铌酸钾纳米棒的制备与表征

以柠檬酸(CA)为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇(EG)为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备铌酸钾(KNbO3)粉体。研究了CA和EG的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)和热失重分析(TG-DTA)研究了KNbO3晶相的形成过程,用透射电子显微镜(TEM)对所制得粉体的表面形貌进行了分析。结果表明,当前驱体溶胶的pH值为7.5,n(CA)∶n(金属离子)=3∶1,n(CA)∶n(EG)=1∶2时,可获得稳定性好的溶胶。凝胶前驱体在加热过程中先反应生成K3Nb7O19和K4Nb6O17,然后二者反应生成KNbO3。凝胶前驱体以不同的升温速率加热至700℃,对所得粉体的形貌影响较大,升温速率快,有利于粒状产物的形成;升温速率慢,易形成棒状产物。同时讨论了不同的升温烧结机制影响KNbO3形貌的原因。     

工艺参数对TiO2-Ag烧结体导电性的影响

用sol-gel法粉体技术制备TiO2粉,在TiO2粉体上用化学镀的方法制备了Ag为包覆层的复合导电粉体.测试TiO2-Ag复合导电粉体的体积电阻率,讨论了含银量、压力、煅烧温度对其体积电阻率的影响.试验结果表明,制备的粉体导电性能良好,且粉体烧结温度低.     

pH值对共沉淀法制备ZnNb_2O_6粉体性能的影响

以Zn(NO3)2溶液和Nb2O5凝胶为原料,氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法成功合成ZnNb2O6微波介质陶瓷粉体。利用差热分析(DTA)研究了共沉淀前驱体的分解过程,利用XRD跟踪粉体的相演变,TEM对粉体的形貌进行观察,研究了反应pH、煅烧温度对ZnNb2O6粉体物相、粒度的影响。研究发现,煅烧温度在800℃时可合成物相单一的ZnNb2O6,随着溶液pH值的增大,合成的ZnNb2O6粉体晶粒尺寸明显减小。在pH=10,800℃时可合成棒状的,平均粒径尺寸约为100nm的ZnNb2O6粉体。     

电子浆料用纳米Ag粉的制备及表面处理

以有机酸为分散剂,三乙醇胺为还原剂,采用高温化学还原法制备纳米Ag粉,并对粉体进行表面处理。研究了Ag2O粉比表面积、还原剂添加量、反应温度、表面处理及干燥温度等对Ag粉性能的影响。在醇类溶剂中于(88±2)℃还原比表面积大于3.000m2/g的Ag2O粉,制备了黑色纳米Ag粉,其粒径为50～150nm,比表面积大于8.000m2/g,振实密度高于2.5g/cm3。用液体树脂对Ag粉进行表面处理拓宽了粉体干燥温度,能有效阻止团聚和自烧结的发生,提高粉体分散性。     

透明导电氧化膜的功函数对 μc-Si:H(n)/c-Si(p)异质结太阳能电池性能影响的数值模拟

用AFORS-HET软件分析了透明导电氧化膜(Transparent Conductive Oxide,TCO)的功函数对μc-Si∶H(n)/c-Si(p)异质结太阳能电池性能的影响.模拟结果表明,透明导电氧化膜的功函数会强烈影响太阳能电池的性能如Voc和FF.当透明导电氧化膜的功函数在TCO/μc-Si∶H(n)界面小于4.4 eV、μc-Si∶H(n)发射层的厚度为6 nm,透明导电氧化膜的功函数在μc-Si∶H(p+)/TCO界面大于5.2 eV且透明导电氧化膜为ZnO时,模拟的具有纹理结构的TCO/μc-Si∶H(n)/a-Si∶H(i)/c-Si(p)/a-Si∶H(i)/μc-Si∶H (p+)/TCO太阳能电池的转换效率达到了23.78％(Voc:758.6 mV,Jsc:40.94mA/cm2,FF:76.58％).这表明μc-Si∶H(n)/c-Si(p)异质结太阳能电池的性能与透明导电氧化膜的功函数紧密相关,通过透明导电氧化膜的功函数可以提高太阳能电池的效率.     

双粒径组分YSZ陶瓷的烧结致密化研究

为了在低于1400℃的烧结温度下获得相对密度高于95%的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷,将粒径不同的YSZ粉体球磨混合成双粒径组分粉体,采用流延成型工艺制得生坯并分别在1 350,1 400,1 450℃下进行烧结。研究了双粒径粉体的组分对所制YSZ陶瓷性能的影响。结果表明:粗细粉组成的双粒径粉体试样烧结密度较之单一原料粉体有所提高,微米级(中径1.46μm)粉体与造粒后的纳米级(中径90 nm)粉体进行级配(质量比7∶3)后在1 350℃烧结所制的YSZ陶瓷相对密度达到97%。     

氧化沉淀法制备纳米级Mn_3O_4粉体及影响因素

以硝酸锰、氢氧化钠、氨水为原料,采用水解氧化沉淀法制备了nm级Mn3O4粉体材料。通过正交试验优化反应条件得到尺寸分布均匀,团聚程度小,颗粒分散性强的nm级Mn3O4粉体。研究了制备过程中反应温度、pH值、搅拌速度、反应物浓度等因素对产物组成、晶体结构、晶粒尺寸、形貌及颗粒团聚程度的影响。采用激光粒度分析仪(LPSA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及化学滴定实验对反应产物进行了分析表征。实验结果表明,采用水解氧化沉淀法制粉时,可得到纯度较高的Mn3O4,当工艺参数pH值为10、温度40℃、搅拌速度3000r/min,反应物摩尔浓度c(Mn(NO3)2)∶c(NaOH)∶c(NH4OH)=2.4∶4.8∶0.96时,材料二次颗粒团聚程度最弱,分散性最好,一次纳米颗粒尺寸最小。     

Ce∶YIG粉体的制备及性能研究

本实验采用共沉淀法制备Ce∶YIG粉体。通过对反应体系的pH值的研究,确定了反应的最佳pH值范围为8～9,得到了颗粒分布均匀的粉体。经电子探针微区分析,粉体的组分与实验设计的配方相吻合。粉体在不同的温度条件下进行烧结实验,经XRD分析证实,YIG的成相温度在650℃附近。可以认为,用共沉淀法制备的Ce∶YIG粉体化学活性好,烧结温度低。     

前驱体溶液pH值对柠檬酸盐法合成Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3微粉的影响

采用柠檬酸盐法合成了钙钛矿相的Na0.5Bi0.5TiO3粉体,利用TG-DTA、XRD、SEM及激光粒度仪对Na0.5Bi0.5TiO3粉体进行了分析表征,讨论了前驱体溶液pH值对合成粉体的影响。结果表明,当前驱体溶液pH=8.5,柠檬酸与金属离子摩尔比r(C/Mn+)=1.25,水浴温度为80℃,煅烧温度为600℃时,所制备出的Na0.5Bi0.5TiO3晶体呈球形,其颗粒细小,粒径为100~200 nm。相同条件下,当pH=2.5时产物主要是富含Na、Ti、O的棒状物质。pH=6.5时所得粉体主要是Na0.5Bi0.5TiO3相,粉体颗粒呈球状,粒径为500~600 nm,其中存在少量的块状颗粒,粒径分布不均匀。pH=10.5时产物中含有较多Bi3Ti4O12杂相,粒径较大。     

高能球磨法制备纳米氧化锡粉体工艺研究

通过调整高能球磨工艺参数,于不同工艺条件下制备了氧化锡粉体,分别测试了对应粉体的比表面积,并利用扫描电镜观察粉体的微观形貌。结果显示:对于80 mL的球磨罐体,球料质量比为20∶1,填充率为40%,直径分别为8,6,4 mm的钢球质量比为1∶5∶3时,制得氧化锡粉体比表面积最大,为28.415 2 m2·g–1;且颗粒分布均匀,粒径为50~100 nm。     

超细银粉的制备及其导电性研究

用化学还原法在醇水体系中制备出平均颗粒粒径为 0.8~1.2 μm、分散性好的超细球银。讨论了表面活性剂、还原剂的种类、温度、硝酸银含量及 pH 值对球银颗粒粒径和分散性的影响。将所得超细球银在水体系中高效率球磨得分散性好的光亮片状银粉,平均粒径<6 ìm,比表面积 0.7~1.3 m2/g。讨论了吸附在银粉表面的有机物的种类和比表面积对片银导电性能的影响,结果表明:比表面积越大,导电性越好。     

InAs/InP量子点激光器制备工艺研究

报道了通过化学湿刻蚀制备窄脊条InAs/InP量子点激光器的方法。激光器脊条主要是由半导体材料InGaAs和InP构成,通过选择合适配比的H2SO4∶H2O2∶H2O和H3PO4∶HCl腐蚀溶液和InP的腐蚀方向,在室温下选择性地腐蚀了InGaAs和InP,获得了窄脊条宽为6μm的量子点激光器。此激光器能够在室温连续波模式下工作,激射波长在光纤通信重要窗口1.55μm,单面最大输出功率超过12mW。     

8.1W全固态准连续红光Nd∶YAG激光器

报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=599°,=0°)对Nd∶YAG在13μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果。激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平凹直腔的腔体结构。对该激光器的基频(13μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究。在LD抽运功率453W时产生了最大输出功率81W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图。     

低温酸刻蚀对多晶硅表面织构化的影响

采用低温酸刻蚀,通过优化HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比及相关工艺参数,在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,并进行SEM表面形貌分析和反射谱的测试。结果表明,低温刻蚀比常温刻蚀在生产工艺中更有利于控制反应速度,从而得到效果较好的绒面结构。研究中发现,在不同HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比中,温度对反应速率的影响有较大差异,当HNO3含量相对较低时,低温刻蚀工艺有较好的效果。所得最佳绒面制备方案为:酸腐蚀溶液体系配比为VHF∶VHNO3∶VH2O=1∶4∶2,温度为3℃,反应速率控制为2.6μm/min。该方案已在25MW多晶硅太阳电池生产线上实施,不增加工艺难度和生产成本,适合于工业生产。     

V3+:YAG被动调Q 1.319 μm全固态激光器

V^3 ：YAG是一种新型的饱和吸收体，利用激光二极管(LD)抽运激光工作物质Nd：YAG，V^3 ：YAG被动调Q，成功地实现了1．319μm全同态激光器的脉冲运转。在1．6W的抽运功率条件下，使用小信号透过率为89％和96％的V^3 ：YAG时，分别获得平均输出功率93mw和192mw，最小脉冲宽度(FWHM)7．9ns和9．2ns，重复频率8．4kHz和27．8kHz，峰值功率大于1．4kW和750W，脉冲能量11μJ和6．9μJ的1．319pm脉冲激光输出，利用示波器的统计功能，测量了脉冲能量和重复频率的稳定度，结果表明4h稳定度均优于5％。     

LBO倍频1.8 W连续671 nm红光激光器

Nd：YVO4晶体中掺杂的Nd^3 除了1．064μm的受激辐射跃迁外，还可产生1．342μm波段的弱辐射，经腔内倍频，最终可输出671nm的红色激光。报道了一种光纤耦合半导体激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd：YVO4晶体，腔内采用Ⅰ类临界相位匹配LBO(LiB3O5)晶体倍频，实现波长为671nm的全固态红光激光器瓦级输出的理论分析和实验结果。采用短三镜折叠腔结构，通过对激光晶体热透镜焦距的估算，用计算机优化设计选取了合适的谐振腔参数，在芯径为400μm的光纤耦合808nm半导体激光二极管阵列抽运下，当注入功率为8W时，获得了波长为671nm的红光基模稳定输出．最高输出功率达1．8W，光-光转换效率达22．5％。     

23.6W高效率2 μm激光器

报道了一台高重复频率高效率2μm激光器.理论计算了1.064μm激光抽运Ⅱ类相位匹配KTP晶体的角度调谐曲线,得出KTP晶体按φ=0°,θ=54°切割可获得近简并波长的2μm激光输出.使用1.064μm Nd∶YAG模块作为抽运源,抽运内腔式双晶体走离补偿双谐振光参量振荡器(DROPO),在7 kHz声光调Q频率下,获得23.6 W的2.12μm激光输出,808 nm激光二极管(LD)出光获得2μm激光的斜率效率超过19%.     

KTP晶体环形腔外腔倍频Nd∶YAG激光光束特性的研究

为了解决精细聚焦问题,采用Nd∶YAG倍频技术以获得短波长激光器。在激光烧结技术、获取短波长激光的方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。从理论和实验两方面,研究了利用KTP晶体对Nd∶YAG激光进行环形腔外腔倍频的方法。这种倍频所利用的基频光最大平均功率为50W,采用声光调Q技术,频率约为1005Hz。当基频光平均功率约为35W的情况下,实验中光光转换效率约为314%。利用BEAMCODESYS光束质量分析系统对二次谐波与基波光束质量进行了比较,并比较研究了二次谐波与基波的聚焦特性。实验中测定的二次谐波TEM00模所占比例约为95%。利用短波长可以获取更小聚焦尺寸,可以在激光粉末成型中得到更微小的成型尺寸,展示了二次谐波在微成型方面应用的初步成果。     

2μmTm,Ho∶YLF激光抽运ZnGeP_2光参量振荡技术研究

ZnGeP2晶体具有宽的透明范围(0.7～12μm),较大的非线性系数(d36=75pm/V),最高损伤阈值能量密 度为10J/cm2,较高的热导率(0.18W/(m·K)),因而非常适合作为高功率中红外光参量振荡器(OPO)晶体。理 论上分析了ZnGeP2光参量振荡器相位匹配特性,实现3～5μm连续调谐范围输出的Ⅰ类相位匹配角在52.5～ 55.2°之间。实验上,以15W光纤耦合激光二极管(LD)抽运的2.05μm高重复频率声光调QTm,Ho∶YLF激光 器作为抽运源,其最大平均功率4W,脉冲宽度小于40ns,脉冲重复频率100Hz～10kHz可调。为降低准三能级 系统激光器阈值,提高激光脉冲能量抽取效率,Tm,Ho∶YLF晶体采用液氮制冷方式,工作在77K温度条件下。 非线性频率转换晶体ZnGeP2长15mm,55.7°切割,光参量振荡器谐振腔为平平腔,腔长约20mm。在3.6W的抽 运功率下,脉冲重复频率10kHz,实现了4.1μm附近中红外激光输出,参量光脉冲宽度为20ns,平均输出功率为 0.7W,光 光转换效率为20%,抽运光阈值功率为0.65W。     

双调Q复合腔Nd∶YAG-Cr4+∶YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q ,双波长输出的Nd∶YAG Cr4+∶YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中 ,Cr4+∶YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd∶YAG发射的 1 0 6 μm激光被动调Q ,又作为增益介质在 1 0 6 μm激光脉冲作用下发射中心波长 1 4 4 μm的激光脉冲。该激光器实现了 1 0 6 μm激光被动调Q和 1 4 4 μm激光增益调Q的双波长激光振荡 ,输出的 1 0 6 μm和 1 4 4 μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为 18mJ,5 2ns和0 2 5mJ,19ns ;后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上 ,根据Cr4+∶YAG的能级结构和复合腔特点 ,分析了双调Q的工作机理 ;从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的 1 4 4 μm激光脉冲宽度和腔内 1 0 6 μm激光功率的关系。 1 4 4 μm激光脉冲时间宽度的理论计算值 ( 2 1 7ns)与实验结果 ( 19ns)基本相符。