ZnO压敏变阻器及其在仪器仪表中的应用

本文论述了ZnO压敏变阻器的制法,优点,特性和工作原理；并详述了ZnO压敏变阻器在仪器仪表中的应用。ZnO压敏变阻器系由新型的半导体陶瓷ZnO制成的,其制法类似于普通的电子陶瓷元件。文中给出了工艺流程。ZnO压敏变阻器是以ZnO为主体的烧结型变阻器,它是利用烧结体晶粒晶界的新型电压非线性元件。文中论述的ZnO压敏变阻器的性能：其Ⅴ-Ⅰ特性对称,无极性；电压非线性极好,α为50-70；极限电压特性优良；电涌能量的耐量大,大功率压敏变阻器常用耐量约为3KA／cm2,击穿耐量约为10KA／cm2；能容易获得任意的度阻器电压；脉冲响应极快,在50ns以下；电压温度系数为负值,约为-0．03％／℃；高温放置,耐湿放置特性好；额定电压值时无漏电流,漏电流≤3μA；价格便宜等。ZnO压敏变阻器从用途来看可分为变阻器、电涌吸收器(又称浪涌吸收器,也叫过电压抑制器)和避雷器3种。本质上ZnO压敏变阻器的用途也与其它变阻器相同,大致可分为电压稳定化与异常电压吸收两大类。文中详细论述了用ZnO压敏变阻器作脉冲控制、稳压和电涌吸收的原理。ZnO压敏变粗器作为仪器仪表的敏感元件使用是很有发展前途的新型元件,今后可望有大的发展。文中论述了ZnO压敏变阻器在仪器仪表中的应用,主要有如下7个方面：1．用于仪器仪表中作交流、直流和脉冲电路等的稳压,稳压范围为100V-60KV；2． 用于继电器电路中吸收接点开闭所致的异常高压,消灭火花,并联于接点,其灭火花作用大大优于并联于线圈的情况；3． 各种测定器的保护。通常作为电子管、晶体管、仪表等的电路元件的保护而把ZnO压敏变阻器连接作为分流器使用；4, 用于电桥式电路；5． 整流器的保护；6．晶体管保护；7． 可控硅元件的过电压保护等。对于以上7个方面的应用,文中均画出了电路图。     

低温剥离法制备高性能石墨烯/ZnO复合材料

采用氧化石墨和七水合硫酸锌作为初始反应物, 在低温下(80℃)合成了氧化石墨/ZnO, 然后通过低温剥离法制备了高质量石墨烯/ZnO (GNS/ZnO)复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析仪(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对石墨烯/ZnO样品进行了表征. 结果表明: 氧化石墨还原彻底, 纳米ZnO成功地负载到了石墨烯上, 有效地减少了石墨烯片层间的团聚现象. 通过对ZnO和石墨烯/ZnO荧光性能测试, 结果表明: 石墨烯/ZnO发生了荧光淬灭现象, 在光电子领域拥有广阔的应用前景.     

纳米ZnO中Al的掺杂及其在水溶液中光催化性能的研究

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/Zno和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌.在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性.效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解.     

氧化锌压敏陶瓷中氧化锌晶粒极性生长现象的研究

发现了ZnO压敏陶瓷中的锥状或柱状“突起物”现象.通过能谱发现“突起物”的物质构成是ZnO,而且是ZnO晶粒生长形成的实体,并非气体在ZnO中形成的气泡.进一步论证了这种现象是ZnO极性生长造成的,并从内因和外因两个方面进行了分析.内因是ZnO的极性晶格结构和结晶形态,外因是ZnO压敏陶瓷中Bi₂O₃液相提供了极性生长得以显现的物化环境,并且通过单独添加Bi₂O₃的97mol%ZnO+3mol%Bi₂O₃配方和100mol%纯ZnO配方制备样品进行对比实验,验证了Bi₂O₃的作用.     

纳米ZnO在NR/SBR材料中的应用研究

研究了不同类型的ZnO在NR/SBR材料中的应用,并对其拉伸性能、硬度、耐磨性、热性能进行表征.结果表明:与添加5份普通ZnO的NR/SBR材料相比,添加3份的纳米ZnO的NR/SBR材料的拉伸强度、硬度、耐磨性和耐热性均提高,且纳米ZnO用量减半时其硫化特性与普通ZnO相当.     

CdS/ZnO复合颗粒的制备与电致发光性能

以sol-gel法制备了ZnO前驱体,并通过水热反应得到了CdS/ZnO复合颗粒.采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征其结构、组成及形貌,并对其电致发光(EL)特性进行表征.结果表明CdS纳米晶生长在ZnO基体上;EL谱表明没有煅烧的CdS/ZnO复合颗粒表现为CdS的激子发射,发光强度较纯CdS有了明显的提高;而煅烧后的CdS/ZnO复合颗粒则表现为ZnO的缺陷发射,发光谱的半高宽较纯ZnO有所减小.     

PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能

通过两步法合成PbS量子点(QDs)修饰ZnO纳米片复合膜. 首先利用电化学法在掺氟的SnO₂导电玻璃(FTO)上生长ZnO纳米片, 然后在ZnO纳米片上通过逐次化学浴法沉积PbS量子点形成PbS/ZnO复合膜. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)详细表征了样品的表面形貌和晶体结构, 并研究了PbS/ZnO复合膜作为量子点敏化太阳能电池光阳极的紫外-可见吸收谱、光电化学性能和表面光电压谱. 对比ZnO纳米片经PbS量子点修饰前后, 发现PbS量子点修饰后光阳极的光吸收和光伏响应均从紫外区拓宽到了可见光区, 同时光电化学性能有了显著提高, 短路电流密度从敏化前的0.1 mA/cm²增加到0.7 mA/cm², 效率由0.04%增加到0.57%. 与单一ZnO纳米片相比, PbS/ZnO复合膜的表面光伏响应强度明显增强, 说明PbS与ZnO之间形成了有利于光生电荷分离的异质结, 从而导致了PbS/ZnO复合膜光电性能的增加.     

ZnO纳米团簇与CdSe纳米棒复合膜的光电化学性能研究

用水热法合成了粒径均匀、分散良好的花状ZnO纳米团簇和CdSe纳米棒.讨论了ITO/ZnO/CdSe复合膜电极光电性能的影响因素,对比研究了ITO/ZnO纳米团簇及ITO/CdSe纳米棒膜电极的光电化学性能,实验表明:复合膜电极拓展了在长波方向的光吸收,提高了光电转换效率;当ZnO与CdSe复合摩尔比为1∶3时,ITO/ZnO/CdSe纳米复合膜电极在本实验中得到最高光电转换效率(IPCE)25.27%,远远高于单一ITO/ZnO花状纳米团簇膜电极和ITO/CdSe纳米棒膜电极.     

电化学沉积法制备ZnO及ZnO/酞菁锌杂化薄膜

采用电化学沉积法在ITO玻璃基体上成功地制备出各种形态且均匀的ZnO及ZnO/酞菁锌薄膜.利用SEM、XRD以及UV-Vis光谱仪等分析方法对不同工艺下制备的薄膜进行了研究,结果显示所制备的纯ZnO薄膜为具有特定晶形的多晶,晶粒尺寸约为0.5～2 μ m;而ZnO/酞菁锌杂化薄膜为非晶态,染料分子与ZnO分子间的相互作用既影响了ZnO的晶体生长又改变了染料的光谱特性,形成了ZnO/酞菁锌杂化薄膜.     

影响低密度聚乙烯/氧化锌复合材料场致电导因素的研究

氧化锌(ZnO)是一种电导率具有场强依赖性的半导体材料,由其经烧结而制备的非线性电阻器件在稳压、过压保护、防雷、灭孤、消噪、补偿、消磁等方面得到了广泛的应用.以低密度聚乙烯(LDPE)和氧化锌粉末共混复合体系为研究对象,实验研究了影响LDPE/ZnO复合材料场致电导的主要因素.研究结果表明,增加ZnO的掺量、升高温度和减小压力均能提高LDPE/ZnO复合材料的非线性程度;对于按不同生产工艺制备的ZnO,其晶粒生长行为的不同导致晶粒结构的差异,从而使得含有不同制备工艺的ZnO的LDPE/ZnO复合材料的电导特性存在较大差别.     

Refining of copper powder by a novel micro-abrasive milling method conducted in the air

The pure copper powder was milled by conventional high-energy ball milling (CM) and micro-abrasive milling (MAM) methods in the air or vacuum. The refining behavior of copper powder milled using these different methods has been studied, and the morphologies, microstructures, compositions, and properties of the milled powders have been thoroughly investigated. The results show that, as compared to CM, the MAMed copper powder had a better refinement behavior and contained a smaller number of agglomerates. After milling in the air for 30 h by MAM, whole copper powder was converted into Cu₂₊₁O. In addition, under the synergistic effects of micro-abrasion and exposure to oxygen, the Cu₂₊₁O powder was soft-agglomerated and had a specific surface area of 15.1031 m²/g and an average size of 375.4 nm. During the dispersion process, Cu₂₊₁O was partly converted into CuO and the microstructural evolution characteristics were disclosed. The dispersed powder had an average particle size of 179.5 nm. The refining mechanism of the copper powder prepared by the micro-abrasive milling method was also discussed.     

废旧印刷电路板剪切式粉碎的试验研究

为实现废旧电路板的资源化利用,采用剪切式粉碎与球磨粉碎方式对电路板进行细碎的研究。结果表明:根据电路板层间剪切强度比较小的特点,采用剪切式粉碎方法可以有效对其进行粉碎并解离,并随着粉碎粒度的减小,各组分大小越均匀,解离越完全;与剪切粉碎效果相比,球磨粉碎易使电路板材料变薄,成片状薄板状,但不易被粉碎,粉碎的细度与均匀性不如剪切粉碎。     

液体介质对高能球磨制备W-TiC纳米复合粉体的影响

采用高能球磨法制备了W-TiC纳米复合粉体,分别采用无水乙醇、四氯化碳和甲苯作为球磨液体介质,并改变液体介质比,研究其对复合粉体球磨过程的影响,并对球磨后粉体的晶粒尺寸、晶格畸变、颗粒形貌以及比表面积进行测定和分析讨论。结果表明,球磨过程中适量的液体介质可以有效地改善粉体团聚、结块以及黏壁现象,提高出粉率。粉体的比表面积随着液体介质比的增加先增大后减小,无水乙醇的液体介质比为2时,球磨后粉体的比表面最大(2.3m2/g),颗粒形状近似于球形,平均粒径100nm,每个颗粒为多晶结构;液体介质的种类对粉体比表面影响较小;添加液体介质对粉体的晶粒细化有利。     

高能球磨法制备磨球表面铝涂层的研究

利用高能机械球磨法在GCr15钢磨球表面获得了铝涂层,探讨了该涂层的组织与相结构,并且分析了其退火后的变化。     

Silicon nanoparticles synthesised through reactive high-energy ball milling: enhancement of optical properties from the removal of iron impurities

Alkyl-terminated silicon nanoparticles (SiNPs) were prepared through reactive high-energy ball milling with contamination of iron from the steel milling materials. Iron impurities in the form of iron nanoparticles cause a decrease of photoluminescence intensity and an increase of the UV absorption. The iron impurities were removed either by gel permeation chromatography separation or by treatment with an aqueous HCl solution. The photoluminescence properties of the SiNPs were enhanced after the removal of iron. Transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance were used to determine morphology, elemental composition and surface passivation of SiNPs.     

球磨制备轴承珠表面自润滑涂层及其摩擦性能

通过将MoS2粉末和轴承珠放入真空球磨罐中进行球磨的方法在轴承珠表面制备自润滑涂层。固定球磨转速为200r/min,研究不同球磨时间对轴承珠表面制备涂层的影响。采用配有能谱的扫描电子显微镜对球磨不同时间所制备涂层的形貌及元素分布进行观察。结果表明:随球磨时间的延长,涂层表面形貌变化不大,涂层厚度先增加后减小,Mo的分布先均匀后分散,球磨5h后涂层的厚度及元素的均匀性最佳。制备涂层的摩擦测试结果表明:球磨1h和5h所制备的涂层具有明显的润滑效果,而球磨10h的润滑效果不明显。球磨5h所制备的涂层具有最佳的润滑效果。     

The production of graphene nano layers by using milling—exfoliation hybrid process

Even though high quality graphene can be produced through chemical exfoliation of Graphite or Expanded graphite (EG), the amount of acquired products is limited. Graphite powders were subjected to a pre-milling process with prevailing shear stress in order to increase the amount of products. Therefore, separation of hexagonal layers through pre-separation process was targeted. The milled powders were firstly mixed in the saturated acid mixture containing H₂SO₄ and HNO₃, and then heated to 950°C. At the end of process, the distance between layers was expanded and the structure called as expanded graphite was obtained. Separation of layers and formation of graphene were provided by stirring expanded graphite within a chemical solvent for a while. The obtained samples were examined by using X-ray analysis, electron microscopy analysis, and Raman spectroscopy analysis. Despite the fact that there is a production method for graphene by chemical exfoliation, addition of the milling into steps of this process is an unusual step. Although a great amount of amorphous structures occurred in the structure at the end of milling process in this study, there were still graphitic structures preserving its hexagonality in the sample even if just a little. Most of amorphous carbon was removed from the structure as a result of applying further steps of process to milled graphite. A great part of graphitic structures apart from amorphous carbon structures were transformed into graphene. Even though amorphous carbon structures and defects were still found in the product, the obtained graphenes were relatively qualified and of high amount.     

含准晶相Al－Cu－Fe合金的球磨非晶化研究

应用球磨方法使含准晶相的Ａｌ６５Ｃｕ２０Ｆｅ１５合金转变为非晶相。利用Ｘ射线结构分析和扫描电镜研究了经不同时间球磨的合金粉末的相结构及形貌。结果表明，Ａｌ－Ｃｕ－Ｆｅ二十面体准晶相比合金中的少量晶体相更易于非晶化，且在非晶化过程中没有中间相生成。应用高温差热分析仪（ＤＴＡ）和Ｘ射线衍射技术（ＸＲＤ），分别研究了该非晶粉末的晶化特性。     

纳米Al2O3p/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米Al2O3p/Cu复合材料粉体,复合粉体经过压制、烧结和挤压后成为铜复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电导仪等测试方法,研究了球磨后的复合粉体和复合材料显微结构、电导率和硬度.实验证明,粉体经过2h以上球磨后,Al2O3相逐渐消失,复合粉体为纳米晶结构,晶粒直径66～87nm.随着Al2O3粉体含量增加,铜复合材料的电导率显著下降.烧结后挤压有利于复合材料导电性能的提高.当Al2O3粉体含量1wt%、球磨6h时,烧结后重新挤压的复合材料试样电导率IACS 76%、硬度HB 83.8.     

马铃薯淀粉的球磨破碎方式和微细化效果研究

采用机械球磨方法对马铃薯淀粉进行微粉碎 ,研究了球磨过程中淀粉颗粒的形貌、粒度分布及比表面积的变化特征 ,探讨了淀粉颗粒的破碎方式和粉碎模型 ,并考察了马铃薯淀粉微细化的效果