碳纤维水泥石传感器制作技术及其研究现状

碳纤维水泥石传感器具有造价低、耐久性好、埋设工艺简单、与混凝土材料相溶性好等特点,有望成为混凝土结构长期健康监测的新一代传感装置.本文评述了原材料的选择与处理、搅拌工艺、电极制作、电阻率测试方法等几个制作碳纤维水泥石传感器的关键技术的研究状况,并在此基础上,进一步探讨了碳纤维水泥石传感器所急需解决的几个关键技术问题.     

二维纳米材料在柔性压阻传感器中的应用研究进展

随着柔性压力传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤等领域的快速发展,研究制备高灵敏度、低检测限、宽感应范围的高性能柔性压阻传感器成为一种必然趋势.为了获得高性能的柔性压阻传感器,需要在导电敏感材料的选择和传感器微纳结构的设计上进行一系列的创新.二维纳米材料凭借其独特的结构和优异的性能,成为柔性压阻传感器导电敏感材料的良好选择.本文综述了几种类型的二维纳米材料压阻传感器,介绍了二维纳米材料柔性传感器的微纳米结构的创新及发展,最后针对当前研究面临的问题提出了解决方法并对其今后的发展方向进行了展望.     

共平面低功耗CO气体传感器的设计及制作

设计了一种新型的共平面微结构气体传感器,利用MEMS技术制作了传感器样品.实验测得该传感器对于体积分数为50×10~(-6)CO气体的灵敏度为8.6(R0/R),功耗为82mW,响应时间约5s,恢复时间约22s,该传感器的灵敏度是同种敏感材料烧结型传感器(测体积分数50×10~(-6) CO气体)的2.5倍,而功耗却是同种敏感材料烧结型传感器的1/2,是一种具备了体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、便于与其它器件集成等特点,而且制作工艺简单,成本较低的微结构CO气体传感器.     

磁性传感材料与器件研究进展

磁性材料是一种既古老又新颖的功能材料,磁性材料本身具有诸多特殊性质,正是基于此类特性,磁性材料可以完成外界物理量与磁信号之间的相互转换,由此制成各种类型的磁性传感器.随着传感器向着智能化、微型化、多功能化、高灵敏度、低功耗、高可靠性发展,新型磁性传感器种类也迅速增加,应用场景愈加广阔.然而,由于人类对磁信号的探测及处理远不如电学信号成熟,磁性传感器的应用仍有诸多问题尚未解决.材料的研究者们更关注新磁学现象,而能成功应用于传感器的磁性材料除了其特有的磁敏特性外,还应根据其具体应用场景提高它的其他物理性能,而传感器的研究者们在解决传感器微型化、高灵敏度等问题时并不会优先从材料角度考虑问题,导致某一类磁性材料从发现到其成熟应用于传感器所经历的周期过长,而很多已发现的磁性材料并未找到合适的应用场景.从材料角度而言,目前在传感器领域应用最多的是磁电阻材料,其广泛应用于位移传感器、角速度传感器、硬盘磁头、非接触电流测量等领域.其他研究较成熟的磁性材料如软磁材料、磁致伸缩材料、磁电复合材料、磁流体材料等在传感器领域也有一定的应用,如力学传感器、生物传感器、光学传感器等.为了使磁性传感器有广泛的应用,磁性材料及磁性传感器的研究者们应从应用角度出发,根据不同应用场景,提出更为全面具体的材料性能要求,以此为目标,对现有的磁性材料进行改性处理,或研发新型磁性材料,加快磁性材料及磁性传感器领域的发展.本文综述了多种磁性材料(包括磁电阻材料、高磁导率软磁材料、巨磁阻抗材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁电复合材料、磁流体材料等)在磁场探测、光学传感、力学传感、生物传感、电流传感等方面的应用以及研究进展,并从应用的角度出发,展望了未来磁性材料及磁性传感器的发展前景,以期为新型磁性传感器的制造及应用提供参考.     

半导体功能材料的发展动向

本文以几种半导体传感器为例简要叙述了半导体功能材料的发展动向。其中包括气体传感器材料、半导体磁敏功能材料、半导体光传感器材料和半导体压敏功能材料等的进展情况及发展趋势.     

仿生超疏水涂层材料研究新进展

介绍了有关固体表面润湿性模型和构建超疏水表面涂层常用的低表面能物质,结合粗糙表面的构建方法,阐述了有关超疏水表面涂层材料的最新研究进展,指出超疏水涂层材料研究中存在的问题,并对超疏水涂层材料在油品输送、生物传感器,微流控件和智能分离膜等领域的应用前景进行了展望.利用低表面能物质对粗糙结构表面进行修饰,将涂层表面粗糙化与低表面能物质修饰两种技术进行有机结合是构建超疏水表面涂层的有效途径.     

氢敏材料及氢气传感器的研究进展

对氢气进行快速、准确、原位测量,具有重要的学术意义和广阔的应用前景.氢气传感器发高品质氢敏材料的研制,氢敏材料的敏感响应性、重现性等决定着氢气传感器的工作性能.综述了近年来研究较多的半导体型、热电型、光学型、电化学型4类氢气传感器及相应氢敏材料的研究进展,并展望了氢敏材料及氢气传感器的发展方向.     

传感器用半导体材料的研究动向

本文简单介绍了半导体材料作为传感器功能材料进行研究的动向。从半导体材料的特点来看,它是目前传感器的主要功能材料之一。为了进一步发挥它的作用,在固体能带论的基础上,采用先进的实验方法,如分子束外延、MOCVD等方法制备超晶格半导体材料等新型传感器功能材料.金属材料和金属材料的相互结合.已导致了各种Ⅲ—V族化合物半导体材料(或绝缘材料),那么半导体材料和半导体材料(或绝缘体和绝缘体)的相互结合,也有可能成为金属材料或者高温超导材料。因此,当前研究半导体材料的研究动向是为了制备某种传感器.研究出具有相应功能的新型半导体材料.     

量子点光学传感器的研究进展

分别从荧光转换传感器、荧光共振能量传感器、磷光转换传感器和定位传感器等方面综述了量子点光学传感器的发生机理及其在测定金属离子、阴离子、小分子、共振能量转移体系以及磷光材料、固态材料方面的应用.最后介绍了量子点光学传感器存在的问题和发展趋势.     

差示扫描量热基线漂移补偿算法设计

差示扫描量热分析是测量材料热物性的重要方法,根据其测量原理,传感器上样品与参比端差式输出的基线漂移将严重降低测量精度和范围.在仪器实际制造过程中,由于加工工艺水平和材料纯度等因素的影响,基线漂移不可避免,因此必须对其进行补偿.我们利用FIR等波纹逼近的方法对基线信号进行低通滤波去除带外杂波,并基于热流传感器的数学模型提出了一种扣除热流传感器中样品端与参比端热阻和热容不平衡影响的基线漂移补偿算法.实验表明,该算法可将基线的漂移量由-99.03⁰.42μW降低到-1.320.42μW降低到-1.32¹.25μW,证明了算法的有效性.     

基于氢敏材料的WO_3溶胶稳定性的影响因素研究

采用钨粉和双氧水反应制备了WO3溶胶,考察了双氧水(H2O2)加入量、无水乙醇加入量、陈化温度和时间对溶胶稳定性的影响。研究表明,H2O2和乙醇的加入能增强WO3溶胶的稳定性,当H2O2与钨酸的物质的量比为1∶2、乙醇与WO3溶胶体积比为1∶2时,所制备的WO3溶胶在室温下可稳定存在3个月以上,溶胶成膜质量最佳。WO3溶胶陈化温度越高,溶胶的稳定时间越短。研究了WO3溶胶陈化时间与粘度的关系,并试验得出了最佳的成膜条件,即陈化时间越长,WO3溶胶粘度越大,当WO3溶液粘度为180～300mPa.s时成膜质量较好。     

WO 3·H 2O纳米线阵列的制备及其光催化活性

制备了具有有序孔洞多孔阳极氧化铝 (AAO) , 并以之为模板通过溶胶2凝胶法制备高度取向的WO 3·H 2O纳米线阵列 , 用 X射线衍射、XPS、 扫描电镜 (SEM) 和比表面积仪进行表征。结果表明 : WO 3·H 2O纳米线线径与 AAO模板的孔径一致 , 且分布均匀 , 线径为 26 nm , 线长为 1. 1μm; 与相同条件下用玻纤布作载体制备的 WO 3·H 2O膜相比 , 其平均晶粒小 , 低密度 , 高比表面积。将催化剂 WO 3·H 2O/ AAO与 WO 3·H 2O/玻纤布两者分别对气相甲醛进行光催化降解反应以评价它们的光催化活性 , 得出 WO 3·H 2O纳米线阵列光催化降解气相甲醛反应速率常数大约是 WO 3·H 2O/玻纤布的 3. 4 倍 , 说明以 AAO 为模板制备的 WO 3·H 2O纳米线阵列具有更高的光催化活性。     

WO 3·H 2O纳米线阵列的制备及其光催化活性

制备了具有有序孔洞多孔阳极氧化铝 (AAO) , 并以之为模板通过溶胶2凝胶法制备高度取向的WO 3·H 2O纳米线阵列 , 用 X射线衍射、XPS、 扫描电镜 (SEM) 和比表面积仪进行表征。结果表明 : WO 3·H 2O纳米线线径与 AAO模板的孔径一致 , 且分布均匀 , 线径为 26 nm , 线长为 1. 1μm; 与相同条件下用玻纤布作载体制备的 WO 3·H 2O膜相比 , 其平均晶粒小 , 低密度 , 高比表面积。将催化剂 WO 3·H 2O/ AAO与 WO 3·H 2O/玻纤布两者分别对气相甲醛进行光催化降解反应以评价它们的光催化活性 , 得出 WO 3·H 2O纳米线阵列光催化降解气相甲醛反应速率常数大约是 WO 3·H 2O/玻纤布的 3. 4 倍 , 说明以 AAO 为模板制备的 WO 3·H 2O纳米线阵列具有更高的光催化活性。      

Growth and characterization of stoichiometric tungsten oxide nanorods by thermal evaporation and subsequent annealing

Stoichiometric tungsten oxide (WO(3)) nanorods are synthesized on tungsten (W) substrates by a high-temperature, catalyst-free, physical deposition process and by subsequent annealing in oxygen atmosphere. Tungsten oxide nanorods are grown by thermal evaporation of WO(3) powder at elevated temperature in a tube furnace. XRD, TEM and XPS analysis shows that the as-grown nanorods are single crystalline and non-stoichiometric (WO(x)). Annealing of WO(x) nanorods at 700?°C under oxygen atmosphere has led to the formation of stoichiometric WO(3) as evidenced by XRD, XPS and Raman analysis.     

WO3电致变色薄膜的研究进展

过渡金属氧化物WO3因其优异的电致变色性能而受到广泛的应用。根据近几年来国内外文献,针对有关WO3薄膜的制备方法做了综述性的介绍,概述了双注入模型这种目前广为接受的WO3薄膜的变色机理,着重陈述了薄膜光调制幅度和非晶态对于WO3薄膜的电致变色性能的重大意义。文章同时列举WO3薄膜在实际生活中的一些应用,说明由于变色响应时间过长和工作稳定性不足导致其进一步应用受到较大限制的现状。最后探讨了WO3薄膜未来的研究方向,经过分析认为以WO、掺杂有机聚合物而制备出复合材料薄膜是WO3薄膜今后一段时间的主要发展方向。     

WO3薄膜制备及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射方法在室温下制备WO3薄膜。研究溅射功率对WO3薄膜结构及电致变色性能的影响规律,考察退火后WO3薄膜的结构演变及电致变色性能变化。结果表明溅射功率为270W时薄膜表现出较好的电致变色性能,其调制幅度达78.5%,着色时间为9s,褪色时间为3.2s。将该功率下制备的WO3薄膜进行退火处理,其结构由非晶态转变为晶态,但调制幅度、响应时间特性都发生一定程度的退化。非晶态WO3薄膜相比晶态结构具有更快的响应时间和更宽的调制幅度,但晶态薄膜具有更好的循环稳定性。     

Size- and shape-controlled conversion of tungstate-based inorganic-organic hybrid belts to WO3 nanoplates with high specific surface areas

Two-dimensional monoclinic WO(3) nanoplates with high specific surface areas are synthesized through a novel conversion process using tungstate-based inorganic-organic hybrid micro/nanobelts as precursors. The process developed involves a topochemical transformation of tungstate-based inorganic-organic hybrid belts into WO(3) nanoplates via an intermediate product of H(2)WO(4) nanoplates, utilizing the similarity of the W-O octahedral layers in both H(2)WO(4) and WO(3). The as-obtained WO(3) nanoplates show a single-crystalline nanostructure with the smallest side along the [001] direction. The WO(3) nanoplates are 200-500 nm x 200-500 nm x 10-30 nm in size, and their specific surface areas are up to 180 m(2) g(-1). Photocatalytic measurements of visible-light-driven oxidation of water for O(2) generation in the presence of Ag(+) ions indicate that the activity of the as-obtained WO(3) nanoplates is one order of magnitude higher than that of commercially available WO(3) powders.     

Self-assembled peanut-like Ln3+ (Ln = Tb, Sm, Eu) doped NaLa(WO4)2: phase control and its relevance to luminescence modification

Ln3+ (Ln = Tb, Sm, Eu) doped NaLa(WO4)2 peanuts were successfully self-assembled by a facile EDTA assisted hydrothermal treatment. EDTA played critical roles in the phase and morphology control, which regulated the phase transformation from monoclinic La2(WO4)3 flowers to tetrahedral NaLa(WO4)2 peanuts. La2(WO4)3:Tb3+ exhibited two broad excitation bands at 280 and 340 nm, which are related to the normal and perturb sites of WO4(2-). However, the excitation band for NaLa(WO4)2:Tb3+ shifted to near ultraviolet region and showed only one broad excitation band originating from perturb sites. Under ultraviolet excitation, La2(WO4)3:Tb3+ displayed green light and NaLa(WO4)2:Tb3+ showed blue-green light consisting of WO4(2-) self-activated blue emission and the characteristic Tb3+ emission. It can be clearly seen that the blue emission of WO4(2-) was not sufficiently quenched in NaLa(WO4)2 as that in La2(WO4)3, because the distortions of crystalline lattice for NaLa(WO4)2 may alter the energy migration processes. When doping with Sm3+ and Eu3+, NaLa(WO4)2 peanuts exhibited white color emission which may find practical applications in solid state lighting devices.     

WO3+掺杂对纳米TiO2薄膜可见光致亲水性的影响

用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉工艺在载波片上制备了均匀、透明的WO^3＋掺杂的纳米TiO2薄膜.用XRD、紫外-可见分光光度计分析了样品的晶相和光吸收性能,研究了WO^3＋的掺杂、掺杂量及热处理温度对薄膜可见光致亲水性的影响,并考察了薄膜在停止光照后,其亲水性能的变化.结果表明,与纯TiO2薄膜相比,掺WO^3＋的TiO2薄膜对可见光的吸收有所增强,并有一定的红移现象,且在可见光照射下,亲水性能都有提高,WO^3＋的最佳掺杂量为3%（物质的量比）;薄膜的最佳煅烧温度为773K;停止光照后,掺WO3＋的TiO2薄膜亲水性能持续的更久.     

氧化钨基半导体气体传感器的研究进展

近年来,氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器由于可用来检测低浓度二氧化氮、二氧化硫、臭氧和氨气等气体而受到广泛关注。将WO_3基材料分为4类:纯WO_3材料、氧化物-WO_3复合材料、贵金属-WO_3复合材料和有机物-WO_3复合材料,总结近年来中外文献中WO_3基材料对不同气体的响应性能,展现近年来国内外WO_3基半导体气体传感器的研究进展。最后根据已有的工作进展,提出合成新型纳米材料、降低工作温度、提高传感器选择性应成为WO_3基半导体气体传感器下一阶段的研究重点。