MO3Si-MO5Si3硅化物中温氧化行为及其机理

研究了Mo3Si-Mo5Si3共晶硅化物在600～1200℃中温氧化行为，分析了中温氧化机理和氧化瘟疫现象。结果表明，在1000℃氧化并发生氧化瘟疫现象的试样中发现在孔洞和裂缝等缺陷处优先生成混合氧化物。这种混合氧化物的体积效应导致pest现象的发生。     

掺杂不同量Nd2O3对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列Nd2O3含量为0～13wt%的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物,并通过X射线衍射(XRD)、低温N2吸附–脱附、氧脉冲吸附(OSC)、H2–程序升温还原(H2-TPR)及扫描电子显微镜(SEM)等方法对所制备的材料进行了表征.研究结果表明,Nd2O3在CZA固溶体中的溶解限约为10wt%,过量Nd的添加会出现分相形成Nd0.5Ce0.5O1.75氧化物.掺杂适量Nd能有效抑制氧化物晶粒的长大,提高材料的热稳定性和氧化还原性能.Nd2O3的掺杂量为10wt%时,样品的织构稳定性最好,1000℃老化5 h后,比表面积和孔容分别达97.14 m2/g和0.44 mL/g.Nd2O3的掺杂量为7wt%时,样品有高的储氧量,经600℃和1000℃焙烧后储氧量分别为938.01μmol/g和821.72μmol/g;体相氧的移动能力最强,还原性能最佳,老化后还原峰温由465℃升高到483℃.SEM结果表明,所制备的材料均为球形颗粒,Nd2O3的添加可以有效阻止高温焙烧过程中粒子的团聚.     

中温SOFC金属连接体材料的氧化规律和导电行为

系统地研究了SUS 430铁素体不锈钢在中温SOFC阴极气氛(空气)中的氧化动力学、表面氧化物特征以及表面氧化对导电行为的作用.通过750℃静态空气中的氧化实验得出氧化增重与氧化时间的动力学关系;采用"4点法"测量合金表面氧化膜的面比电阻(ASR);利用XRD和SEM表征表面氧化物的相结构、微观形貌及成分.实验发现,氧化动力学符合抛物线规律,并呈现出多级氧化现象;所生成的表面氧化物主要为Cr2O3和MnCr2O4;表面氧化物的ASR与测量温度之间的关系满足Arrhenius方程,并且在600～700℃之间,其斜率发生改变.结合氧化过程中的阳离子扩散、氧化物形成热力学以及半导体的导电机理对多级氧化动力学机制、氧化物相形成规律以及面比导电行为进行了理论分析.在此基础上,对SUS 430作为中温SOFC金属连接体材料的可能性做出了合理的评估.     

难熔高熵合金NbMoTaWTi/Zr的高温氧化行为

采用真空电弧熔炼法制备NbMoTaWTi和NbMoTaWZr难熔高熵合金,分析合金组织结构与元素分布,研究两种合金从室温到 1 500 ℃的动态氧化行为以及 1 200 ℃的恒温氧化行为.结果表明:NbMoTaWTi合金主要由单一 BCC固溶体相组成,而 NbMoTaWZr合金则由BCC固溶体和富Zr相两相组成.两种合金在 700 ℃以上温度均发生了剧烈的氧化反应.相比较而言,NbMoTaWTi合金在 1 300 ℃以下的抗氧化能力优于 NbMoTaWZr合金.两种合金在 1 200 ℃恒温氧化时都以氧向内扩散为主,氧化 3 h后均发生了严重氧化.Ti和 Zr的添加均未发生选择性氧化现象,虽然与其他难熔金属氧化物形成复合氧化物层,但其致密度不够,阻止氧化能力不足.     

催化剂选择性催化氧化NH3的新进展

在处理含NH_3的工业废气方面,氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)一直是研究热点。在讨论氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)反应机理的基础上,重点综述了关于选择性催化氧化NH_3的5种催化剂:贵金属催化剂、过渡金属催化剂、分子筛载体催化剂、复合氧化物催化剂及整体催化剂的最新研究进展,并对未来NH_3-SCO的发展进行了展望。     

ZnO-Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能

采用金属蒸气氧化的方法制备了四针状ZnO和近球形Sb2O3纳米颗粒．检测了基于ZnO—Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能，通过XRD分析不同重量百分比的ZnO和Sb2O3混合粉末在烧结后的物相变化，据此讨论了ZnO—Sb2O3烧结体系的电导和气敏性能的变化。结果表明：纳米颗粒可以在较低的烧结温度下发生固相反应，并且生成的复合氧化物ZnSb2O6和Zn2.33Sb0.67O4对烧结厚膜的电导和气敏性能起调控作用。     

高速电弧喷涂FeNiCrTiB/Cr3C2涂层的组织结构及其高温氧化行为

采用高速电弧喷涂技术制备FeNiCrTiB/Cr3C2耐高温金属陶瓷复合涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段研究涂层的组织结构以及氧化产物,并与传统锅炉用钢20G钢对比,分析涂层的抗氧化机理。结果表明:FeNiCrTiB/Cr3C2涂层为典型的层状结构,且涂层上分布着少量的孔隙和氧化物;650℃氧化200h后涂层的氧化质量增量为1.58mg·cm-2,远小于20G钢的氧化质量增量(24.85mg·cm-2);涂层在氧化过程中生成致密的具有保护性的铁、铬的复合氧化膜,阻塞氧的扩散通道,阻止进一步氧化,从而提高涂层的抗高温氧化性能。     

溅射Ni_3Al微晶涂层的抗氧化性能

研究了铸态 Ni_3Al 合金及其微晶溅射涂层在1000—1100℃下等温氧化性能及1000℃下的循环氧化性能。结果表明:铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中形成 Al_2O_3,NiO 和 NiAl_2O_4 的复杂氧化膜;微晶 Ni_3Al涂层在氧化过程中形成α—Al_2O_3和 NiAl_2O_4尖晶石,不含 NiO,这种氧化膜的保护作用比含 NiO 的氧化膜的保护作用好,使得其氧化增重比铸态合金小约1半。此外铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中沿粗大晶界发生严重的内氧化,且表面氧化膜较脆易发生剥落;微晶 Ni_3Al 涂层可以消除沿晶界的内氧化,氧化膜与基体粘附良好,未发现剥落现象。微晶化大大提高了 Ni_3Al 合金的抗氧化性能。     

1000～1400℃下NbMoTaWV难熔高熵合金的氧化行为

采用静态氧化实验与XRD,FSEM测试技术对电弧熔炼制备的NbMoTaWV难熔高熵合金的高温氧化行为进行研究。结果表明：1000℃及1200℃下NbMoTaWV由于氧化层开裂严重失去保护性，氧化增重遵循直线氧化规律；1400℃下生成的熔融态氧化物释放氧化层的生长应力，填补Mo, V氧化物挥发留下的孔洞，使氧化层对氧气能够起到一定的阻隔作用，氧化增重遵循抛物线氧化规律。在NbMoTaWV的氧化过程中，氧气扩散进入基体内部后率先与扩散层中的Nb和Ta发生氧化反应，生成针棒状氧化物，之后与其他合金元素发生氧化反应，W的氧化物固溶在Nb和Ta氧化物中，颗粒状的Mo和V混合氧化物在高温下挥发。     

Fe_3Al高温腐蚀与防护机理

采用连续氧化和非连续氧化两种方式,对比研究了Fe_3Al在800～1200℃空气中的氧化规律和机制。分析了Fe_3Al在非连续氧化过程中发生Pest的机制。首次发现了Fe_3Al在1000℃氧化/硫化环境中的灾难性腐蚀现象,提出了提高Fe_3Al抗高温氧化/硫化的关键在于促进合金中Al的扩散,避免基体中严重贫Al区的形成;促进Al选择氧化,提高氧化膜的塑性和粘附性。 研究了电沉积-反应烧结氧化物薄膜改善合金的抗氧化性能和氧化膜的粘附性的机制。离子注入Y改善了氧化膜的粘附性,提高了Fe_3Al的抗高温氧化性能;但同时促进了S向氧化膜/基体界面的扩散,因而不能有效地提高Fe_3Al的抗高温氧化/硫化性能。包埋渗Al改善了基体自愈氧化膜的能力,提高了Fe_3Al的抗高温腐蚀性能,但存在氧化膜不致密、易脱落等缺点。首次应用高能量密度等离子体对Fe_3Al进行了微晶化处理,发现表面微晶化后氧化形成了塑性和粘附性皆极佳的微晶氧化膜,使Fe_3Al在高温氧化/硫化环境中的抗腐蚀性可与在空气中的抗氧化性相媲美。指出了在不同文献中对晶粒细化的作用得出相反结论的原因。提出了晶粒度等级影响氧化膜性质的新机制。首次提出微晶合金氧化动力学应服从四次方规律,导出了相应的公式,并得到实验结果的一致验证。     

Photostriction of CH3NH3PbBr3 Perovskite Crystals

Organic–inorganic hybrid perovskite materials exhibit a variety of physical properties. Pronounced coupling between phonon, organic cations, and the inorganic framework suggest that these materials exhibit strong light–matter interactions. The photoinduced strain of CH₃NH₃PbBr₃ is investigated using high‐resolution and contactless in situ Raman spectroscopy. Under illumination, the material exhibits large blue shifts in its Raman spectra that indicate significant structural deformations (i.e., photostriction). From these shifts, the photostrictive coefficient of CH₃NH₃PbBr₃ is calculated as 2.08 × 10^?8 m² W^?1 at room temperature under visible light illumination. The significant photostriction of CH₃NH₃PbBr₃ is attributed to a combination of the photovoltaic effect and translational symmetry loss of the molecular configuration via strong translation–rotation coupling. Unlike CH₃NH₃PbI₃, it is noted that the photostriction of CH₃NH₃PbBr₃ is extremely stable, demonstrating no signs of optical decay for at least 30 d. These results suggest the potential of CH₃NH₃PbBr₃ for applications in next‐generation optical micro‐electromechanical devices.     

3 Cr3 Mo3 VNb 在热冲孔中的应用研究

高合金钢热冲孔冲头寿命关系到模具与产品成本、生产效率、自动化设备的使用,因此,应注重冲头的选材、材料制备与冲头制造工艺。 用 3 Cr3Mo3 VNb 作为高合金钢热冲孔冲头,为提高模具寿命,在材料制备上,优化了成分,采用电渣重熔冶炼,减少杂质,毛坯锻造两次,用大锻造比锻造,冲头热处理用真空炉,三次回火,热处理硬度取 HRC42 ~ 46 ,冲头表面处理采用镀铬工艺,开展了热冲孔工艺试验。 结果表明,用3 Cr3Mo3 VNb 可使冲孔冲头寿命平均达到 800 件以上。     

LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜界面结构分析

通过研究发现,利用激光分子束外延技术生长的LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜具有良好的电学性能,其剩余极化可达到25μc/cm2.性能决定于结构,因此本文分析研究了LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜的界面结构.首先通过高能电子衍射技术在薄膜生长过程中对各层的生长及界面状况进行观测,再通过小角X射线衍射曲线及其计算机拟合曲线进一步确定超晶格薄膜的界面及结构参数,如界面的粗糙度、单层厚度等.通过研究发现,由于晶格之间的差异,LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜中LaAlO3和BaTiO3层的生长过程及微结构存在着一定的差异.     

Dy3+激活的LiCaBO3材料发光特性研究

采用固相法制备了LiCaBO₃∶Dy³⁺发光材料. 材料的发射光谱为一多峰宽谱, 主峰分别为484、577和668nm; 监测577nm发射峰, 对应的激发光谱为一主峰位于331、368、397、433、462和478nm的宽谱. 研究了Dy³⁺浓度对材料发射光谱及发光强度的影响, 结果随Dy³⁺浓度的增大, 材料的黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大; 同时, 发光强度呈现先增大后减小的趋势, 最大值对应的Dy³⁺浓度为3.00mol%, 其浓度猝灭机理为电偶极电偶极相互作用. 引入Li⁺、Na⁺或K⁺可增强材料的发射强度. InGaN管芯激发下的LiCaBO₃∶Dy³⁺材料呈现很好的白光发射, 色坐标为x=0.3001, y=0.3152.     

La2O3掺杂对BaSnO3-BaBiO3系NTC材料结构和电性能的影响

研究了La2O3掺杂的BaSnO3-BaBiO3系NTC材料的组成、相结构和断面形貌以及La2O3含量对电性能的影响.结果表明,样品在较宽温度范围内显示了良好的NTC效应;X射线衍射分析表明烧结体由钙钛矿结构的BaSnO3和单斜结构的BaBiO3组成;随着La2O3含量的增加,样品BaSnO3-BaBiO3的室温电阻率呈现先减小后增大的趋势.     

溶液法CH3NH3PbCl3单晶的生长与性能研究

分别采用蒸发结晶法和逆温结晶法生长尺寸约为4 mm×3 mm×3 mm的CH₃NH₃PbCl₃单晶。对两种方法生长的单晶粉体的XRD分析结果显示, 单晶具有立方晶系结构, 其晶格常数分别为0.56833、0.56891 nm。实验测量了CH₃NH₃PbCl₃单晶的红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱, 并对谱峰进行了指认; 使用UV-VIS-NIR分光光度计、荧光光度计对CH₃NH₃PbCl₃单晶的光学性能进行了测试。结果表明: CH₃NH₃PbCl₃晶体的吸收边约为423 nm, 光致发光峰为433 nm, 带隙值为2.97 eV, 与CH₃NH₃PbCl₃薄膜的光学特性相比, CH₃NH₃PbCl₃单晶更具潜在的应用前景。最后, 结合第一性原理研究了CH₃NH₃PbCl₃晶体的能带结构, 计算得出带隙值2.428 eV, 与实验值吻合较好。     

高质量钙钛矿单晶CH3NH3PbI3研究进展

有机-无机钙钛矿材料因为具有光谱吸收范围宽、缺陷密度低、载流子复合率低等非常优良的光电性能吸引了广泛关注, 掀起了钙钛矿材料研究热潮。近年来杂化钙钛矿型太阳能电池发展迅速, 光电转化效率目前已达到22.1%, 展现出极大的应用潜力。与多晶薄膜相比, 单晶具有极低的缺陷密度和极少的界面缺陷。多个课题组成功培养出大尺寸钙钛矿单晶, 发现钙钛矿单晶材料具有比其他薄膜多晶材料更好的光响应特性, 是设计制备光伏器件的理想材料。在各类钙钛矿材料中, CH₃NH₃PbI₃是研究和应用最广泛的一类钙钛矿材料。本文主要针对近年来CH₃NH₃PbI₃单晶材料的研究制备进行综述, 介绍了CH₃NH₃PbI₃单晶材料的结构及性能, 重点总结了CH₃NH₃PbI₃单晶材料生长制备方法和应用, 并对其发展趋势进行了展望。     

CNT-WO3元件的氨敏性能研究

以碳纳米管（CNT）为掺杂剂制成CNT—WO3旁热式气敏元件．采用混酸氧化法对碳纳米管进行纯化，化学沉淀法制备了纳米WO3微粉，并用TEM、FT—IR、TG—DSC、XRD等方法进行了表征．测试了元件在室温条件下对NH3的气敏性能．结果表明，碳纳米管掺杂元件在室温下对NH3的灵敏度远远高于纯WO3元件，其中0．8wt％的掺杂元件对NH3具有最高的灵敏度．另外，掺杂元件还具有检测浓度低、检测范围宽、选择性好等优点，是一种较为理想的氨敏元件．     

花球状YBO3:Eu3+的水热合成与表征

采用水热法制备了均匀分散、具有花球形貌的YBO3:Eu3+. 利用X射线衍射仪、X射线能量仪、高分辨透射电镜、扫描电镜等手段对其结构、形貌进行了研究,发现其为六方球霰石晶相,仅含有Y、O、B、Eu元素,微球直径约1～2μm,组装成花球的薄片厚度约100nm. 提出了其形成机理:在水热过程中生成的YBO3晶核在六亚甲基四胺(HMT)的调节下各向异性生长为二维薄片,并最终组装成为花球状结构. 研究发现得到的YBO3:Eu3+在612nm表现出显著的红光发射,并且由于Eu3+附近晶体场对称性降低,样品表现出较高的红光/橙光(R/O)比率.     

Pb（Ni1／3Nb2／3）O3—PbZrO3—PbTiO3三元系固溶体的压电性能

对Pb(Ni1/3Nb2/3O3-PbZrO3-PbTiO3,即xPb(Ni1/3Nb2/3)O3-(1-x)Pb(ZrδTi1-δ)O3(0.2≤x≤0.6,0.2≤δ≤0.5)三元系固溶体的压电性能进行了研究,结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界(MPB)附近,压电常数d31值可达260×10-12C/N.讨论了结构相变对压电性能的影响.