钛掺杂对低辐射银膜的团聚抑制作用

以金属Ag作为红外反射功能层的低辐射多层膜受热易产生团聚,严重损害导电性与低辐射性能。本文提出在金属Ag膜层中掺杂Ti元素,研究Ti掺杂对Ag基低辐射多层膜的团聚抑制作用以及对热处理后性能的影响。采用磁控溅射制备SiN_x/Ag/Si Nx与Si Nx/Ag-Ti(1.1 at%)/Si Nx多层膜,其中Ag(Ti)层厚度为20 nm,并进行真空与非真空热处理(大气环境)。通过对比有无Ti掺杂的Ag基多层膜热处理前后的背散射电子形貌、面电阻、辐射率与透光率,发现无论真空还是非真空热处理,Ti掺杂均显著提高Ag膜的热稳定性,抑制团聚的生成。热处理后的面电阻、辐射率与透光率均显著优于未掺杂Ag基多层膜。进一步,观察背散射电子形貌随热处理温度的变化,分析了无掺杂Ag膜团聚的形成过程,并推测了Ti掺杂对Ag膜团聚的抑制机理。     

合金系掺杂对FeCoCrMoCBY非晶合金热导率的影响北大核心CSCD

以Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2非晶合金为基体,通过掺杂Co_(65)Cr_(15)Zr_(10)W_(10)非晶合金成功获得了低热导率的Fe基大块非晶合金。利用四探针电阻率测试仪和激光闪射热导率测试仪分别测量合金的室温电阻率和25~150℃下的热导率。研究Co_(65)Cr_(15)Zr_(10)W_(10)非晶合金掺杂对电阻率和热导率的影响以及热导率随温度的变化关系。结果表明:在25~150℃范围内,Fe基大块非晶合金热导率随温度升高呈线性增加。Co_(65)Cr_(15)Zr_(10)W_(10)非晶合金的掺杂导致Fe基大块非晶合金的热导率和电阻率降低,当掺杂含量高于10 at%后,热导率趋于稳定。掺杂主要引起常温下声子热导率的变化,对电子热导率影响很小。提出了通过晶化温度Tx推算Fe基大块非晶合金常温下热导率的公式,声子热导率与Tx之间的关系符合Y=0.06756X-37.31568,总热导率与Tx之间的关系符合Y=0.06228X-30.58814。     

磁控溅射银膜的晶粒结构对载流摩擦行为的影响

用磁控溅射法制备银膜,在导电脂润滑条件下进行载流摩擦实验,采用SEM、XRD、EBSD研究银膜在载流摩擦实验前后的晶粒结构变化。结果表明,磁控溅射方法制备的银膜表面晶粒均匀致密,断面形貌显示膜基结合好。银膜在(111)晶面出现择优取向,银膜表层和中层的晶粒分布和生长方向有利于其力学性能的发挥,且保证了较稳定的导电能力。银膜晶粒尺寸较小,平均晶粒尺寸为0.673μm,起到细晶强化的作用,且晶粒图中有不连续分布的孪晶银出现。磨损形貌较为光滑,存在点蚀坑能够容纳导电润滑脂,提升材料的导电性能。     

石墨烯表面Lin(n<10)团聚体沉积行为的第一性原理计算EI北大核心CSCD

采用基于密度泛函的第一性原理,计算研究锂离子电池石墨烯负极表面Li原子或团聚体Li_(n)(n<10)的沉积行为,包括最低能量构型、吸附能、差分密度电荷和态密度等性质。结果表明:当n≤2时,Li原子以分散的形式,优先沉积在石墨烯碳六元环中心上方位置;随着Li原子数的增加,当n≥3时,Li原子优先聚集,以团聚体的形式沉积在石墨烯表面,在实际中有可能形成稳定的Li_(4)、Li_(7)和Li_(9)团聚体。这表明石墨烯的最大储锂容量可能超过石墨,但容易形成锂枝晶。电子结构分析表明,Li原子或Li_(n)团聚体的电子转移至临近石墨烯的反键π轨道,Li原子的2s轨道和C原子的2p轨道出现明显的杂化现象。随着Li原子数n的增多,体系的费米能级向石墨烯反键π轨道移动,金属性和电子导电性增强。Li_(n)团聚体底层的Li—Li键通常为离子键,最外层的Li—Li键通常为共价键;Li_(n)团聚体与石墨烯之间的Li—C键为具有部分共价键属性的离子键,并且Li—C键强度随着Li原子数量n的增多而逐渐减小。     

石墨团聚对铁素体球墨铸铁微区裂纹演变的影响北大核心CSCD

基于粘聚力模型和代表体积单元,采用原位显微观察和扩展有限元模拟,分析了石墨团聚对铁素体球墨铸铁单轴拉伸下的微区应力分布和裂纹演变机理的影响。结果表明,当石墨间距与直径的比值(l/d)高于1.8时,石墨与铁素体基体中裂纹萌生关联较小。随着团聚程度增大(l/d≤1.8),石墨与基体脱粘,裂纹易萌生在团聚石墨间的铁素体内,并沿垂直于拉应力方向扩展。团聚的石墨数量越多,团聚区域越容易产生裂纹。     

Mn-N共掺杂TiO_(2)/ZSM-5复合材料及光催化降解含氰废水EI北大核心CSCD

为了高效降解含氰废水并探究其降解行为,采用溶胶凝胶法制备了Mn-N共掺杂TiO_(2)/ZSM-5复合材料光催化剂,采用低温N_(2)吸附-脱附技术、SEM、XRD、UV-Vis等分析手段对其进行表征。以高压汞灯为光源,探讨了焙烧温度和TiO_(2)/ZSM-5质量比对复合材料的物性参数和光催化活性的影响。结果表明:在400℃焙烧且TiO_(2)/ZSM-5质量比为78.65%时,复合材料具有最佳的光催化活性。复合材料添加量为2.5g/L、溶液初始pH值为9.5时,经过3 h暗吸附和2.5 h光催化后,氰化物、铜和锌的去除率分别为98.15%、92.17%和100%。复合材料具有较高的稳定性,再生4次后,其对氰化物的去除率为96.02%。氰和锌的暗吸附过程符合伪二级吸附动力学,氰的光催化降解过程符合Langmuir-Hinshelwood模型。     

掺杂铌对钛酸锶双晶界面势垒的抑制作用

用电子全息技术测量了掺铌∑13[001]钛酸锶倾转双晶界面的电势场分析。结果显示掺杂前界面处的Schottky势垒已消失，表明铌原子占据了界面处氧离子空位，消除了电荷聚集在界面处的分布状态，有选择性地掺杂金属元素可以补偿晶界固有的内禀缺陷，达到调制导电陶瓷材料电学性能的目的。     

氟和钛共同掺杂对NaMgH3放氢性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,探讨Ti阳离子与F阴离子共同掺杂对氢化物NaMgH3放氢性能影响的内在机制。在F阴离子掺杂替代氢化物中的部分氢提高体系放氢性能的基础上,用Ti取代Na4Mg4H11F中的部分Na。电子结构分析显示,F和Ti共掺杂后,氢的1s能级与Ti的3d能级强的交互作用导致原来靠近费米能级的氢的能级分为两部分：一部分左移远离费米能级;另一部分右移恰好跨越费米能级。同没有掺杂的NaMgH3相比,氢在氢化物中的稳定性降低,有利于氢化物的放氢     

纳米金刚石硼掺杂的制备及表征

本文采用高温真空扩散法制备了纳米金刚石硼掺杂。采用热重分析仪、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、智能型拉曼光谱仪、透射电子显微电镜等技术手段对制备的产物进行表征。结果表明,产物主要包含C、O、B元素,其质量分数为92.08%,7.14%,0.78%。纳米金刚石硼掺杂的XRD图谱中除了金刚石(111)D、(220)D衍射峰外,还有六方金刚石(100)D的衍射峰。B原子的引入造成纳米金刚石的缺陷增多,引起G峰移至1620cm-1。硼原子在金刚石中以两种状态存在,分别是C-B碳的取代原子和B-O的间隙硼原子。掺杂后的纳米金刚石颗粒形状形貌无明显变化,粒径为2~10nm,有少部分立方金刚石的存在。总而言之,硼的掺杂使得纳米金刚石的初始氧化温度提高了175℃,氧化速度缓慢,热稳定性能提高。     

铝电解槽双端节能理论及工业应用EI北大核心CSCD

介绍了铝电解槽双端节能理论深度研究与开发试验成果,通过对工业条件下热控制模型的研究,建立和构建了双端节能的基本理论和系统架构,分析了炉帮特性与电解质热特性的变化规律,开发了双端节能工业系统(HORRS),并在4台400 kA铝电解槽上开展了工业化运行测试。对比HORRS系统运行前后电解槽槽电压及电流效率变化,对其运行效果与经济社会效益进行评价,通过电解槽能量流的有效聚集和调控,同时实现了“输入端”与“输出端”的节能目标。有望使电解铝工业实现“柔性生产”和对电网的蓄能调峰,同时为可再生能源开发利用、降低CO_(2)排放发挥支撑作用。     

C掺杂TiAlN涂层的硬度演变机理EI北大核心CSCD

C元素掺杂TiAlN涂层的增硬机理尚不明确,为了揭示C元索对涂层硬度的作用规律,采用阴极电弧离子镀膜技术在316不锈钢表面制备C原子比率分别为0%、3.87%、9.24%、14.76%、20.57%、25.90%的TiAlCN涂层,通过试验研究和密度泛函理论系统地从原子量级角度阐述C掺杂对涂层硬度的作用规律及机理。研究结果表明:C原子会置换TiAlN晶胞中的部分N原子形成TiAlCN固溶体相:随着C含量的增加,涂层硬度呈现先上升后下降的趋势,在C含量为14.76%时,涂层中Ti-N键转化成为Ti-C键的数量达到饱和,硬度达到最高值31.60GPa;当C原子含量高于14.76%时,涂层中出现类石墨结构,且随着C含量的增加,sp^(2)层状结构增多,在抵抗外界压力时石墨层发生侧滑,涂层硬度降低;第一-性原理数值模拟结果显示,随着C含量从0%增加到15.625%,涂层硬度逐渐上升是由于共价性较强的Ti-C键逐渐增加。阐明C元素掺杂对涂层硬度的作用变化规律,有利于指导超硬涂层的工艺设计和生产。     

C,Fe,Si掺杂Al_(3)V合金的电子结构与力学性能EI北大核心CSCD

采用第一性原理计算方法研究了铝钒合金Al_(3)V及其C、Fe、Si取代掺杂的Al_(24)V_(7)X、Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)合金晶体结构的稳定性、电子结构和力学性能。计算结果表明,X (X=C,Fe,Si)掺杂对Al_(3)V合金晶体结构的影响较小,Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)仍然保持明显的Al_(3)V金属特征。Mulliken电荷布居和重叠布居分析显示X (X=C,Fe,Si)会与周围Al和V原子产生键合作用,提高Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)的稳定性和抗变形能力。X (X=C,Fe,Si)的取代掺杂对Al_(3)V合金晶体的刚度影响较小,但能使Al_(3)V合金材料的塑性有所提升,有望能有效解决Al_(3)V合金的脆性问题,拓宽Al_(3)V合金的应用范围。     

电化学沉积铁-非晶碳磁性纳米复合薄膜北大核心CSCD

利用液相电化学方法,以乙酰丙酮铁的甲醇溶液为碳源,在单晶硅表面制备了铁-非晶碳磁性纳米复合薄膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和Raman光谱技术分析了薄膜组成、形貌和结构。结果表明:Fe掺杂的非晶碳膜为含有Fe、Fe_3O_4纳米晶和非晶碳基的复合结构。和未掺杂非晶碳膜相比,Fe掺杂的薄膜具有更高的sp2碳含量和无序度。磁滞回线显示Fe掺杂的薄膜具有软磁特性,沿薄膜表面方向为易磁化方向。     

微量稀土La对无氧铜带材高温烧结后组织及性能的影响EI北大核心CSCD

无氧铜带材作为制备均热板壳体的首选材料,虽具有优良的导热性能,但热稳定性较差,如何提升其高温组织稳定性成为当前的研究热点。本文利用原位高温金相、EBSD、TEM等方法研究了La对无氧铜高温烧结后组织及性能的影响。结果表明:添加适量La可显著细化高温烧结态的晶粒尺寸;其中,当La含量为64×10-6时,细化效果最佳,平均晶粒尺寸为60.8μm,而无稀土La时为505.3μm;加入La后显著弱化了烧结态铜基体中Cube织构组分,形成强度较均匀的Cube织构、Y型织构和{110}〈223〉织构组分;此外,La在无氧铜基体中形成球状第二相粒子钉扎在晶界处,吸附铜中O、P等杂质元素,起到净化基体的效果。La添加量为64×10-6时,高温烧结态无氧铜带材抗拉强度和导电率分别提高25.9%和3.2%。     

Tm元素对SmCo_5晶体结构与磁性能的影响（英文）EI北大核心CSCD

采用X射线衍射分析(XRD)和磁性能测试等方法,分析了Tm元素掺杂对Sm Co5晶体结构和内禀磁性能的影响。XRD测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2均为Ca Cu5结构,掺杂Tm元素后,晶格常数c值增大,而a,b与晶胞体积减小;M-T曲线测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2的居里温度分别为957和965 K;在测试外加场为7 T的条件下,300 K时Sm Co5的各向异性场HA和饱和磁化强度M7T均高于Sm0.8Tm0.2Co5.2;当温度升高至473 K,Sm Co5的HA和M7T要低于Sm0.8Tm0.2Co5.2,说明Sm Co5中进行Tm元素掺杂可以有效的改善其在高温条件下的磁性能。     

掺杂纳米钛导静电涂层的耐蚀性能

采用电化学阻抗技术(EIS)研究了掺杂纳米钛导静电涂层在3.5％ NaCl水溶液中的耐蚀性能.与参考涂层相比,掺杂纳米钛涂层在短时期内具有更好的防腐蚀性能,而且在腐蚀溶液中浸泡一段时间后阻抗值有明显回升现象.长时间试验后两种涂层耐蚀性能逐渐趋于相当,都有稳定而良好的防腐蚀性能.     

铝钛异种薄板冷连接工艺及力学性能研究北大核心CSCD

采用5A06铝合金和TA1钛合金薄板进行自冲铆接、拉铆连接和无铆连接,并进行拉伸试验分析接头的力学性能差异。结果表明:自冲铆接头的整体力学性能最优,拉铆接头次之;搭接顺序对自冲铆接头无明显影响;当5A06铝合金板作为上板时,拉铆接头的静力学性能较好,当TA1钛合金板为上板时,无铆接头的静力学性能较好。自冲铆接头的失效形式主要为铝板拉断且断口处有大量韧窝;拉铆接头的失效形式与薄板搭接顺序有关,铝-钛搭接时接头的失效形式为铝板拉断,钛-铝搭接时接头的失效形式为铝板拉脱;无铆接头的失效形式较为统一,均为颈部断裂失效。     

二价钛离子在NaCl-KCl熔盐中的活度分析EI北大核心CSCD

熔盐电化学工艺是提取与提纯金属钛最具前景的方法。钛离子活度的确定对研究钛的熔盐电解机制具有重要意义。因此,为得到熔盐中二价钛离子浓度与其活度的关系,本文采用开路电位法在三电极体系下测定了含定量钛离子及饱和金属钛的Na Cl-KCl共晶盐中的离子平衡电位,并由Nernst方程计算得出二价钛离子的活度,进而获得了对应的活度因子。结果表明:在1023 K下,当熔盐中二价钛离子摩尔分数介于0.296%~2.378%时,其活度值单调地介于0.00205~0.01877,且其活度因子为0.693~0.998。本研究可为精确确定熔盐中钛离子活度及进一步研究钛离子歧化反应的平衡常数提供重要基础。     

细团聚球形粉体的等离子物理气相沉积工艺适配性EI北大核心CSCD

等离子物理气相沉积(PS-PVD)技术由于可实现涂层组织结构柔性调控及高沉积效率和高隔热、长寿命热障涂层制备而被广泛关注,但其粉体制备技术及工艺适配性研究进展较为缓慢。开展PS-PVD粉体材料工艺适配性研究,通过粉体成分及结构的有效控制,设计并制得一种采用化学共沉淀原料的1~20μm的“双相”结构松散球形团聚8YSZ粉体,粉体具有高开孔率和一定自流动性。为了提高粉体的工艺适配性,系统研究PS-PVD工艺中不同喷涂距离、喷涂功率和偏离等离子射流中心不同位置的粉体沉积行为,发现通过粉体成分/结构的有效控制,在低喷涂功率、长喷涂距离和距离等离子射流中心的不同位置,均可实现良好的工艺适配效果及涂层气相沉积效果。通过粉体材料的优化控制可以降低气化过程中的耗能,提高粉体气相沉积效果和拓宽PS-PVD喷涂沉积适配的工艺窗口,实现在高能、高速等离子体中的高气相比例沉积。在PS-PVD用高工艺适配性粉体及其可控制备技术等方面取得了突破,系统地开展了该工艺用粉体制备及性能调控、粉体工艺适配性规律等的研究。     

脉冲渗氧对工业纯钛表面摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

采用脉冲渗氧的方法在不同温度、时间下对工业纯钛进行渗氧处理,以改善其在应用过程中的耐磨损性能。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别对试样表层的特征峰强度、形貌特征、压痕硬度、表面摩擦因数及磨痕截面积进行测试。结果表明:经脉冲渗氧处理在工业纯钛试样表面形成氧化层和氧扩渗层;与连续渗氧试样和原始试样相比,700℃脉冲渗氧6 h试样的表面硬度最大,为15.39 GPa,约为同等参数下连续渗氧试样的1.7倍和原始试样的7.3倍;800℃脉冲渗氧4.5 h试样的摩擦因数和磨痕截面积最小,分别为0.24和317.44μm^(2).。试样的黏着磨损被明显削弱,耐磨损性能得到提高。