CuO纳米线的简单热氧化制备及其气敏特性

传统金属氧化物气敏材料因其灵敏度低、选择性差、工作温度高等缺点已很难满足高性能气敏元件的要求,而纳米气敏材料具有高的比表面积,可显著改善材料的气敏特性.文中采用简单的电热板在330~430 ℃、空气气氛下、一步法成功制备出了具有良好单斜晶体结构的CuO纳米线,平均直径为20~30 nm,长度可达1~5 μm;CuO纳米线气敏元件在100×10-6乙醇气氛中的最佳工作温度约为260 ℃,其灵敏度分别为1.36和1.64,恢复和响应时间均小于5 s.      

热氧化法制备α-Fe_2O_3纳米线的气敏特性及其机理

家用燃气事故、汽车尾气和工业废气等问题日趋严重,传统气敏材料已很难满足对气体监测越来越高的要求,纳米结构α-Fe2O3因其热稳定性好、选择性好,以及无毒、抗腐蚀性强、环境友好、价格低廉等已成为最重要的气敏材料之一.采用简单的热氧化法成功制备了α-Fe2O3纳米线.纳米线平均直径为20~50 nm,长度可达1~5μm;以制备的α-Fe2O3纳米线为探测材料的气敏元件在50×10-6乙醇气氛中的最佳工作温度为383°C,灵敏度可达2.4,响应和恢复时间分别为13 s和6 s.基于α-Fe2O3纳米线制备的气敏元件在乙醇中的气敏机理为表面电阻控制型.     

三种纳米结构三氧化钨的气敏性研究

试验以偏钨酸铵为钨源,采用水热法在相同的反应条件下,通过控制柠檬酸的加入量,合成了三种纳米结构的三氧化钨,并采用XRD、SEM和TEM对合成的WO_3粉末进行分析。纳米棒、纳米板、纳米板棒状混合结构的WO_3被制备成气敏元件,在丙酮、氨气和甲醛气体下分别对三种气敏元件进行了气敏性测试。试验结果表明:在三种气体浓度都为1 000×10~(-6)的条件下,三种纳米结构的三氧化钨的气体灵敏度都随温度的升高先增大后减小,在整个测试温度范围内,纳米板状三氧化钨气敏元件与其他两种气敏元件相比灵敏度最高,纳米板状三氧化钨气敏元件测试丙酮、氨气、甲醛气体的最佳工作温度分别为300℃、325℃和250℃,灵敏度的最大值分别为18.52、30.29和18.31;在丙酮气体浓度为50×10~(-6)和甲醛气体浓度为100×10~(-6)的条件下,三个气敏元件的灵敏度同样随着测试温度的升高呈现出先增大后减小的变化趋势,纳米板状三氧化钨的气体灵敏度明显高于其他两种纳米结构的三氧化钨的灵敏度。在最佳工作温度下,用纳米板状结构的WO_3可以检测出低浓度的丙酮气体与甲醛气体。     

热氧化法制备α-Fe2O3纳米线的气敏特性及其机理

家用燃气事故、汽车尾气和工业废气等问题日趋严重,传统气敏材料已很难满足对气体监测越来越高的要求,纳米结构α-Fe₂O₃因其热稳定性好、选择性好,以及无毒、抗腐蚀性强、环境友好、价格低廉等已成为最重要的气敏材料之一.采用简单的热氧化法成功制备了α-Fe₂O₃纳米线.纳米线平均直径为20~50 nm,长度可达1~5 μm;以制备的α-Fe₂O₃纳米线为探测材料的气敏元件在50×10-6乙醇气氛中的最佳工作温度为383 °C,灵敏度可达2.4,响应和恢复时间分别为13 s和6 s.基于α-Fe₂O₃纳米线制备的气敏元件在乙醇中的气敏机理为表面电阻控制型.      

Cd掺杂In_2O_3多孔纳米球的制备及其甲醛气敏性能

采用水热和煅烧工艺制备具有良好分散性的多孔纳米球形Cd掺杂In_2O_3颗粒,并对其甲醛气敏性能进行测试。结果表明:Cd掺杂量较低时得到的粉末为纯立方In_2O_3相,当Cd掺杂量高于4.1%(原子分数)时,除存在立方In_2O_3相外,还存在微量立方Cd O相。Cd掺杂可极大提高In_2O_3多孔纳米球的甲醛气敏性能并且降低其最佳工作温度,4.1%Cd-In_2O_3最佳工作温度为60℃,远低于纯In_2O_3的最佳工作温度120℃,能显著降低In_2O_3传感器的能耗。且4.1%Cd-In_2O_3在60℃下对50×10~(-6)甲醛的灵敏度高达1 074,远高于纯In_2O_3在120℃下的最高灵敏度57。4.1%Cd-In_2O_3在60℃对50×10~(-6)甲醛的响应和恢复时间分别为326 s和912 s;Cd掺杂In_2O_3还可明显提高其气敏选择性能。     

Sb掺杂金红石型TiO_2微球水热合成与气敏性能研究

采用水热法制备了不同Sb掺杂量的TiO_2微球,并用XRD和FE-SEM对样品进行表征。XRD结果表明,未掺杂和Sb掺杂样品均为纯金红石相;FE-SEM表明纯TiO_2微球和Sb掺杂TiO_2微球分别以纳米颗粒、纳米棒为组成单元。气敏测试结果表明,Sb掺杂使金红石TiO_2气敏元件的最佳工作温度由掺杂前的350℃降低至掺杂后的200℃,其中Sb掺杂量为7.5%的TiO_2气敏元件的灵敏度最高,在200℃下对100×10-6C2H5OH的灵敏度为11.82,响应时间为28 s,恢复时间为6 s,检测下限可达到10×10-6。     

硅改性M2高速钢的退火工艺优化

采用不同的退火温度和退火时间对M2-1.0Si硅改性M2高速钢进行退火处理,并通过显微组织、高温力学性能的测试与分析。研究发现:退火温度和退火时间均对硅改性M2高速钢的组织和力学性能产生重要影响,退火温度不宜过高、退火时间不宜过长,保持8 h退火时间不变,随退火温度从760℃增至880℃,M2-1.0Si硅改性M2高速钢的平均晶粒尺寸先基本不变后迅速增大,抗拉强度和断面收缩率均先增加后减小;保持850℃退火温度不变,随退火时间从4 h延长至12 h,硅改性M2高速钢的平均晶粒尺寸先缓慢增大后急剧增大,抗拉强度和断面收缩率均先基本不变后急剧减小。M2-1.0Si硅改性M2高速钢的退火温度优选为850℃、退火时间优选为8 h。     

钨酸铋和钨酸铁铋气体敏感材料的研究

合成了钨酸铋和钨酸铁铋气体感材料，用钨酸铁铋制成的烧结型气敏元件对乙醇等还原性气体有较高的灵敏度和选择性，对空气中的水蒸气不敏感，具有较高的稳定性。同时还有响应速度快、器件电阻低、能在较高温度下烧结成型等优点。用ＸＲＤ和ＳＥＭ技术研究了气敏材料的晶相组成和结构。气体检测机理是通过氧的空位施主作用而使电导发生改变。     

退火温度对冷轧无取向硅钢组织结构和磁性能的影响

研究了成分为0.003%C- 1.6%Si的0.5mm无取向冷轧板850～1000℃退火后的晶粒、织构、铁 损和磁感应强度。试验结果表明,随退火温度增高,晶粒的平均尺寸由850 ℃23μm 增加至1000℃115 pm, 铁损由850℃4.36 W/kg降低至1000℃3.35W/kg,磁感应强度在920℃退火达到最大值1.732 T。随退火温 度继续升高,磁感应强度逐渐降低至1000℃1.717 T     

In2O3气敏元件的研制及影响因素的研究

以氯化铟为前驱体, OP-10为形貌控制剂, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米In2O3粉体, 并以TG-DSC, XRD, TEM等多种手段对粉体进行了表征.以此粉体为气敏材料, 采用涂敷烧结的方法制成旁热式气敏传感元件, 研究了该元件对三甲胺(TMA)的检测性能, 重点讨论存在NH3干扰情况下的气敏性能.结果表明 350 ℃煅烧1 h制备的In2O3粉体, 晶粒尺寸＜20 nm, 呈立方晶型; 该粉体制成的气敏元件对TMA气体的检测灵敏度比起H2, C2H5OH等气体要高的多, 因此可用于选择性检测TMA; 此外, 该元件对NH3也有一定的响应, 进一步研究发现NH3存在对TMA检测的影响主要是NH3在In2O3材料表面的吸附所至.掺杂Pd2+可提高In2O3材料的检测灵敏度, 降低检测温度; Pd2+的掺杂量在质量分数0.2%～5% PdCl2-In2O3范围内变化对TMA检测灵敏度的影响不明显.