光化学沉积Ag纳米颗粒改性二氧化钛纳米管阵列的光催化及光电响应能力研究

利用电化学阳极氧化法制备出了高度致密,有序的二氧化钛纳米管阵列(TiNT).通过光化学沉积方法在二氧化钛纳米管表面沉积了Ag金属颗粒,并用SEM进行了表征,Ag颗粒的半径在100～500nm之间.通过对光化学沉积后的TiNT样品进行光电响应和光催化降解测试发现:紫外光照射下改性样品的光电响应能力和光催化降解能力都有不同程度的提高,但在可见光下仍不具备光电响应能力和催化降解能力.     

MEVVA离子源凸形引出电极的研制

介绍了金属蒸气真空弧(Metal vaporvacuumarc,MEVVA)离子源的凸形引出电极的研制.研究表明,凸形引出电极可以完成离子束的强制发散功能,从而在较短的引出距离和较小的引出电极面积的条件下得到大的束斑和均匀可应用的束流分布.通过对几种不同的电极结构的比较研究,得到了满足应用要求的凸形引出电极.     

100型MEVVA源注入机注入均匀性研究

提高金属蒸汽真空弧(Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA)离子源注入机的注入效率,大幅度降低注入成本是MEVVA源离子注入技术实用化的关键。为此开展了100型MEVVA源注入机大批量的工件注入均匀性的研究。本文介绍了100型MEVVA源注入机的靶室结构和靶盘分布,研究了0°定位自转、靶盘公转自转、45°定位自转的注入离子浓度分布。这三种方式的注入离子浓度分布都不能满足大批量均匀注入的需要。但45°定位自转的注入离子浓度分布的趋势与另两种相反,这意味着将45°定位自转与0°定位自转或靶盘公转自转相结合进行复合注入,可以得到均匀的注入效果。通过对几种注入方式的拟合计算来确定复合注入的注入比例。最后通过实验研究了靶盘不同运动状态的复合注入,得到了相当均匀的注入效果。     

Ta离子注入Ti6Al4V合金耐磨性研究

用5种Ta离子注入剂量(1.2×1016、3×1016、1.5×1017、3×1017、4.5×1017 ions/cm2)对Ti6Al4V合金进行离子注入表面改性.采用纳米硬度计测量Ta离子注入前后Ti6Al4V合金表面硬度随压入深度的变化,利用多功能摩擦磨损试验机研究Ta离子注入前后Ti6Al4V合金材料的耐磨性,利用X射线衍射技术研究Ta离子注入前后Ti6Al4V合金表面的物相分布.结果表明,除Ta离子注入剂量为3×1017 ions/cm2外,Ta离子注入Ti6Al4V合金硬度有一定的提高;Ta离子注入Ti6Al4V合金摩擦系数降低;除Ta离子注入剂量为3×1017 ions/cm2外,Ta离子注入Ti6Al4V合金的耐磨损性能得到了改善.摩擦系数降低和硬度提高、Ta离子注入的固溶强化、单质Ta新相的弥散强化改善了Ti6Al4V合金的耐磨损性能.     

Ti-6Al-4V基类金刚石生物梯度薄膜的研究进展

Ti-6Al-4V合金作为生物医用材料已广泛应用于临床,但仍存在一些问题:耐磨、耐腐蚀及生物相容性不理想.类金刚石(DLC)具有硬度高、耐磨、生物相容性好等特点.在Ti-6Al-14V基上制备类金刚石生物梯度薄膜不仅能解决这些问题,而且膜基结合力好.本文综述了Ti-6Al-4V基类金刚石生物梯度薄膜的梯度设计、制备工艺和性能研究进展,并对其应用和未来进行了展望.     

Zn离子注入增强TiO_2纳米管光电效应

用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO_2纳米管阵列,用MEVVA源离子束技术在其上进行金属Zn离子的掺杂注入。用电镜观察离子束轰击对TiO_2纳米管阵列结构的影响。研究了掺杂前后TiO_2纳米管阵列在紫外光和可见光区域的光电效应。用全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法讨论了TiO_2纳米管对可见光响应的机理。     

A Computerized System for the Measurement of Nanomaterial Field Emission and Ionization

We have developed a computerized system for measuring field electron emission (FE) and field ionization (FI),which has a three-electrode configuration with emitters biased up to 25 kV,and is programmed by the Labview software.The current-voltage curves of nano-tip tungsten and carbon nanotube (CNT) arrays were measured.The electron emission of CNTs proceeded with a turn-on field of 1.24V/μm and a threshold field of 1.85V/μm.Compared to the field emission,field ionization turned on at 3.5V/μm.Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) measurements showed degradation of the CNTs after FE/FI testing.The measurement of a W-tip revealed strong electron emission and instability behavior at a field strength higher than 7.0V/μm.     

MEVVA离子注入铁镍银对DSSCs光电性能的影响

利用MEVVA技术分别将金属Fe、Ni、Ag离子注入进DSSCs结构中作为电荷传输层的TiO_2膜,表征了各金属离子注入后TiO_2膜表面形貌及晶相结构,研究了DSSCs注入前后光电性能及电池内部界面的电荷传输变化。能带理论分析显示,金属离子注入后,TiO_2能带结构发生变化,并在其禁带中引入了杂质能级,不仅优化了TiO_2导带与染料LUMO能级匹配度,而且杂质能级为电荷的传输提供了额外传输"通道",从而降低了电荷传输过程中的复合率。DSSCs光电性能测试结果显示,与未注入的DSSCs相比,Fe、Ni、Ag离子注入DSSCs的光电转化率分别提高了13.6%、12.7%、34.2%。     

磁过滤阴极真空弧法制备纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合薄膜

采用磁过滤阴极弧法,以金属zr为阴极在真空室中通人C2H2和N2混合气体来制备纳米nc-ZrcN/a-c:H(N)复合薄膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜的能谱仪(SEM-EDS)、X射线电子能谱(XPS)和纳米力学探针研究了薄膜的成分、结构及其性能.实验结果表明薄膜是由ZrCN和无定形碳两种纳米结构组成;气体流速对复合膜的的成分和结构有显著影响:随着混合气体流速的增加,薄膜的锆原子百分比减小,而N和C的含量逐渐增大,薄膜的硬度逐渐减小,ZrCN峰强度逐渐降低.     

银离子注入与银/铜离子双注入ABS树脂抗菌性能研究

用金属蒸汽真空弧源(MEVVA)分别对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂进行银离子注入与银铜离子双注入,加速电压均为30 kV,注入剂量均为1×1016cm-2。通过抗菌实验表明,银离子注入样品与银铜离子双注入样品均表现出优良的抗菌性能,但银铜离子双注入样品的抗菌性能更加优异。对样品分别进行扫描电子显微镜、拉曼光谱与电子能谱表征,结果表明,离子注入后表面变粗糙,出现无序碳层并伴有富氧,银与铜以离子形式存在。