通过氢还原热处理提升TiO2薄膜的抗菌性能

提升在可见光区间的抗菌效率一直是二氧化钛(TiO₂)抗菌性能研究的重要方向。采用脉冲激光沉积(PLD)制备TiO₂薄膜,并通过氢还原热处理的方法提升TiO₂表面的氧空位浓度从而增强其抗菌性能。结果发现,在以单晶氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为衬底时,生长的TiO₂薄膜为高度择优取向的锐钛矿相。生长温度越高,锐钛矿相的XRD衍射峰越强,薄膜越致密。将在600℃下生长的350 nm厚的TiO₂薄膜进行抗菌性能测试,发现其抗菌率约为86%。对样品进一步在4%H2氛围下进行还原处理,发现其抗菌率提升到约为97%。通过XPS、UV-Visible和PL测试,发现TiO₂经过还原热处理后在其表面形成更多的氧空位,在TiO₂带隙中形成氧空位缺陷能级,导致在可见光区域吸光性能增强,使其具有更高的抗菌性能。通过氢还原过程调控材料的缺陷组成,并研究TiO₂薄膜的光催化抗菌性能及抗菌机理。这种简易的调控TiO₂光吸...     

真空钙热还原制备金属钛实验研究

采用CaH₂作为还原剂，对金属钛热力学制备开展基础研究，计算结果表明CaH₂在350 Pa、973 K发生热分解反应，生成产物Ca作为还原剂与TiO₂进一步反应生成金属钛，而H₂不能参与还原反应。升高温度或降低压力有利于金属Ti的生成，X衍射分析证明金属钛被还原由高阶向低阶进行，350 Pa、1 173 K反应条件下TiO₂的还原率接近43%。     

钛酸铋薄膜的磁控溅射及其退火处理

采用射频磁控溅射技术,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,简称BIT)薄膜。研究了衬底温度及后续退火处理对薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明:适宜的衬底温度为200℃。随着退火温度(650~800℃)的升高,BIT薄膜的结晶性变好,晶粒尺寸增大,c轴取向增强。当退火温度达到850℃时,开始出现焦绿石相;700~800℃为适宜的退火温度,在此条件下得到的BIT薄膜结晶良好,尺寸均匀,表面平整致密。     

热处理对Fe84Ga16合金薄膜中内应力的影响

采用磁控溅射技术制备了Fe₈₄Ga₁₆薄膜并进行了退火处理,用SEM 和XRD研究了薄膜的显微结构和内应力,计算了溅射态和退火态薄膜的内应力。结果发现,溅射态和退火态薄膜都以A₂相存在,并随着退火温度的升高,择优取向变得愈加不明显。与退火后的薄膜相比,溅射态薄膜内应力更大,且为压应力。低温退火后,薄膜内应力有一定程度的减小,随着退火温度的升高,薄膜内应力又逐渐回升,但回升的幅度不大。     

退火处理对室温制备Bi0.5Sb1.5Te3薄膜热电性质的影响

利用射频磁控溅镀法在SiO2/Si基板上制备了Bi0.5Sb1.5Te3薄膜样品,并且测量了薄膜样品在不同退火时间与退火温度下的热电性质。结果表明,薄膜样品经30 h退火后的热电性质与1 h退火后的热电性质相差不大,这说明长时间退火并不是Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的最佳退火时间。而在不同退火温度下,样品的塞贝克系数在275～300℃退火下降比较快,当退火温度为300℃时降至最小,约为181μV/K;而其电阻率则随退火温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,退火温度为225℃时具有最小的电阻率,约为6.1 mΩ.cm。最后本文得出经225℃退火10 min后可得到最佳的热电性质,即薄膜样品的塞贝克系数为208μV/K,电阻率为6.1mΩ.cm,功率因子则为6.9×10-4W/(m.K2)。     

多壁纳米碳管/TiO2复合薄膜的制备与光阴极保护性能研究

用溶胶凝胶旋涂工艺在304不锈钢表面制备了多壁纳米碳管MWCNT/TiO₂复合薄膜,用X射线衍射技术和电子显微技术研究了复合薄膜的物相组成与显微形貌,同时采用电化学分析手段,分别在250 W紫外灯和28 W节能灯的照射下,表征了MWCNT/TiO₂复合薄膜在3% NaCl溶液和海水介质中对304不锈钢的光阴极防腐蚀性能。研究结果表明,经450℃煅烧和加入管径为20~40 nm纳米碳管制备的MWCNT/TiO₂复合薄膜,不论是在紫外光还是白光激发下都表现出了比纯TiO₂薄膜更加优良的光电性能。同时也表明在3% NaCl溶液和海水介质中纳米碳管的引入都可有效增强TiO₂薄膜对304不锈钢的光阴极防腐蚀性能。     

Al0.5Nb1.5TiV2Zr0.5 难熔高熵合金组织和力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5高熵合金,并研究了其微观组织、密度及力学性能。结果表明,Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5合金由为90.6%(体积分数)的体心立方相和9.4%(体积分数)的C14-Laves第二相组成。合金基体相富含Ti和V,第二相富含Al和Zr。合金的密度为6284 kg/m3,维氏硬度为5197.9 MPa。合金的屈服强度随温度升高而降低,由室温下1082.9 MPa降低到1073 K下的645.0MPa。压缩应变由室温下的27.20%降低到873 K下的14.94%,这与合金中原子间的相互作用力随温度升高而降低有关。在1073 K时合金应变超过50%,表现出良好的塑性而未发生断裂。压缩测试结果表明,合金韧脆转变温度在873～1073 K之间。     

Al5052/Mg-9.5Li-2Al覆板的界面组织与力学性能(英文)

通过冷轧制备出了Al5052/Mg-9.5Li-2Al合金复合板,研究了复合板退火后的组织与力学性能。结果表明:退火后复合板的结合界面上没有出现类似裂纹或孔洞的缺陷。经623或623 K以上的温度退火后,合金复合的界面形成反应相。Mg-9.5Li-2Al板和Al5052板之间结合界面处的主要反应相依次为α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Li-dissolved Al3Mg2相和α-Al。在一定温度范围内,随退火温度的升高,界面结合强度逐渐增加。当退火温度为623 K时,复合板的结合强度达到最大值17.83 MPa,而且具有良好的塑性,延伸率达到18.7%,另外,界面未出现剥离现象。当退火温度为673 K时,覆板的拉伸性能由于界面剥离而恶化。     

ZrW2O8薄膜的制备及热膨胀性质

采用溶胶-凝胶技术结合退火工艺在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上制备ZrW2O8薄膜,并研究了退火温度、退火时间对薄膜的影响.利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对薄膜的物相及表面形貌进行表征;利用变温XRD研究薄膜的热膨胀性能.薄膜的变温XRD结果表明,在室温～700℃温度范围内,随着温度的升高,(211)和(310)晶面间距变小,其热膨胀系数为负值,而(332)晶面间距随温度升高变大,显示出正膨胀性质.这表明ZrW2O8薄膜材料的热膨胀性能是各向异性的.     

Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of Al5052/Mg-9.5Li-2Al Alloy Clad Plates

通过冷轧制备出了Al5052/Mg-9.5Li-2Al合金复合板,研究了复合板退火后的组织与力学性能。结果表明:退火后复合板的结合界面上没有出现类似裂纹或孔洞的缺陷。经623或623 K以上的温度退火后,合金复合的界面形成反应相。Mg-9.5Li-2Al板和Al5052板之间结合界面处的主要反应相依次为α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Li-dissolved Al3Mg2相和α-Al。在一定温度范围内,随退火温度的升高,界面结合强度逐渐增加。当退火温度为623 K时,复合板的结合强度达到最大值17.83 MPa,而且具有良好的塑性,延伸率达到18.7%,另外,界面未出现剥离现象。当退火温度为673 K时,覆板的拉伸性能由于界面剥离而恶化。     

Al掺杂Bi2Te2.7Se0.3合金的热电性能

利用高能球磨和快速直流热压技术制备并研究了Al元素对Bi₂Te_2.7Se_0.3合金热电性能的影响。Al的掺杂提高了材料的Seebeck系数和功率因子。Bi₂Te_2.7Se_0.3Al_0.02的Seebeck系数在423K时达到了200 μVK^-1,功率因子在323K时达到了2410 μWm^-1K^-2,相比同温度下未掺杂的样品分别提高了约40%和19%;同时,纳米晶粒之间的晶界对声子散射显著降低了晶格热导率,使Bi₂Te_2.7Se_0.3Al_0.02的总热导率在323 K达到0.85 Wm^-1K^-1,比同温度下未掺杂样品降低了33%。功率因子的提高和热导率的降低使材料的热电优值ZT在373 K时达到了0.97。     

多元异质结CdS/PbS/TiO2的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究

采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管,通过超声辅助连续离子沉淀法对TiO₂纳米管进行CdS/PbS共复合修饰改性。应用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM) 及其配套的能谱分析 (EDS) 对CdS/PbS/TiO₂的晶型特征、表面形貌及元素分布进行表征;利用电化学分析方法研究了复合次序对CdS/PbS/TiO₂的光电性能影响,考察了CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢的阴极保护性能。结果表明:成功制备了晶型特征和表面形貌良好的CdS/PbS/TiO₂多元异质结;先复合9次PbS、再复合15次CdS的TiO₂纳米管具有更加优良的光电性能;光照下CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢光生阴极保护性能显著优于单一PbS复合的TiO₂和纯TiO₂;在暗态下CdS/PbS/TiO₂复合材料储能效果良好,可延长对304不锈钢的阴极保护作用。     

二维材料/二氧化钛复合材料的光催化研究进展

随着经济高速发展，光催化技术由于其不仅可以制备出清洁氢能源，同时还可以降解污染物，已成为清洁能源制备和环境污染处理领域内潜在的重要技术之一。作为光催化技术的核心材料TiO₂,由于其具有良好的耐光腐蚀性和催化活性已成为最具潜力的光催化剂，但传统的TiO₂光催化剂存在可见光利用率低以及光生电子空穴对复合速度快等缺点，使其在光催化领域的应用受到限制。为了解决上述问题，表面改性和掺杂的方式是提高TiO₂光催化活性最有效的途径。目前，二维(2D)材料由于其独特的结构和性能，已成为TiO₂光催化潜在的理想载体材料，同时还可以实现其表面改性，将二者进行复合发挥其协同作用，可以显著改善TiO₂的光催化性能。因此，本文以二维材料和TiO₂光催化材料为中心，重点介绍了二维材料/TiO₂复合材料的制备方法，并详细地介绍二维材料/TiO₂复合材料的光催化机理，旨在为新型TiO₂光催化剂的制备提供理论指导。     

氧化硼对保护渣中TiO2溶解动力学的影响

含钛钢连铸过程中,部分TiO₂夹杂物进入保护渣,导致渣性能恶化,进而影响铸坯质量。采用旋转法,研究了TiO₂在保护渣中的溶解速率与旋转速度、温度、B₂O₃含量等因素的关系。结果表明,TiO₂在保护渣中溶解速率与棒旋转的角速度的平方根成正比;且在温度升高时,TiO₂在保护渣中的溶解速率有明显的上升;在w(B₂O₃)=0～9%时,随着B₂O₃含量上升,TiO₂溶解速率升高,溶解活化能由162.99降至123.95 J/mol,但B₂O₃含量对溶解速率的影响要明显小于温度的影响。以上研究结果较好阐明了TiO₂在保护渣中的溶解机理,为含钛钢连铸过程提供一定的参考。     

退火温度对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

为制备光学性能良好的TiO2薄膜.采用离子束溅射(IBS)的方法,改变退火温度,在Si基底上制备氧化钛(TiO2)薄膜.利用XRD、XPS、SEM测试薄膜的成分、结晶形式和表面形貌,椭圆偏振光谱仪分析薄膜折射率和消光系数.试验结果发现:随退火温度的增加,薄膜由锐钛矿相变为金红石相,400℃薄膜结晶为锐钛矿相TiO2,1 100℃退火后,薄膜结晶为金红石相TiO2;退火温度升高使薄膜折射率和消光系数随之升高.由此可得, 800℃退火时,TiO2薄膜具有最佳光学性能.     

95%Ar+5%H2气氛中退火对M/MoS2(M=Ti、Al、Mo和Ag)薄膜形貌、结构和电学性能的影响

采用射频(RF)磁控溅射在硅基片上连续逐层沉积制备了M/MoS₂(M=Ti、Al、Mo和Ag)纳米薄膜，随后对其在95%Ar+5%H₂混合气氛中进行了500℃的退火处理。采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和两探针等研究了退火处理及不同金属膜基底对MoS₂薄膜表面形貌、结构和金半接触电性能的影响。结果表明：所制备的纳米膜均匀且连续，界面紧密且清洁；95%Ar+5%H₂混合气氛中退火处理能强烈影响顶部MoS₂层的形貌并可有效去除MoS₂中的杂质氧，改善其结晶性、稳定性和结构完整性；拉曼光谱结果显示在4种金属基底上的MoS₂薄膜均为块状结构，其中Ag和Mo基底上的MoS₂薄膜结晶性相对较好，Ag基底上MoS₂薄膜出现了呈片层与颗粒的混合形态；对比实验数据和综合性能得出Mo作为MoS₂的组成元素，与MoS_...     

退火温度对Al、Cu、Ni诱导Si薄膜晶化进程的影响

基于金属诱导晶化方法,利用直流磁控溅射离子镀技术制备了Al-Si、Cu-Si和Ni-Si薄膜.采用真空退火炉和X射线衍射仪于不同温度下对样品进行了退火试验并分析了退火后薄膜物相结构的变化规律.结果表明,Al诱导SAi薄膜晶化的效果最好,Cu次之,Ni诱导Si薄膜晶化的效果较差;AI可在退火温度为400℃时诱导Si薄膜晶化,且随退火温度的升高Si的平均晶粒尺寸增大;Cu-Si薄膜的内应力较大和Ni-Si薄膜中Ni/Si界面处难以形成NiSi2是Cu、Ni诱导Si薄膜晶化效果较差的主要原因.     

Co-C纳米复合薄膜的微结构、磁性能和磁输运特性

采用磁控溅射法在硅基片上制备了Co原子分数为13.0%的Co-C纳米复合薄膜.在真空条件下,对薄膜进行退火处理,退火温度从473K逐步提高至773K,保温时间30min.形貌观察表明,未经退火处理的薄膜中,Co颗粒均匀分布在非晶C基体中,Co颗粒尺寸为1.5-3.0nm;673K退火后,Co颗粒尺寸增大.磁性能测试表明,未经退火处理的薄膜磁性较弱,随着退火温度升高,薄膜的磁化强度和矫顽力均明显增大;当退火温度增加至673—773K时,薄膜呈现出低温铁磁性、室温超顺磁性的典型颗粒体系磁性特征.磁输运特性研究表明,未经退火处理的薄膜在温度为4.2K,磁场为3980kA/m时表现出1.33%的负磁电阻,随着退火温度升高,样品磁电阻值下降;电阻与温度关系在4.2—60K范围内符合lnR-T~(-1/4)线性关系,磁输运遵循变程跳跃(variable range hopping)传导机制.     

Ti6Al4V合金表面热浸镀Ti-Al镀层相组成

采用热浸镀方法在Ti6Al4V合金表面制备Ti-Al镀层,并在1100 ℃高温下进行热扩散处理。结果表明,TC4合金热浸镀铝后在1100 ℃保温,形成了表面氧化层、过渡层及基体,表面氧化层和过渡层厚度随扩散时间延长而增加,表面氧化层主要由Al₂O₃和TiO₂构成,过渡层主要相为TiAl₃、Ti₂Al₅和Ti₁₉Al₆金属间化合物。     

热处理工艺对高BsFe84B6P6C3Cu1纳米晶合金磁电性能的影响

以Fe₈₄B₆P₆C₃Cu₁非晶合金为基础,系统研究了热处理工艺参数对合金晶化行为、电阻率ρ以及软磁性能的影响规律。结果表明,当退火温度位于第一晶化峰开始温度T_x1和第二晶化峰开始温度T_x2之间时,α-Fe晶粒的形核速率随退火温度的升高而增大,晶粒尺寸随退火温度的升高而减小。α-Fe晶粒尺寸的细化和体积分数的增加有利于合金条带的矫顽力H_c降低,饱和磁通密度B_s和有效磁导率μ_e提高。ρ随退火温度的变化规律表明,结构弛豫退火会使合金ρ轻微下降,但是α-Fe晶粒的析出会使合金ρ快速降低,而Fe₃(B, P)化合物相的析出会导致合金ρ的再次快速增大。通过对合金条带在不同温度和时间退火后的软磁性能和显微结构研究发现,退火温度的升高会增大软磁性能对退火时间的敏感性,即缩短合金条带的最佳退火时间范围,合金在420、450和480℃的最长最佳退火时间分别为60、3...