水溶液中电泳沉积制备纳米铝热剂Al/Fe_2O_3

采用柠檬酸和丙烯酸分别作纳米Fe_2O_3和纳米Al的分散剂,利用电泳沉积方法在水溶液中制备Al/Fe_2O_3纳米铝热剂。与采用有机溶剂相比,该实验电压和电泳时间降至20V及10min。利用SEM、XRD、FT-IR、Zeta电位和TG-DSC对样品进行表征。结果表明:纳米Fe_2O_3和纳米Al表面均修饰有羧基,在水溶液中能较稳定存在;悬浮液中Al∶Fe_2O_3(摩尔质量比)为5∶1时放热量最大,达到5973J/g。     

同步热分析法研究超级铝热剂Al/MnO2的热安定性

为研究超级铝热剂Al/MnO_2的热安定性,利用水热法制备纳米级MnO_2,采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al粉的氧化层厚度进行表征,计算出Al粉中纯Al的质量分数,从而确定更优配比.采用超声共混法制备得到超级铝热剂Al/MnO_2,利用X射线衍射技术(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对超级铝热剂Al/MnO_2的晶型和形貌进行表征,采用热重-差示扫描同步热分析技术(TG-DSC)在不同升温速率条件下研究了超级铝热剂Al/MnO_2的非等温热行为,通过微分Kissinger法和积分Ozawa法计算样品的活化能,对活化能计算结果进行对比.结果表明:水热法制备得到的纳米级MnO_2呈短棒状,晶型为α型,球状Al粉氧化层厚度约5 nm,纯Al质量分数约64.5%,超级铝热剂Al/MnO_2铝热反应的温度区间为540～570℃,放热量约930 J/g;利用Kissinger法和Ozawa法拟合相关性较高,计算得到的活化能分别为429.1和421.9 kJ/mol.两种方法计算得到的活化能结果相近且数值较高,表明超级铝热剂Al/MnO_2具有较好的热安定性,安全性能良好.     

电泳沉积制备氧化铋涂层的研究

电泳沉积法具有成本低、方式简单且灵活等优点已经成功制备出氧化铋(Bi_2O_3)涂层。因此,分别采用阴极电泳沉积、阳极电泳沉积制备了Bi_2O_3涂层。采用紫外-可见分光光度法考察了不同量的分散剂聚乙烯亚胺(PEI)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对Bi_2O_3悬浮液分散性的影响。采用XRD、UV-Vis、SEM和EDS对Bi_2O_3涂层进行了表征。首次研究了Bi_2O_3涂层阴极电泳沉积不锈钢网、阳极电泳沉积石墨片的沉积机理和沉积动力学,稳定的悬浮液分别为添加PEI、DTAB的含有Bi_2O_3粒子浓度为1 g/L的无水乙醇溶剂。结果表明:当PEI为0.4 mL,DTAB为0.1 g时,Bi_2O_3悬浮液分散性最好。表面活性剂的加入会使Bi_2O_3沉积量大幅度提高,其电离出的带电荷的基团或离子吸附到Bi_2O_3粒子表面,增加粒子带电荷数量,改变粒子带电荷情况,从而改变Bi_2O_3粒子的电泳沉积行为。     

酞菁铜/氧化钛纳米复合薄膜的制备及其光导性能的研究

通过电化学阳极氧化法在Ti片上制备了氧化钛(TiO2)纳米管阵列.用这种高度有序的阵列结构作为模板,利用电泳沉积的方法在模板表面沉积了一种有机半导体材料酞菁铜(CuPc),从而得到了CuPc/TiO2有机/无机纳米复合结构.通过场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM)等手段对这种复合结构的表面形貌及结构进行了表征.能谱数据证实了复合结构中有机物的存在.此外,CuPc薄膜的形貌和结构可以通过改变电泳沉积参数(如沉积时间和电压)进行调控,从而得到相应的纳米晶、纳米线和微米线薄膜.用该复合薄膜作为载流子发生层制备的双层光导体的光导性能测试结果表明,与复合前的氧化钛薄膜相比,该复合薄膜的光敏性有明显的提高.     

氧化铋/石墨烯复合物的室温固相制备与光催化性能

采用室温固相法成功制备得到纳米Bi_2O_3和Bi_2O_3/石墨烯纳米复合物,利用拉曼光谱仪等表征手段对所得产物进行表征。研究结果表明,纳米Bi_2O_3为球状颗粒,尺寸为100～300nm,颗粒团聚,Bi_2O_3/石墨烯复合物的形貌尺寸约为100nm,球状颗粒负载于层状的石墨烯上。研究了所得产物对水溶液中甲基橙的光催化降解性能。结果发现Bi_2O_3与石墨烯复合后,光催化性能有一定提升。在紫外光照射下,Bi_2O_3/石墨烯在60min即可实现对污染物的完全降解。     

纳米Al2O3电泳沉积成膜的影响因素研究

为研究电泳沉积薄膜沉积量分布特征及影响因素,对纳米Al_2O_3材料进行电泳沉积薄膜试验和仿真研究。试验过程中,对纳米Al_2O_3薄膜沉积的微观形貌、成分及沉积量与电压、沉积时间关系进行了研究;在仿真研究过程中,利用电场、流场、沉积场多场耦合技术研究分析了电场分布、流场特性、沉积时间等对电泳沉积纳米Al_2O_3薄膜的影响。结果表明:电场在阴极正、反两侧强弱分布使得正面沉积量明显大于反面,同时流场的涡流分布特征加速了粒子在阴极边缘沉积。仿真结果与试验结果吻合度较好,验证了仿真模型的有效性,为进一步研究电泳沉积流体流动特性和沉积过程提供了一种新的研究方法和手段。     

纳米铝热剂的制备与应用研究现状

纳米铝热剂由于燃烧效率、放热性能和安全性能更加突出,因此在工业领域具有广阔的应用前景。概述了常用纳米铝热剂的制备方法,包括固相反应法、物理气相沉淀法、溶胶-凝胶法、抑制反应球磨法、自组装法、喷雾热分解法,指出了不同方法的优缺点。总结了纳米铝热剂在军事、金属焊接、复合材料制造、纳米含能薄膜和热切割等方面的研究与应用现状,展望了在应用和制备方面的研究重点和发展方向。     

室温固相法制备纳米氧化铋

以NaOH和Bi(NO_3)_3·5H_2O为原料,并添加不同的分散剂,采用室温固相法制备了纳米Bi_2O_3采用XRD、TEM表征纳米Bi_2O_3的结构和形貌。结果表明,分散剂种类、分散剂的添加量等因素显著影响纳米Bi_2O_3结构和形貌。     

温度与气压对脉冲PECVD沉积氧化铝薄膜的影响

在有机基体表面等离子体增强化学气相沉积(PECVD) Al_2O_3薄膜是提高其阻隔性能的有效方法,而高品质的Al_2O_3薄膜是提高阻隔性的关键因素之一。脉冲射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)可以实现比热化学气相沉积技术更宽的气体工作压力、更多的单体选择和更好的薄膜性能,适合于制备高质量的薄膜。本文报道采用脉冲RF-PECVD氧化铝薄膜,且对影响薄膜结构和性能的工艺参数进行研究。通过椭圆偏振仪测量Al_2O_3的生长速率和折射率;利用红外光谱、扫描电镜和原子力显微镜对沉积的Al_2O_3薄膜进行成分、结构、表面粗糙度和形貌分析、测量和表征;采用透湿仪测量在有机聚酯薄膜表面沉积Al_2O_3层的阻隔性能。结果表明:薄膜沉积过程中的工作气压和沉积温度对脉冲RF-PECVD薄膜性能影响较大,在一定的沉积温度范围内,沉积的Al_2O_3薄膜为无色、透明、表面结构平滑致密;在温度相同的条件下,工作气压越高,纳米膜生长速率越快;而在相同工作气压下,沉积温度越低,薄膜生长速率越快。     

Bi_2O_3-ZnO复合材料的制备及其性能

以Bi_2O_3纳米棒为前驱体,通过溶剂热法合成了一维Bi_2O_3-ZnO复合材料光催化剂。XRD物相分析,复合材料光催化剂为六方纤锌矿结构的ZnO和四角形结构的Bi_2O_3;SEM形貌观察,复合材料光催化剂为棒状Bi_2O_3,平均直径为(450±50)nm,长度为(5±1)μm,以及少量的ZnO纳米粒/片生长在Bi_2O_3的表面。在可见光照射下,分别以纯的Bi_2O_3、ZnO和Bi_2O_3-ZnO为光催化剂,通过降解染料亚甲基蓝(MB)和苯酚进行光催化性能研究。     

脉冲激光沉积法制备立方焦绿石结构的Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜

采用固相反应法合成具有焦绿石立方结构的Bi1.5ZnNb1.5O7(BZN)陶瓷靶材,采用脉冲激光沉积法在Pt/SiO2/Si(100)基片制备立方BZN薄膜。研究了随衬底温度的变化,薄膜的结晶性能,微观形貌以及介电性能的差异。结果表明当衬底温度在550~650℃时,薄膜具有纯的立方BZN结构,并且在600℃时薄膜的晶粒发育比较完整,此时薄膜具有较高的介电常数和较低的损耗。     

硅片表面原子层沉积Al_2O_3薄膜及其长期腐蚀行为

目前,对硅基材表面利用原子层沉积技术(ALD)制备的Al_2O_3薄膜的耐蚀性鲜见研究报道。利用ALD技术在硅片表面制备非晶Al_2O_3薄膜。采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面及截面形貌;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析薄膜的价键结构;通过交流阻抗谱和动电位极化曲线研究硅基材与薄膜在不同浸泡时间下的耐腐蚀性能;采用光学显微镜观察腐蚀过程中基材与薄膜的表面形貌。结果表明:ALD非晶态Al_2O_3薄膜具有致密结构,在浸泡过程中,镀膜基材比裸基材具有更好的耐腐蚀性能;且在长期浸泡情况下,Al_2O_3薄膜对基材仍能起到良好的保护作用。     

Preparation of Oriented Barium Titanate Thin Films by Combination of Electrophoretic Deposition with Hydrothermal Treatment

Highly oriented barium titanate (BaTiO 3) thin films on Pt substrate were fabricated by combination of electrophoretic deposition with hydrothermal treatment.The structure and morphology of thin films were characterized by X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy.It is found that the titania precursor film,Ba(OH)2 concentration and hydrothermal temperature play crucial roles in the film morphology and orientation.The BaTiO3 thin films with highly (110) preferred orientation can be f...     

O2/Ar气体流量比对射频磁控溅射HfO2薄膜的影响

采用射频磁控溅射法,以HfO2陶瓷作为靶材,在石英衬底上制备了HfO2薄膜.通过椭圆偏振光谱仪(SE)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同O2/Ar气体流量比对薄膜沉积速率、结构、形貌等的影响.结果表明,随着O2/Ar气体流量比从0增加到0.50,薄膜的沉积速率逐渐下降.O2/Ar气体...     

Cu/Al_2O_3复合薄膜的制备及其抗氧化性能

本文在纺织纤维基材表面采用二次溅射沉积法制备了Cu/Al_2O_3复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)和矢量网络分析仪对室温环境下存放3600h的复合薄膜的表面形貌、元素含量以及屏蔽效能进行了测试,并与相同工艺条件下制备的纯Cu薄膜进行了对比分析。结果表明:与纯Cu薄膜结构的不稳定性相比,由于复合薄膜表层Al_2O_3薄膜的结构稳定性和致密性,Cu/Al_2O_3复合薄膜在保证高屏蔽性能的前提下,具有整体结构的稳定性,表现出了良好的抗氧化性能。     

用电泳沉积方法制备LiCoO2薄膜

将LiCoO2粉末分散在异丙醇溶剂中电泳沉积,在铝箔阴极上制备出了LiCoO2薄膜.研究了pH值、悬浮液浓度、外加电压和时间等工艺参数对单位面积膜层质量的影响,初步探讨了Li-CoO2的电泳沉积机理.研究发现:悬浮液中不加HCl时,LiCoO2不能从异丙醇悬浮液中电泳沉积出来;LiCoO2的沉积量随悬浮液的pH值减小而增加,随悬浮液浓度、外加电压的增大和时间的延长呈线性增加.通过SEM分析发现,电泳沉积得到的LiCoO2薄膜不很致密,但作为锂离子电池正极材料使用是完全可以满足要求的.     

Preparation of highly oriented titania nanosheet thin films by electrophoretic deposition

Highly oriented titania nanosheet thin films on Pt substrate were fabricated by electrophoretic deposition. The structure and morphology of thin films formed under a variety of conditions are characterized by X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy. It was found that the quality of titania nanosheet precursor suspension and electrode potential play crucial roles in the film morphology. After the colloidal suspension is optimized by settling for 2 months, the surface of the deposited film is smooth, and the layered structure is dense and well-organized. Film thickness increases with increasing electrode potential, deposition temperature and deposition time. The delicate balance among the above factors that govern the film quality and thickness should be discerned. The films can exhibit a smooth surface and well-organized layered structure under the optimal deposition conditions.     

Ab initio molecular dynamics studies on the ignition and combustion mechanisms,twice exothermic characteristics,and mass transport properties of Al/NiO nanothermite

Ab initio molecular dynamics was used to simulate the ignition and combustion reaction process of the Al/NiO nanothermite. The exothermic characteristics and the role of oxygen migration in the whole reaction were disclosed. The results suggest that the primary and secondary heat release are mainly caused by the interfacial and bulk thermite reaction, respectively. The interfacial oxygen migration and the breaking of Ni–O bonds cause the initial ignition. The destruction of the bulk NiO lattice is the precursor process of the secondary heat release and retards the rapid thermite reaction. The ¹⁸O isotope leads to a lower oxygen mass transport rate, having a great influence on the ignition delay time and reaction progress. The metal–oxygen flip mechanism ensures the continuous propagation of the thermite reaction. Our work may be helpful for understanding the reaction mechanisms of the metal/metal oxide thermites and optimizing the formulation design and performance of the nanothermites.

     

Stress evolution during isochronal annealing of Ni/Si system

Nickel films on Si(001) substrates were annealed in vacuum at a ramp rate of 5°C/min. The total force per unit width (F/W) in the film during isochronal annealing was determined using a laser scanning method for substrate curvature measurements. During heat treatment, several abrupt changes of F/W in the film were observed. A clear correlation between the evolution of F/W and the phase formation sequence was found. X-ray diffraction and sheet resistance measurements revealed that these changes of F/W coincide with the formation sequence of Ni₂Si, NiSi, and NiSi₂.     

自组装单层膜表面的Bi2Ti2O7薄膜制备与表征

以硝酸铋和钛酸四丁酯为原料,以三氯十八烷基硅烷(OTS)为模板,采用自组装单层膜(self-as-sembled monolayers,SAMs)技术,在玻璃基板上成功制备了Bi2Ti2O7晶态薄膜。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱(EDS)及原子力显微镜(AFM)等测试手段对Bi2Ti2O7薄膜进行了表征。结果表明,以OTS为模板利用自组装技术,经540℃煅烧2h可成功制得立方相Bi2Ti2O7晶态薄膜,且薄膜表面平整光滑,均匀致密。