗氧化性能

介绍了电弧沉积与强流脉冲电子束后处理相结合的表面复合处理工艺，并应用在20钢和H13钢的表面快速合金化，首先采用电弧离子镀的方法，分别在20钢和H13钢表面沉积了约30和10μm厚的纯铝层；然后用强流脉冲电子束对铝膜进行后处理，铝在电子束瞬间加热作用下，熔入基体表面中，实现了表面快速合金化，对处理后的样品进行了氧化性能测试，结果表明，复合处理可以显著提高钢在高温下的抗氧化性能。     

纯铝表面ZrO2复合微弧氧化膜层制备及性能研究

 以纯铝为基材,在微弧氧化电解液中添加不同含量的纳米ZrO₂颗粒进行微弧氧化,制备了ZrO₂复合微弧氧化膜层。采用SEM 和EDS 观察并分析微弧氧化复合膜层表面形貌和膜层成分,研究不同含量纳米ZrO₂颗粒的添加对微弧氧化复合膜层硬度和耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化膜及其复合膜层表面粗糙不平,纳米ZrO₂颗粒的添加使得微弧氧化复合膜层裂纹减少,孔径减小,硬度和耐蚀性提高。     

Experimental study on the in-plane thermal conductivity of Au nanofilms

The in-plane thermal conductivity of Au nanofilms with thickness of 23 nm, which are fabricated by the electron beam-physical vapor deposition method and a suspension technology, is experimentally measured at 80-300 K by a one-dimensional steady-state electrical heating method. Strong size effects are found on the measured nanofilm thermal conductivity. The Au nanofilm in-plane thermal conductivity is much less than that of the bulk material. With the increasing temperature, the nanofilm thermal conductivity increases. This is opposite to the temperature dependence of the bulk property. The Lorenz number of the Au nanofilms is about three times larger than the bulk value and decreases with the increasing temperature, which indicates the invalidity of the Wiedemann-Franz law for metallic nanofilms.     

Experimental study on the in-plane thermal conductivity of Au nanofilms

The in-plane thermal conductivity of Au nanofilms with thickness of 23 nm, which are fabricated by the electron beam-physical vapor deposition method and a suspension technology, is experimentally measured at 80-300 K by a one-dimensional steady-state electrical heating method. Strong size effects are found on the measured nanofilm thermal conductivity. The Au nanofilm in-plane thermal conductivity is much less than that of the bulk material. With the increasing temperature, the nanofilm thermal conductivity increases. This is opposite to the temperature dependence of the bulk property. The Lorenz number of the Au nanofilms is about three times larger than the bulk value and decreases with the increasing temperature, which indicates the invalidity of the Wiedemann-Franz law for metallic nanofilms.     

基于NiO纳米薄膜的NO2传感器

以四水合乙酸镍(NiC₄H₆O₄·4H₂O)、氨水(NH₃·H₂O)和乙二醇甲醚(C₃H₈O)为前驱体,采用溶胶–凝胶提拉涂膜法制备NiO纳米薄膜,考察了提拉速度与涂膜层数对NiO纳米薄膜形貌结构与NO₂气敏特性的影响.结果表明,在提拉速度为400μm/s,涂膜层数为2层的条件下可获得表面形貌均一、疏松多孔的NiO纳米薄膜,其主要由直径为20~30nm面心立方结构的NiO晶体颗粒构成.气敏检测结果表明,NiO纳米薄膜呈现p型半导体特性,在工作温度150℃条件下对NO₂表现出良好的响应-恢复特性与可逆性,并对其气敏机理进行了探讨.     

Fe1-xBx磁性纳米膜的制备和微波物性分析

为获得具有较高复磁导率虚部的磁性材料并研究其微波物性，采用磁控溅射方法，制备Fe1-xBx磁性纳米膜，以Landau-Lifshitz-Gibert方程研究复磁导率虚部随纳米膜各向异性场、饱和磁化强度和阻尼系数的变化规律，采用谐振腔法开展点频测试。结果表明，测试数据与理论计算值吻合较好。结合Fe1-xBx样品的制备，分析了其磁导率虚部随制备工艺、组分、厚度等的变化规律，这对于获得高磁导率（虚部）的磁性纳米膜具有指导意义。     

An atomic level study on the out-of-plane thermal conductivity of polycrystalline argon nanofilm

At present, there have been few direct molecular dynamics simulations on the thermal conductivity of polycrystalline nanofilms. In this paper, we generate polycrystalline argon nanofilms with random grain shape using the three-dimensional Voronoi tessellation method. We calculate the out-of-plane thermal conductivity of a polycrystalline argon nanofilm at different temperatures and film thicknesses by the Muller-Plathe method. The results indicate that the polycrystalline thermal conductivity is lower than that of the bulk single crystal and the single-crystal nanofilm of argon. This can be attributed to the phonon mean-free-path limit imposed by the average grain size as well as the grain boundary thermal resistance due to the existence many grain boundaries in polycrystalline materials. Also, the out-of-plane thermal conductivity of the polycrystalline argon nanofilm is insensitive to temperature and film thickness, and is mainly dominated by the grain size, which is quite different from the case of single-crystal nanofilms.     

物理气相沉积法制备TP/TFA纳米薄膜与光致发光特性探究

为了探究有机荧光材料在微纳尺寸上的荧光特性，采用低真空物理气相沉积方法制备了茶碱（TP）和2，3，5，6-四氟对苯二甲酸（TFA）有机纳米薄膜。通过对TP和TFA薄膜的荧光性质进行表征发现：与TP粉末相比薄膜的荧光发射峰由1个增加到4个，发射波长范围拓宽了100 nm，TFA的荧光发射峰之间的相对荧光强度发生了变化，与原料粉末相比在408 nm处的荧光发射峰蓝移了7 nm，362 nm处的荧光发射峰红移了3 nm。另外随着纳米薄膜厚度的逐渐增加，其荧光效率也逐渐增大。通过对TP和TFA纳米薄膜的表面形貌表征发现：随着薄膜厚度的增加，颗粒的聚集形态尺寸逐渐增大，从而验证了荧光效率随膜厚增加而逐渐提升的特性。     

Nonclassical crystallization of zinc carbonate hydroxide hydrate nanofilm mediated by calcium ions

To satisfy the demand of zinc oxide (ZnO) with advanced muti-functional properties, significant efforts have been made in synthesizing ZnO with various structure and morphology. In particular, hydrothermal method has attracted considerable attentions, in which Zn₄CO₃(OH)₆·H₂O (ZCHH) is commonly found as a metastable precursor. However, the formation and crystallization mechanisms of ZCHH are still lacking and urgently needed. In the present study, the crystallization pathway of ZCHH was systematically investigated, and the results demonstrate that the amorphous zinc carbonate (AZC) was an even more unstable precursor. AZC nanoparticles typically aggregated to form one-dimensional (1D) ZCHH nanorods, however, two-dimensional (2D) ZCHH nanofilms were obtained in the presence of a certain concentration of calcium ion. The results suggest that calcium ions could promote the partial dissolution of AZC and facilitate the aggregation of AZC nanoparticles to form crystalline nanofilm. Moreover, 2D ZnO nanofilms could be obtained by heat treatment of the ZCHH nanofilms. The calcium ion mediated nonclassical crystallization pathway provides inspiration for fabrication of ZnO with controlled morphology and offers new opportunities for inorganic regulated material synthesis.     

大港土电阻率的测量及其导电模型

利用直流四电极法测量了不同含水量条件下的大港土电阻率,其电阻率随含水量增加而降低. 在测量中发现当外加电位梯度比较小时,所计算的电阻率ρ值相对较大;随着外加电位梯度增加,其电阻率逐渐减小,并最终趋于一个稳定的数值,特别是在含水量比较低的情况下,这种变化更为明显. 提出了一个土壤导电模型,利用等效电路的方法对土壤的导电性进行了讨论:在含水量较低时,主要是孔隙水液相和固/液界面上的交换性离子导电;在高含水量条件下,土壤主要是通过孔隙水液相导电,固/液界面上的交换性离子导电可以忽略不计.     

过套管电阻率测井技术研究

应用改进的传输线方程法,研究了过套管电阻率测井的模拟响应、微弱信号检测量级,分析了环境因素对测试结果的影响.在正演模拟的基础上,采用油田真实套管建造了一套过套管电阻率测井微弱信号检测试验装置.研究了微弱信号高精度的数据采集技术,成功地检测到试验装置中的纳伏级信号,测得套管外试验介质的电阻率.该技术方法的试验成功,对过套管电阻率测井仪器的研制具有借鉴意义.     

器件表面保护用有机硅漆导电机理的探讨

通过测量不同固化条件下高压硅器件用有机保护材料聚酯改性硅有机漆SP的电阻率随温度变化的规律,并借助于对经各种条件固化后SP的热重、差热分析、红外光谱分析,研讨了它的高温导电机理.实验结果表明,在一定的固化条件下,固化后的材料在高温时具有最高的电阻率,材料中离子输运最弱,并具有较佳微观结构,这时材料的固化温度是210℃.提出了SP的高温电导主要是含羟基的分子产生的本征离子电导的新观点,建立了SP的高温导电模型,并对电性能测量结果作出了新的解释.