气敏半导体矿灯式瓦斯自动报警器

瓦斯是煤矿安全生产的主要威胁之一,目前国内煤矿中瓦斯的检测方法多半采用接触燃烧传感器,或光干涉测量仪.我们参考国外近年来半导体气体传感器的研究结果^[1~4],利用SnO₂半导体敏感元件作瓦斯传感元件,安装在矿灯上,研制了一种矿灯式瓦斯自动报警器.     

酞菁铜蒸发膜电导特性的电极效应

本文研究了不同电极材料(Au、Ag、Cu、Al和SnO₂、In₂O₃)对酞菁铜(PcCu)蒸发膜V-I特性的影响.用同样的金属(Au、Ag、Cu)作顶底电极时,改变电极极性所得暗电流是对称的,V-I特性属典型的SCLC型.而Al/PcCu/Al体系呈现阻挡接触,估计这是蒸得的Al电极上存在氧化层之故.当Al作顶电极,玻璃基片上的SnO₂或In₂O₃层作底电极时,Al极加负电压观察到SCLC,而当SnO₂极加负电压时观察到电极限制电流,In₂O₃极加负电压时观察到负阻效应.     

掺CeO2的SnO2基CO气敏元件的气敏特性

研制了一种新的SnO₂掺CeO₂的CO气敏元件;对其在不同温度下对不同气体的气敏特性进行了测定.结果表明,该种气敏元件在较低温度(115℃)时对CO具有高灵敏度、高选择性以及快速响应等特点.对此结果进行了简单的讨论.     

紫外光改性活性炭纤维对SO2吸附性能的研究

【目的】SO₂是大气中主要污染物之一，活性炭纤维是一种较好的可吸附SO₂的材料，通过改性技术可以进一步提升活性炭纤维对SO₂的吸附性能。【方法】以聚丙烯腈基活性炭纤维(PANACF)为前驱体，分别采用不同时间和强度紫外光照对ACF进行改性处理，测试了改性后ACF-SO₂吸附量，并初步探究了改性机理。【结果】紫外光处理可以提升ACF-SO₂吸附量，且254 nm紫外光处理的改性效果比365 nm紫外光处理效果更好。改性处理后的活性炭纤维表面酸性官能团数目减少，含氧极性基团增多，最终使改性ACF-SO₂吸附能力增强。其中254 nm紫外光处理3 h后的ACF-SO₂吸附量达到4.721 mg/g，与未处理原片相比提升了11.20%。【结论】紫外光改性活性炭纤维的方法相较于传统改性方法更加温和、环保，为活性炭纤维的改性研究提供参考。     

喷涂法制备透明导电膜(SnO2:F膜)

SnO₂:F膜是一种在可见光区具有高透过率,在红外区具有高反射率的大禁带半导体材料,在电子工业和太阳能工业中具有广泛的应用.     

Si3N4基陶瓷刀具切削45钢切削参数优化

【目的】Si₃N₄基陶瓷刀具被广泛应用于难切削材料的连续或间歇切削，研究陶瓷刀具的角度和切削用量对分析Si₃N₄基陶瓷刀具切削性能的影响规律及优化切削参数选择具有重要意义。【方法】通过正交仿真试验来研究Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时应力场和温度场变化，确定Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时刀具角度和切削用量。【结果】刀具前角选择1°和-3°，主偏角选择30°和45°，后角选择0°和5°，刀具刃倾角选择-2°和0°。【结论】刀具角度优化选择前角γ₀=-1°、后角α₀=0°、刃倾角λ_s=-2°、主偏角K_r=30°。切削用量推荐参数为切削速度v为100-150 m/min、切削深度a_p=0.15 mm、进给量f=0.15 mm/r。     

自具微孔聚酰亚胺膜材料的研究进展

膜分离技术在现代的环境、能源、工业、医疗、水处理等领域都具有非常大的应用前景，聚酰亚胺是众多聚合物膜材料中性能和化学性质都比较优良的材料，自具微孔聚酰亚胺是近十几年出现的新型膜材料，具有优异的结构稳定性及分离性能，对CO₂/N₂,CO₂/CH₄,H₂/N₂,O₂/N₂等分离体系都有很大的提升．综述了应用于聚酰亚胺膜中常见的3种结构：Sprio双环中心结构、桥接双环结构以及Iptycene结构，并对其进行了具体分析，对该类聚合物研究方向做了一定的展望．     

基于PCA-SVM的混合气体分类研究

由于气体数据有限以及气体分类的准确率不高,解决气体分类问题有较大的难度。传统的模式识别算法虽然能够运用到气体分类中,但在不同浓度的气体数据下训练和测试性能会下降,准确率也比较低。本研究对8阵列传感器和24阵列传感器采集到的混合气体进行分类,提出了结合主成分分析（Principal component analysis, PCA）应用支持向量机（Support vector machine, SVM）,构建PCA-SVM模型对不同浓度的一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）、硫化氢（H₂S）以及乙醇（C₂H₆O）的混合气体进行分类的方法。与SVM、参数优化的BP神经网络（Back propagation neural network, BPNN）和PCA-BP神经网络模型对比的结果表明,在随机选择的数据中,采用PCA-SVM模型能够提高分类的性能,在含有13个特征的气体数据集中,利用PCA-SVM模型准确度达到98.974%。在含有27个特征的数据集中,利用PCA-SVM模型准确度达到100%,能够满足对混...     

V2NO2/TiSi2N4异质结界面性质调控的理论研究

使用第一性原理计算研究了外加电场对V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构接触类型和肖特基势垒的调控．计算结果表明,外电场可以有效地调控V₂NO₂/TiSi₂N₄肖特基势垒的高度及其异质结的接触类型．正负向外电场均能实现V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构p型与n型肖特基接触之间的动态转化．此项工作为基于TiSi₂N₄半导体的肖特基功能器件及场效应晶体管的应用提供理论基础．     

外电场调控V2NO2/MoGe2N4异质结界面性质的第一性原理

采用第一性原理计算系统地研究V₂NO₂和Mo Ge₂N₄的基础性质,及其异质结界面的电场响应特性．V₂NO₂具有类金属特性,Mo Ge₂N₄为间接带隙半导体特性．两种结构搭建的异质结具有六种不同堆叠方式,全部构型进行优化并选用了最低能量构型进行电场响应特性分析．V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结构的界面相互作用为范德瓦尔斯相互作用,两种结构在异质结中良好地保持了自己的本征性质．在外电场的调控下,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结可以在p型肖特基接触和欧姆接触之间转换．结果表明,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄是可调的金属/半导体接触．     

非晶超晶格多层膜的形成及其光学特性的研究

介绍利用波长为193nm的ArF准分子激光的光化学反应,分解Si₂H₆和C₂H₂原料气体制备a-Si:H/a-Sic:H非晶超晶格多层膜以及讨论这种膜的量子尺寸效应,紫外吸收等光学特性.     

Al2O3掺杂N型赝三元半导体复合材料的微观结构与热电性能

采用机械合金化方法制备N型赝三元半导体热电材料，经500℃高温烧结后，与纳米Al₂O₃粉体充分混合，在200℃下热压成型得到N型Al₂O₃-（Bi₂Te₃）_0.9（Sb₂Te₃）_0.05（Sb₂Se₃）_0.05复合块体热电材料.微观结构分析和热电性能测试结果表明，高温烧结后材料的结晶度变高；随Al₂O₃掺杂浓度的增高，材料的电导率和热导率逐渐减小，而Seebeck系数几乎不变.在Al₂O₃掺杂浓度为0.5 wt%时，热电优值达到2.05×10^-3 K^-1.     

钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片的制备及电催化OER性能研究

【目的】为提高Co(OH)₂催化电解水阳极析氧反应(OER)活性,通过试验,验证提高催化OER活性的具体方案,为加快OER反应提供试验依据和构筑方法。【方法】首先通过一步高温热解法制备嵌入金属Co单质的氮掺杂碳纳米管(Co@NCNT),然后以金属钴为锚定点,通过简单水热反应将过渡金属氧化物嵌入Co@NCNT表面,成功制备了Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂,并利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试分别对其结构、形貌进行分析,了解其变化特征。【结果】制备的Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂在1 mol/L KOH溶液中表现出较好的OER活性和优异的稳定性。【结论】M(OH)₂与LDHs是各种OER催化剂的真正活性物质,但是制备过程中易发生团聚现象。钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片试验方法能够有效解决上述问题,并为制备碳负载过渡金属氢氧化电催化剂的制备提供方法和数据支撑。     

ZnAl-LDH/Al(OH)3复合材料的制备及其对废水中Pb2+的去除性能

利用共沉淀法，以Zn(NO₃)₂和Al(NO₃)₃为原料成功制备了锌铝复合材料ZnAl-LDH/Al(OH)₃(标记为ZAL/AH),采用SEM表征了ZAL/AH的形貌，利用FT-IR、XPS和XRD分析了样品的结构及组成。结果表明，所制备的ZAL/AH为片状结构，相组成受投料比的影响。其中，ZAL/AH-1具有高的比表面积，达到82.7 m²·g^-1。同时，利用所制备的复合材料ZAL/AH对水中的Pb²⁺离子进行了吸附实验，ZAL/AH-1对Pb²⁺的去除率能够达到95%。对吸附结果进行了吸附动力学、Freundlich和Langmuir模型拟合，Langmuir拟合计算得到的最大吸附量为143.3 mg·g^-1。     

MnFe2O4/CNTs/GA光催化材料的制备及其类Fenton催化性能

采用低温共沉淀法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)纳米颗粒,水热法合成了碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)、MnFe₂O₄共掺杂石墨烯气凝胶(Graphene aerogel, GA)的MnFe₂O₄/CNTs/GA复合光催化材料。同时,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectoscopy, FT-IR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等技术对催化剂的晶体结构、微观形貌、孔结构和元素价态等进行了表征。催化降解实验结果表明,水热反应温度为180℃时制备的MnFe₂O₄/CNTs/GA催化剂光催化活性最佳,类...     

盐酸浸提法提取动物组织中几种金属元素效果的研究

动物组织中K、Na、Ca、Mg、Zn、Cu、Mn、Fe等元素的系统分析,样品待测液的制备目前大都采用二酸(HNO₃-HClO₄)消煮法^[1].此法每克样品要消耗约25ml浓HNO₃和5ml HClO₄酸,而且操作繁琐,费时,变异系数较大消煮过程中产生大量对人体健康有害的气体(NO₂,NO),因此给大批量动物样品的快速分析带来困难.     

[Zn（en）2]3[V10O28]·6H2O的合成、结构及表征

利用水热技术合成了以V₁₀O₂₈型同多钒酸盐为基本建筑单元、过渡金属锌化合物修饰的新型多金属氧酸盐,通过元素分析和TG分析,确定其化学式为:[Zn（en）₂]₃[V₁₀O₂₈]·6H₂O（1）,利用IR和X-射线单晶衍射对合成配合物进行了结构表征.化合物1为Monoclinic晶系,P2（1）/c空间群,晶胞参数为:a=12.9266（6）,b=11.7875（5）,c=16.6458（7）,α=90,β=109.3860（10）,γ=90,V=2392.56（18）,R₁=0.0497,wR₂=0.1227.     

硅基/聚酰亚胺湿度敏感元件研究

硅基/聚酰亚胺湿度传感器是采用集成电路光刻工艺在硅衬底上制成了以PI材料为介质膜,以金、铝为电极的电容式湿度传感器。给出了聚酰亚胺(PI)材料的感湿机理,硅基/聚酰亚胺湿敏电容的结构,以及湿度传感器的制造工艺、湿敏特性、工作原理及应用等。测试结果表明,在相对湿度为10%-90%RH范围内C-%RH曲线线性度良好。     

SOCl2和CF4在光纤MCVD过程中脱氢反应的平衡计算

计算了O₂-H₂O-CH₄-SOCl₂-SiO₂和O₂-H₂O-CH₄-CF₄-SiO₂系统与CVDSiO₂光纤有关组成的多相平衡,给出在1073~2573K温度下沉积SiO₂内的平衡羟基浓度并讨论了SOCl₂与CF₄添加剂在MCVD过程中的脱氢作用.     

改性锆酸锶陶瓷的制备及电导

本工作研究了添加Al₂O₃、CaO、Cr₂O₃和Fe₂O₃的SrZrO₃陶瓷的制备工艺及杂质对SrZrO₃电阻率的影响.加有添加剂的SrZrO₃陶瓷可沿用普通陶瓷工艺,于1750-1800℃烧成.适当的添加剂可使SrZrO₃的电导激活能大幅度降低,从而有效地降低电阻率.对于组成为90%SrZrO₃+5%Cr₂O₃+4%CaO十1%Al₂O₃(重量比)的样品,电导激活能为17.6kcal/mol;对组成为SrO+(ZrO₂)_0.9+(Fe₂O₃)_0.05的样品,电导激活能为4.53kcal/mol.上述组分的陶瓷具有电导率较高、易于烧结等优点,有希望作为高温导电材料使用.