基板表面粗糙度对电阻薄膜微观形貌及电学性能的影响

不同表面粗糙度的基板显著影响其溅射膜层的微观形貌、电阻以及残余应力,同时其本身的制备成本也相差甚远。选择表面粗糙度适合的基板,能够在保证产品性能良好、可靠性高的同时,兼顾生产成本的有效调控。基于实际生产考量,通过磁控溅射工艺制备两种Ti、TaN功能薄膜,系统性评估了表面粗糙度大范围梯度（R_a=20—1000 nm）变化的氧化铝基板对溅射膜层的影响,包括镀膜前后表面粗糙度、室温电阻率以及电阻温度系数（TCR）。结果表明：当基板表面粗糙度R_a<350 nm,镀膜后R_a无显著变化;当R_a>350 nm,随着基板R_a增加其镀膜后R_a显著降低;不同于R_a,镀膜后功能薄膜层R_z明显低于基板值;Ti、TaN薄膜电阻率,随基板R_a的增加而增大;TaN功能薄膜TCR随基板R_a值的增加先增大后减小,负偏明显并保持在-500×10^-6—-550×10^-6 ℃^-1 区间。     

激光粒度仪湿法测定不同形貌超细镍粉平均粒度的研究

超细镍粉诸多物化性质随粉末形貌、粒径等参量的变化发生显著改变,因此针对超细镍粉的粒度的准确测定至关重要。确定激光粒度仪测定超细镍粉平均粒度的最佳测试条件,选用湿法测定方法,以多孔状、片状和球状超细镍粉对研究对象,研究了分散剂种类、超声时间、分散剂质量分数、遮光度及采样轮数等参数对超细镍粉平均粒径测定结果的影响。结果表明,在实验选用的6种分散剂FMES、L64、CAB、PECPM、CTAC和G-18中,添加FMES分散剂测得的超细镍粉D₅₀值最小,而添加G-18分散剂测得的超细镍粉D₅₀值最大,表明FMES分散剂改善了3种形貌的超细镍粉在水中的团聚,使粒度测量的准确性更高。当超声时间为8 min时,孔状超细镍粉测得的D₅₀=4.403 μm,片状超细镍粉测得的D₅₀=1.345 μm,球状超细镍粉测得的D₅₀=1.289 μm。随着超声时间持续延长,3种形貌的超细镍粉测得的D₅₀值逐渐趋于平稳,其中片状和球状形貌超细镍粉测得的D₅₀值与电镜测试结果较为相符,而孔状超细镍粉D₅₀值与电镜测试结果差别明显,表明激光粒度仪湿法测定不适用于孔状形貌的镍粉。采样轮数与粒度测试值具有强线性相关性,超声时间为8 min时,相邻两轮的测试结果更相近,从而确定了适宜的超声时间为8 min。综上所述,确定了片状和球状超细镍粉平均粒度的最佳测试条件为：超声时间8 min、分散剂FMES质量分数1.5%、遮光度10%—20%。在最佳测试条件下重复测试6次,片状和球状超细镍粉的平均粒度数据具有较高的准确性和重现性。     

Nb掺杂改性LiNiO2正极材料的制备及电化学性能研究

高镍层状氧化物LiNiO₂具有高理论比容量和相对低廉价格,被认为是下一代锂离子动力电池的正极材料之一。当LiNiO₂正极材料应用于锂离子电池时,其循环稳定性无法满足要求,需经改性后才能得以应用。采用固相法合成了Nb掺杂的层状LiNi_1-xNb_xO₂（x=0.005、0.01、0.015）正极材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱等测试手段,分析了Nb掺杂量（摩尔百分比）对其晶体结构、微观形貌及元素分布的影响,并通过恒电流间歇滴定和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,随着Nb元素掺杂量的提高,LiNi_1-xNb_xO₂材料的晶格晶面间距逐渐扩大,一次颗粒尺寸逐渐减小。在LiNiO₂材料中引入Nb⁵⁺离子,提高了LiNi_1-xNb_xO₂材料的锂离子扩散系数,并通过稳定晶体结构,抑制了Nb掺杂材料在充放电过程中的相变,有利于其电化学性能的提升。当Nb掺杂量为1%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料表现出较好的倍率性能,在10 C大电流密度下的放电比容量高达134.1 mAh?g^-1;随着Nb掺杂量的增加,LiNi_1-xNb_xO₂材料循环稳定性同步提升,当Nb掺杂量为1.5%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料经150次循环后的容量保持率为73.3%,远高于未掺杂LiNiO₂样品的36.2%。表明,Nb掺杂可改善LiNiO₂正极材料的晶体结构和电化学性能,为其在下一代锂离子动力电池的应用提供了理论依据。     

微量氮元素添加对Zr基非晶合金力学性能影响的研究

采用铜模吸铸法,成功地制备了直径3 mm的(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0)非晶合金棒材。利用氮氧分析仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、万能试验机、显微硬度计和扫描电镜等手段,系统地研究了氮含量对(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x非晶合金的力学性能的影响。同时,对氮元素添加时非晶合金体系的剪切带与断口形貌进行了分析讨论。结果表明：不同氮含量的(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x合金中,氮含量（原子百分数）分别为0.08%、0.49%、1.18%、1.48%、1.73%;在添加微量氮元素前后,块体合金(Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)_100-xN_x均呈现完全非晶结构;原始Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅非晶合金的显微硬度值为478.62 HV,添加氮元素后显微硬度随氮含量增加而递增,显微硬度最高为519.16 HV;添加氮元素前,Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金的抗压强度为1 738 MPa、塑性形变量为2.1%;当x=0.5时,抗压强度降至1 719 MPa、塑性形变量降至1.0%;当x≥1.0时,抗压强度持续下降且塑性较差。     

超长α-Ag3VO4纳米线类氧化酶活性及传感应用研究

合成稳定高效的纳米酶代替传统天然酶是目前酶催化领域的研究热点。采用适合大规模制备的溶液共沉淀法,在常温常压下合成了一种稳定的单斜相α-Ag₃VO₄纳米线,其长度约为40 μm、长径比可达80（40 μm/500 nm）。同时,研究了单斜相α-Ag₃VO₄纳米线类氧化酶活性。结果表明,该纳米线具有广普的类氧化酶活性,对3,3'',5,5''-四甲基联苯胺（TMB）、邻苯二胺（OPD）、2′-联氨-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）三种底物均表现出了良好的催化活性。另外,系统研究了pH、反应时间及催化剂和底物浓度对单斜相α-Ag₃VO₄纳米线催化活性的影响。结果表明,高酸度有利于体系双电子转移过程的进行,钒酸银纳米线的类氧化酶活性与催化剂和底物浓度正相关。利用经典的酶促反应动力学方程,得到了α-Ag₃VO₄纳米线催化TMB氧化的动力学参数和基本规律。研究发现,其米氏常数（K_m）为0.69 mmol·L^-1,最大初始反应速率（V_max）为1.8×10^-7 mol·L^-1·s^-1,纳米线可以有效吸附并活化溶液中的分子氧,真实氧化剂为超氧自由基和单线态氧。在抑制酶促反应模式下,探索了α-Ag₃VO₄+TMB体系作为传感平台定量检测生物小分子的能力,结果发现该系统对抗坏血酸具有良好的响应,检测限为6.9 μmol·L^-1。基于钒酸银纳米线的类氧化酶活性,建立一种快速、简便、灵敏地检测抗坏血酸的比色法。     

冰刀热物性参数对固液界面结构影响*

为了探明冰刀热物性参数对固液界面结构的影响,建立了冰刀－冰面滑动摩擦热－结构耦合模型,对摩擦过程进行数值模拟。结果表明,在一定范围内减小冰刀导热系数、比热容都有利于冰面水膜的形成,过度降低热物性参数,对冰面水膜的形成不利,最优冰刀材料导热系数为0.53 W.m_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为51.1 ℃,冰面水膜长度为181.58 mm,水膜厚度为1.09 mm;最优冰刀比热容为25.0 J.kg_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为45.6 ℃,冰面水膜长度为170.43 mm,水膜厚度为0.65 mm。     

K3Fe(CN)6增强钴镍基硒化物的电化学性能研究

作为一种新型的电化学储能器件,超级电容器具有高功率密度,长循环寿命等优点。然而,超级电容器普遍具有能量密度低的缺陷,限制了其在高能量密度领域的应用。寻找具有高比电容的赝电容电极材料是目前研究重点。此外,在常规电解液中添加氧化还原添加剂,亦被认为是一种有效提升超级电容器电化学性能的手段。采用共沉淀法制备了作为超级电容器电极材料的多孔钴镍基过渡金属硒化物（NCSe）立方体,同时在碱性电解液中添加了具有氧化还原活性的K₃Fe(CN)₆的添加剂。研究结果表明,在电解液中加入K₃Fe(CN)₆,可使超级电容器的电化学特性得到提升。在2 A?g^-1电流密度下,在1 mol?L^-1的KOH电解液中,NCSe比电容仅仅为48.1 F?g^-1;而当电解液中添加0.02 mol?L^-1的K₃Fe(CN)₆后,在同样的电流密度下,NCSe比电容高达1 070.1 F?g^-1。因此,在碱性电解液中加入一定量的具有氧化还原作用的K₃Fe(CN)₆添加剂,可以有效提升超级电容器的电化学性能。     

退火温度对碳基全无机钙钛矿太阳能电池性能的影响

碳基全无机钙钛矿太阳能电池(carbon-based all-inorganic perovskite solar cells, C-PSCs)由于成本低、热稳定性好等优点逐渐引起人们的广泛关注,然而其效率要远低于传统的钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)。通过调控CsPbI₂Br薄膜的退火温度,改善薄膜质量。利用SEM、XRD表征分析了钙钛矿薄膜微观形貌以及物相结构,发现升高退火温度可有效提高CsPbI₂Br薄膜的结晶性从而减少其表面的孔洞。升高钙钛矿薄膜的退火温度,器件的光伏性能有显著提高,短路电流密度(J_sc)从8.84 mA·cm^-2提高至12.14 mA·cm^-2,开路电压(V_oc)从0.93 V提高至1.06 V,最终能量转换效率(PCE)从2.75%提高至7.63%。研究结果表明,优化钙钛矿太阳能电池的制备工艺可以有效提高其光伏性能。     

Mo掺杂La0.8Sr0.2Co1-xMoxO3-δ的电催化析氧、析氢性能研究

电解水制氢是一种清洁、高效和安全的技术,极具发展潜力的制氢手段。电解水制氢过程中,阳极析氧（OER）和阴极析氢（HER）动力学缓慢,需要较高的过电位突破能量壁垒,导致耗能较高。高效OER和HER催化剂的使用是提高电解水效率的关键,开发高活性、高稳定性和低成本的OER和HER双功能电催化剂,可极大促进电解水制氢的产 业化发展。钙钛矿氧化物（结构式ABO₃）电催化剂具有储量丰富、结构与成分易调控等优点,在电催化水分解制氢催化剂的研究中广受关注。钙钛矿氧化物的B位离子掺杂是增强其电催化活性的常见策略,合理选择B位掺杂元素的种 类和含量,不仅可调控钙钛矿氧化物的晶体结构、获得更高的催化活性,还可赋予其双功能催化性能。以La_0.8Sr_0.2CoO_3-δ钙钛矿氧化物为原料,通过高价Mo离子掺杂,采用固相合成法制备了La_0.8Sr_0.2Co_1-xMo_xO_3-δ（LSCM,x=0、0.05、0.1、0.2）系列钙钛矿材料,研究了Mo掺杂量（质量分数）对钙钛矿材料电催化析氧和析氢性能的影响。结果表明,掺杂少量Mo元素,不会改变LSCM的物相和微观形貌,但可有效提升OER和HER的催化活性,其主要原因是Mo掺杂改变了Co的价态、氧空位和晶体结构对称性。适量Mo元素掺杂对LSC钙钛矿氧化物的析氢和析氧性能均有提高,但随着Mo掺杂量增多,LSCM的OER和HER催化活性均开始下降。当Mo质量分数为5%时,La_0.8Sr_0.2Co_0.95Mo_0.05O_3-δ（LSCM-5）具有最优异的OER和HER催化活性,在10 mA?cm^-2电流密度下,OER和HER过电位分别为457和320 mV,Tafel斜率分别为89和32 mV?dec^-1。本研究证明,B位Mo掺杂,对开发低成本、高性能的析氢和析氧双功能钙钛矿氧化物电催化剂具有一定实用价值。     

W/Ti含量对钢铁基复合材料微观组织和相变的影响规律

以Fe、Ti、W和石墨粉为原料,采用真空烧结技术制备铁基复合材料。通过改变粉末中的W/Ti原子比,探究其对复合材料组织和相变的影响规律。结果表明：球磨后的粉末活性有所增加,并出现Ti_xW_1-x不稳定过渡相;材料的相变反应温度会随着粉末中W含量增加而升高,DSC曲线尖锐的放热峰会逐渐变宽、变缓,剧烈的反应得到控制;粉末经烧结后会生成TiC、WC和Ti₄WC₅等增强相,当粉末的W/Ti比从2∶8增加至4∶6时,反应产物中3种增强相的占比从84.09%增加至93.07%,生成物中WC的占比从32.45%迅速增加到78.5%。此外,由于复合材料组织中多种物相的存在,彼此间的取向差异会引起组织中出现微应变。随着粉末中W/Ti比的增加,复合材料组织中的微应变逐渐增大;与粉末W/Ti比为2∶8制得的复合材料相比,粉末的W/Ti比为4∶6时制备的复合材料组织中的微应变提高了2.84倍。因此,通过调节W/Ti含量可实现对钢铁基复合材料微观组织和增强相的优化。     

喷嘴结构对流动特性影响的试验研究

为了提高喷嘴的雾化效果,对3种螺旋喷嘴进行了实验,建立了由泥浆泵、管路、流量计、阀门、压力表组成的试验装置,研究了喷嘴的结构尺寸对流动特性的影响。实验结果表明,当喷嘴出口结构相同时,通过减小喷嘴出口过流面积,可以降低喷嘴流量。     

数字微流控系统动态模型研究

数字微流控芯片不仅具有传统微流控芯片的试剂消耗量小、分析速度快、体积小、便于集成化优点,更具有可配置、可并行处理及易实现自动化的优势,其中介电润湿是数字微流控最重要和最有前景的驱动方式。首先介绍了数字微流控芯片的工作原理,分析了液滴的受力情况,然后为系统建立动态模型,在实验基础上确定了系统的阻力系数,并将仿真结果与实验数据相比较,结果表明动态模型可以比较准确的预测系统的运动情况。     

成槽作业中泥浆的护壁作用分析

根据土层的物理力学性质、地下水位分析护壁泥浆对地下连续墙槽壁稳定性的影响,导出槽壁稳定性数学模型公式,并提出相应的护壁措施,防止槽壁的坍塌.     

土钉墙在基坑边坡支护中的应用

土钉墙支护是通过土钉加固技术使土钉、面层、土体三者成为一个复合挡土结构。该文详细介绍了土钉墙支护的施工方法、工艺流程、质量标准以及良好的发展前景,为土钉墙支护的推广和应用积累了更多的经验。     

艾萨炼铜工艺锍滴粒径对电炉贫化的影响

为了探究艾萨炼铜工艺锍滴粒径对电炉贫化的影响,针对艾萨电炉渣进行扫描电镜（SEM）、高温粘度仪、X射线衍射（XRD）、比重分析等方法得出电炉渣中铜的存在形式为铜铁硫化相和冰铜相,硫化相平均粒径为5.26μm,1200℃时粘度为0.1004Pa.s,硫化相及炉渣比重分别为4738.4kg/m3、3705.9 kg/m3,以此运用斯托克斯沉降公式计算出当锍滴直径为5.26μm在1180℃、1190℃、1200℃下,锍滴从熔渣中分离的行程为914mm的沉降速度为1.87 mm/h、1.99 mm/h、2.23mm/h,其温度与沉降时间的线性回归方程式为：Y=0.0184X-19.882,拟合度R2=0.96802,研究结果表明在生产实践中需要锍滴粒径至少75μm才能进行有效沉淀。     

东荣二矿副井井壁治理方案选择

介绍了东荣二矿副井井简的地质及水文地质慨况,和井筒破坏情况,针对性地进行了机理分析,并对治理方案进行了对比分析,确定了治理方案。     

台阶式加筋土挡墙土压力计算研究

土压力计算是加筋土挡墙设计的基础.阐述了实际设计中常用的简化计算方法和传统弹性力学计算方法,但是根据以上两种方法得到的计算值与实测值相差甚大,因此在实际设计中很难得到广泛推广.借鉴了上面两种方法的不足之处,提出了一种计算台阶式加筋土挡墙土压力的新方法,用该方法得到的计算值与实测值吻合的较好.     

杨庄煤矿水闸墙设计与施工

在分析杨庄煤矿Ⅱ65采区矿井涌水及相关水力联系的基础上,参考巷道水闸墙相关的设计规范,成功砌筑四道防水闸墙。堵水率达100%,取得了理想的堵水效果。为矿井安全生产打下了良好的基础。     

CSF-40型薄壁防渗墙造墙机的开发应用

CSF-40型薄壁防渗墙造墙机是在CSF-30型基础上重大升级改进推出的。主要介绍了其改进重点、关键部分及其特点、整机的技术性能指标、实际应用效果和推广应用建议等。     

铜渣中金属液滴电毛细迁移现象的显微观察

铜冶炼炉渣是重要的二次金属资源,对其进行回收利用具有重要意义。对铜冶炼熔渣中金属液滴的电毛细迁移现象进行了渣相的显微观察,研究结果表明:在无电场作用时,金属铜滴在熔渣中的聚集和迁移现象不明显,铜滴杂乱地分布于熔渣的各个区域。在有外加电场作用时,金属铜滴在熔渣中的聚集和迁移程度明显加快,在阴极区的铜液滴数量和尺寸大于阳极区,并集中分布于阴极区某一区域。随着保温时间的增加熔渣中铜滴半径也随之增大,最后形成较为规则的圆形液滴。