W掺杂对磁控溅射VO_2薄膜结构和光学性能的影响

为提高VO_2薄膜的性能尤其是降低其相变温度,文章采用射频磁控溅射法在VO_2薄膜中掺杂不同浓度的金属W。利用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、UV-3600分光光度计和相变测试系统对样品进行了表征。结果表明:掺杂W能够有效地降低VO_2薄膜相变温度,但同时也降低了光的透过率。     

TiO_2薄膜的XRD和XPS研究

运用 XRD和 XPS分析了反应电子束蒸发制备 Ti O2 薄膜热处理前后的晶体结构和各元素的化学状态。XRD结果表明 ,基片温度小于 30 0℃时 ,沉积态薄膜为非晶态 ;热处理后薄膜部分发展为具有 (0 0 4 )晶面择优趋向的锐态矿结构。 XPS分析表明 ,在工艺参数为真空度 2× 10 - 2 Pa,沉积速率 0 .2 nm/s,基片温度分别为 12 0℃ ,2 0 0℃和 30 0℃的条件下 ,热处理前薄膜中含有低价氧化钛 (Ti3+ ) ,其质量分数随基片温度的升高而降低 ,薄膜中O/Ti在 2 .1左右 ,热处理后低价氧化钛全部转变为具有良好化学计量的 Ti O2 ,薄膜中 O/Ti在 2 .2左右。热处理前后薄膜中均吸附有水分子。     

锶掺杂的钛酸钡陶瓷制备及介电性能

钛酸钡作为一种高介电材料,在相变温度120℃附近具有较大的介电常数,为了更好应用于电子陶瓷材料中,需添加锶、锆、硅等掺杂物降低其相变温度至室温附近。本文用固相反应法制备了多种比例锶掺杂的钛酸钡陶瓷(Ba1-xSrxTiO3)。在不同频率下对其介电性能与相变温度做了对比研究。研究结果表明:一定比例锶掺杂能提高钛酸钡陶瓷的有效介电常数,同时随着掺杂比例增加可使相变温度向低温方向移动。x=0.3的锶掺杂比例使钛酸钡的相变温度移至室温附近,介电常数高于6 000,满足了一般电容器的工作环境要求。     

热分解法制备复合掺杂VO2粉体的结构及动力学研究

以V2O5、钨酸铵、钼酸铵和草酸为原料,采用高温热解前躯体的方法制备了复合掺杂W6+和Mo6+的相变纳米VO2粉体。采用TG、DSC、DTG、XRD等手段对热分解产物的结构及热分解动力学进行了研究。结果表明:热分解过程中复合掺杂W6+和Mo6+的VO2纳米晶的生长是受溶质扩散和表面反应共同控制的过程,热分解时间为40 min时,热分解体系的表观活化能为51.56 kJ/mol;随着热分解温度的升高和热分解时间的延长,复合掺杂W6+和Mo6+的纳米VO2粉体晶粒尺寸逐渐增大,而晶格畸变度逐渐下降。     

水解法制备M-VO_2纳米粉体

以VOSO_4和NH_4HCO_3为原料,采用水解沉淀法制备M-VO_2纳米粉体;借助TGA-DTA,XRD,IR和TEM等方法对VO_2形成机理进行了分析.结果表明:在226℃之前,VOSO_4的水解产物脱去物理吸附水,失重率达13.19%(质量分数),在226～415℃,脱去—OH基团,形成无定形VO_2;在DTA曲线上,375.7℃附近的放热峰为无定形VO_2向B-VO_2转变时的析晶峰;继续提高热处理温度和延长热处理时间,B-VO_2逐渐转变为M-VO_2.VO_2前躯体在氩气保护下500℃热处理3 h,即得到高纯度M-VO_2纳米粉体,其颗粒直径为25～80 nm,且大部分为单晶,相变温度为68℃.     

湿热地区相变背心的调节性能与影响因素研究

为研究高温、高湿环境下相变背心的性能以及相变温度对相变背心性能的影响,本文建立了热、湿传递数学模型.通过和实验测试结果相比,普通衣服、相变背心皮肤表面温度的最大偏差都在1℃以内,验证了模型的精确性.分析得到高温高湿环境下,相变背心能降低人体热响应,改善热舒适,且高湿环境下,相变背心的调节效果比低湿环境好.在高温高湿的环境下:相变材料相变温度最佳的取值范围为28℃～30℃之间.     

稀土共掺杂TiO2薄膜的制备与光催化性能

利用溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米晶多孔薄膜。通过SEM、XRD、AFM和UV-Vis等测量手段对TiO2薄膜的相组成、表面形貌、膜厚和光吸收特性进行了表征和研究。实验结果表明:热处理温度为550℃时,TiO2薄膜为锐钛矿晶型;铈、镧共掺杂可以细化晶粒并且有效提高薄膜对可见光的吸收;膜层厚度为600n m时,光催化性能最佳。     

掺镧对玻璃表面TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶－凝胶法制备了玻璃表面上掺杂镧的ＴｉＯ２薄膜,利用高压液有色谱仪、可见紫外分光光度计和扫描电镜研究了不同镧掺杂量及不同热处理温度对玻璃表面ＴｉＯ２薄膜光催化降解油酸的影响,得出了具有较高油酸解放率时的最佳镧的掺杂量和合适的热处理温度制度。     

太阳能相变蓄能通风系统实验研究

针对太阳能通风的不稳定性和不可控性,提供一种利用太阳能作为热源,相变蓄热材料在日间进行蓄热,夜间利用储存热量热压通风的新型系统,使建筑物达到理想的通风效果.通过分别对相变温度为63℃、44℃的相变蓄热材料进行通风实验,得到不同相变温度下系统夜间通风量变化特性.结果表明,采用相变温度分别为63℃、44℃的相变蓄热材料棕榈...     

退火处理对P型ZnO薄膜光电性能影响的研究

ZnO薄膜为重要的第三代半导体材料,因其优异的光电性能在微电子行业及光电方面诸多领域备受关注,ZnO薄膜的P型掺杂是实现ZnO基光电器件的关键.本文利用射频磁控溅射法通过N-A1共掺技术,在普通玻璃衬底上成功生长出P型ZnO透明导电薄膜.探讨了不同退火气氛和不同退火温度对薄膜样品光电性能的影响,研究结果表明：当氮氧比为9∶1、溅射功率为140W、在400℃真空条件下退火时成功制备出性能优越的P型ZnO薄膜,其电阻率为152Ω.cm,薄膜可见光透射率达到90％以上.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.     

Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken mit spannungsrisskorrosionsgefährdetem Spannstahl

Die Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken, die in den 1960er und 1970er Jahren in Deutschland und Österreich gebaut wurden und für deren Herstellung vergütete Spannstähle Verwendung fanden, ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung mit starkem Praxisbezug. Im vorliegenden Beitrag werden nach einer theoretischen Erläuterung des Tragverhaltens die praxisrelevanten Fragestellungen wie das Vorgehen bei der Beurteilung sowie weiterführende Untersuchungen erörtert. Zudem werden aktuelle Entwicklungen in der Forschung zur Beurteilung von gefährdeten Spannbetonbrücken aufgezeigt und diskutiert. Assessment of Load Bearing Behaviour of Post‐Tensioned Concrete Bridges Equipped with Prestressing Steel Susceptible to Stress Corrosion Cracking Basics, Practical Application and Current Developments Due to extending lifetime of infrastructure in general and posttensioned concrete bridges in particular the importance of durability aspects increases. Especially older prestressed bridges built in the 1960s and 1970s in Germany and Austria are subject of these investigations. Some of these post‐tensioned concrete bridges consist of quenched and tempered prestressing wires with high susceptibility to stress corrosion cracking as we know nowadays. This article deals with recalculation, assessment and evaluating methods for post‐tensioned concrete bridges including further analytic for endangered bridges. The procedure is shown by an example of an existing multi girder bridge and furthermore, future prospects are given.