气凝胶超微粉Fe/ZrO2的光声光谱研究

当固体材料的晶粒直径达到激子的Pole直径时,其电子性质开始发生变化 这种量子尺寸效应使得材料显现出许多奇特的物理和化学性质,引起了许多科学工作者的浓厚兴趣.然而,以往的研究集中在单元素系统(如Ge,Ag等)、二元素系统(如SnO_2,ZrO_2,CdS等)的纳米固体材料.对于三元素系统固体材料的量子尺寸效应的研究尚未见报道.本文研究了三元素系统纳米材料Fe/ZrO_2的量子尺寸效应.Fe/ZrO_2是一种重要的Fischer-Tropsch反应的催化剂.Fe/ZrO_2用超临界流体干燥(SCFD)方法制备.该方法可极大地克服使凝胶粒子聚集的溶剂表面张力,是目前获得大孔容积高比表面氧化物气凝胶(Aerogel)超细粒子的最有效方法之一.本文研究了不同铁含量的几种不同粒子尺寸的Fe/ZrO_2的光声谱,并作了初步的理论解释.     

纳米金刚石涂层上化学气相沉积金刚石薄膜的场电子发射

在爆炸法合成的纳米金刚石粉涂层上, 用微波等离子体化学气相沉积法制备了含有大量纳米晶的金刚石薄膜. 应用XRD, Raman和SEM对其结构进行了分析. 应用平面薄膜二极式结构研究了它的场电子发射特性, 结果表明: 这种含有纳米金刚石的薄膜具有更低的开启电压(1.8 V/mm)和更高的场发射电流密度(50 mA/cm²). 应用纳米金刚石晶粒的量子尺寸效应对这种实验结果给予了理论说明.     

沉淀法制备纳米ZrO2(Y2O3)析晶过程的研究

ZrO_2系陶瓷在结构陶瓷中占有重要地位。为了获得性能优异的ZrO_2陶瓷,须获得高纯,超细,少团聚以及结构可以控制的ZrO_2粉体。Srinivasan和沈志坚等人的研究认为,沉淀过程pH值影响了水合氧化锆凝胶的结构,进而影响了凝胶热分解后ZrO_2和Y_2O_3(MgO)-PSZ的相组成。戴健和仇海波等人的研究还表明通过控制沉淀过程pH值可以获得无团聚,甚至单球分散状的ZrO_2纳米粉。此外,韩利成等人的研究认为,残留Cl~-、NH_4~+离子使干凝胶中非架桥羟基数量增加,导致粉末产生硬团聚体。朱宣惠,Dole等人的研究认为,通过水洗去除Cl~-、NH_4~+离子,再经有机溶剂脱水减少表面张力,可以防止硬团聚的产生。可见在用液相沉淀法制备ZrO_2纳米粉时,沉淀过程的pH值以及NH_4Cl的存在(Cl~-、NH_4~+)对ZrO_2超细粉的相结构以及团聚状态都有重要影响。因此研究pH值,清洗工艺对其析晶过程的影响具有十分重要的意义。     

水热法制备的氧化锌微晶的形态特征

氧化锌陶瓷材料及其相应的功能器件在电子、化工等行业有许多应用.工业上用草酸锌分解的方法来制备ZnO粉体,但所得粉体粒度大、分布宽且烧结活性差.制备优质氧化锌粉体是提高相应陶瓷材料性能的基础.水热法是制备优质超细粉体的湿化学方法之一,其中采用水热法制备ZrO_2,BaTiO_3,PLZT等超细粉体的研究近年来受到了广泛的重视;采用水热法制备Ⅱ-Ⅵ族化合物的超细粉体最近亦有报道.作者研究了采用不同水热条件下的氧化锌超细微晶的制备,实验表明,水热法制备的氧化锌微晶的形态变化很大,而形态特征对粉体的实际应用具有重要影响.同时,研究水热条件下超细微晶制备过程中的结晶习性也是晶体生长工作的一个重要内容.1 实验采用直径为20mm,长180mm的管式高压釜,内加贵金属内衬,釜体分区加热以建立合适的温场(上下部温差为10～20℃);在一定的充填度条件下,进行不同反应温度(150～350℃)和反应时间(恒温时间4 ～72h)的水热反应.在填充度为85%,反应温度300℃时,实际测得体系的压力不超过50MPa.     

ZrO_2纳米材料制备及其顺磁特性研究

自1986年Gleiter等关于纳米材料的结构和性能的首次报告以来,国际、国内广泛开展了纳米材料的制备及其性能研究。纳米晶体既不是长程有序,也不是短程有序的,而是具有全新固体结构的材料,因而有与晶体或非晶体完全不同的独特性质。又由于纳米粉末有大的比表面积,高的化学活性,可以在非常低的温度下制备出化学成分均匀、致密的陶瓷体。获得高纯,化学成分均匀、超细、团聚程度小的超微粉是保证氧化锆增韧陶瓷样品具有高强度,韧性及其可靠性的关键。本文报道用柠檬酸盐爆炸分解法制备ZrO_2纳米超微粉,与其它化学方法相比它具有粒子分布均匀,无团聚现象,有F心等特点。并研究其微结构和顺磁     

激光熔凝过共析ZrO_2-MgO快离子导体

加入CaO,Y_2O_3,MgO等氧化物作为稳定剂,得到的有立方晶型和四方晶型的氧化锆固溶体陶瓷,具有高温离子导电特性,作为快离子导体,在新型燃料电池和传感器上有所应用.对于以MgO作稳定剂的,MgO加入量多在亚共析成分(即MgO加入量<13%,参见图1).有关MgO加入量在过共析范围,达21%的ZrO_2-MgO的导电性,尚未见报道.本文将报道用激光熔凝合成高MgO含量(21%)ZrO_2-MgO固溶体的结构和导电特性.     

受限条件下玻璃基质中LaF_3微晶生长机理的光谱学探究

利用高温熔融法制备了Eu3+掺杂的45SiO2-25Al2O3-18Na2O-9.5LaF3玻璃,并将基础玻璃在可控条件下进行晶化热处理后获得了性能良好的玻璃陶瓷.通过XRD,TEM和光谱学手段对玻璃陶瓷进行了表征,结果表明晶化热处理后,LaF3纳米晶体从原有单一的玻璃相中析出,晶粒大小约为25 nm.Eu3+掺杂玻璃陶瓷、纳米晶体和玻璃3种基质的光谱分析及XRD结果证明稀土离子进入到LaF3纳米晶体中并计算出在其中富集的比例.进一步利用源自于Eu3+离子的发射谱和激发谱研究了退火温度和前驱物中重金属离子对玻璃网络结构中LaF3纳米晶体生长影响的机理,为玻璃陶瓷的人工设计合成提供了理论支持.     

静高压下界面反应对非晶(Fe_(0.99),Mo_(0.01))_(78)Si_9B_(13)合金晶化的影响

由于纳米Fe-Mo-Si-B合金优异的软磁性能,近年来,人们对非晶合金(Fe_(0.99),Mo_(0.01))_(78)Si_9B_(13)(FMSB)的晶化机制、结晶相、晶粒度及纳米合金的性能进行了深入的研究.这些研究工作都是在真空条件下,非晶FMSB合金条带表面为自由表面的情况下开展的.为了克服由非晶FMSB合金晶化制得的纳米Fe-Mo-Si-B合金的脆性,使之能在实际中得到应用,我们利用静高压下等温热处理金属Al片与非晶FMSB叠层的方法,制备出Al/Fe-Mo-Si-B纳米合金复合材料.由于在制备中,非晶FMSB与Al片将在界面发生扩散反应,因此,势必影响非晶FMSB的晶化过程和结果.本文将就此问题进行研究.     

ZrO_2超微粒子的湿化学法制备及其相变规律的研究

ZrO_2是相变增韧的关键材料,搞清楚ZrO_2的相变规律,充分认识ZrO_2的各种性状和深入探讨高纯度ZrO_2超微粒子的制备及其均匀分散的方法,这将推动相变增韧陶瓷的研究工作。由于陶瓷的强化与增韧是通过四方相ZrO_2(t-ZrO_2)转变成单斜ZrO_2(m-ZrO_2)的过程来     

BaFBr:Eu~(2+)中的新型色心及其光激励发光

稀土离子激活的碱土金属氟卤化物是一类重要的发光材料.BaFBr:Eu~(2+)作为一种有效的光激励发光材料是目前所知材料中最有前途的.有关其的研究已有不少报道.由于色心在光激励发光过程中起着尤其重要的作用,故晶体中色心的研究工作很多.但所有以前的研究工作都停留于简单的F心研究.最近作者报道了BaFCl:Eu~(2+_晶体中的新型色心及其发光同样我们在BaFBr:Eu~(2+)     

BaFI:Eu2+中的新型色心及其发光

碱土金属复卤化物的光激励发光已有大量的研究工作.由于色心在光激励发光及影像的存储过程中起着非常重要的作用,是人们一直关心的课题.对这类晶体的F心、V心及氧中心都进行了较多的研究,为光激励发光的认识提供了重要的实验依据.我们报道了BaFCI:Eu~(2 [8]),BaFBr:Eu~(2 [9])和SrFCI:Eu~(2 [10])晶体的新型电子色心,并讨论了这些色心的光激励发光及其意义.本文将简单介绍BaFl:Eu~(2 )晶体中的新型色心及其发光.     

晶态与非晶态双相结构的纯稀土纳米块体材料及其制备机制

以稀土单质钐为例, 研究了通过放电等离子烧结制备晶态与非晶态结构的纳米块体材料及其形成机制. 实验获得了非晶态、晶态与非晶态双相结构的纯稀土纳米块体材料及纳米多晶块体材料. 制备的纳米多晶块体晶粒尺寸均明显小于初始纳米粉末粒径, 改变了以往由纳米粉末烧结制备块体纳米晶材料时人们关于纳米晶粒尺寸必定大于初始粉末粒径的传统认识, 为粉末烧结制备纳米块体材料提供了创新思路和制备方法. 提出的材料制备机制及技术可推广至多种纳米块体材料的制备, 为研究稀土纳米材料的物理、化学、力学性能及其纳米尺寸效应提供了先决条件.     

水相分散法制备CdTe纳米晶-聚合物复合微球

在水相中制备了高质量的CdTe纳米晶, 并制备了适合微加工的CdTe纳米晶-聚合物复合物, 将此复合物溶液分散到快速搅拌的聚乙烯醇(PVA)水溶液中, 除去溶剂, 得到了高荧光强度的微米级复合微球. 利用共聚焦荧光显微镜研究了分散过程中复合物溶液浓度, PVA浓度及搅拌速度等对微球尺度及形状的影响, 通过调节这些实验条件实现了对复合微球的控制.     

ZnO微米片修饰TiO_2纳米晶复合薄膜的染料敏化太阳电池

通过阴极电沉积工艺,成功地将随机辐射取向分布的ZnO微米片作为散射层自组装在TiO2纳米晶(TN)薄膜表面上.用分光光度计研究了400～800nm光谱范围内ZnO微米片的光散射性能.结果表明,在ZnO微米片-TiO2纳米晶(ZT)复合薄膜中,ZnO微米片层对入射光具有非常出色的光散射能力.同时用ZT复合薄膜制备的染料敏化电池相对于单独用TN薄膜制备的电池具有更高的短路电流密度和光电转换效率.     

新型纳米晶Fe_(69.4)Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)软磁合金的研究

早期开发的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.5)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)纳米晶合金显示出优良综合磁性能,但含有昂贵的Nb,原始制备的非晶带也比较脆.我们用便宜得多的Cr和V代替Nb制成Fe_(69.4)4Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)纳米晶合金,它的原始制备非晶带有相当好的延性,可对折而不脆断,并具有优良的综合磁性能,有潜在的应用价值.本文扼要报道部分研究结果.1 合金的制备和实验     

准分子脉冲激光制备发光硅晶粒的新途径

半导体硅是制备集成电路芯片和晶体管的重要材料,用硅制成的特种器件可用于检测光信息,由于其间接带隙的能带结构及禁带宽度仅1.12eV,因而本身无法由电致(EL)和光致(PL)发射高效率的可见光,使其在光电子器件领域的应用受到了限制.探索硅基材料的可见发光是材料科学领域中的重大研究课题.目前已有多种实现这一效应的方法,如电化学腐蚀的多孔硅和微波等离子体淀积的超细硅粉等,但是实际器件运用中所需材料必须具有良好的表面性质和均匀的内部结构.我们曾用Ar离子激光晶化技术使:a-Si:H/a-SiN_x:H多量子阱(MQW)结构中:a-Si:H阱层晶化成纳米晶粒,观察到室温可见光致发光现象,该方法可以人工设计并有效控制晶粒尺寸且材料内部结构均匀.本文将报道KrF准分子脉冲激光辐照a-Si薄膜制备室温呈现可见PL特性的硅晶粒的新方法,所用激光具有曝光面积大、能量高、作用时间短等特性,其晶化的均匀程度和效率均优于Ar离子激光,并且是一种“低温”、“干法”晶化过程,对衬底影响较小,从而有利于提高晶化样品性能,形成均匀的纳米晶粒,以期研究获得可见发光材料的新途径.     

掺Mn2+离子纳米非晶SiO2发光研究

关于Mn~(2 )离子的发光性质研究已有很多报道,它们一般都集中在无机玻璃中,并对发光机理进行了分析。但对掺Mn~(2 )离子在纳米非晶SiO_2发光行为尚未见报道,本文运用溶胶凝胶法制备出掺Mn~(2 )离子纳米非晶SiO_2,测量其荧光光谱,当激发波长为337nm时,其发射光谱在460nm处有一强而宽的蓝光发光带。并对发光机理和发光强度的变化进行了研究。     

用离子注入方法在SiO_2中制备纳米α-Fe微晶及其性能研究

纳米微晶材料的制备和它的性能研究,是近几年来迅速发展起来的一门新学科。现有气凝、光化学和非晶晶化等多种制备纳米微晶方法.文献[1]首次报道了用~(57)Fe离子注入Cu中获得了纳米α-Fe微晶。该方法的原理是用强制的方法(离子注入),使两种不固溶的元素镶嵌在一起,然后经高温退火,使其中的注入元素偏析出来.由于注入离子的深度只有几十纳米,所以偏析的微晶颗粒大小也只能在此范围之内.本文报道了Fe离子注入SiO_2,的结果,     

SrFCl:Eu2+晶体中的新型色心及其复合发光

碱土金属复卤化物的光激励发光研究已有大量的工作。由于色心在光激励发光及影象的贮存过程中起着非常重要的作用。是人们一直关心的课题。这类晶体的F心、V心及氧缺陷中心都进行较多的研究,为研究光激励发光的机理认识提供了重要的实验依据。我们报道了BaFCl:Eu~(2+[8])和BaFBr:Eu~(2+[9])晶体的新型电子色心,并讨论了这些色心的光激励复合发光及其意义.同样我们也发现了SrFCl:Eu~(2+)和BaFCl:Eu~(2+)晶体中的新型色心。本文将简单介绍SrFCl:Eu~(2+)晶体中的新型色心及其复合发光。     

ZnO微米片修饰TiO2纳米晶复合薄膜的染料敏化太阳电池

通过阴极电沉积工艺, 成功地将随机辐射取向分布的ZnO微米片作为散射层自组装在TiO₂纳米晶(TN)薄膜表面上. 用分光光度计研究了400～800 nm光谱范围内ZnO微米片的光散射性能. 结果表明, 在ZnO微米片-TiO2纳米晶( ZT)复合薄膜中, ZnO微米片层对入射光具有非常出色的光散射能力. 同时用ZT复合薄膜制备的染料敏化电池相对于单独用TN薄膜制备的电池具有更高的短路电流密度和光电转换效率.