基于ANSYS的场发射阵列阴极焊接应力研究

该文基于ANSYS平台模拟了场发射阵列阴极与钼电极钎焊工艺参数对钎焊层等效应力的影响,并根据仿真结果进行了实验验证。仿真结果表明,当钎焊温度为850 ℃时,最大等效应力最小;当降温速率为23 ℃/min时,最大等效应力最大,之后随降温速度的增加而迅速减小;在降温过程中,高温区逐渐向硅基底扩展,温度沿焊缝方向呈对称分布,焊缝中心温度高,两边温度低。测试结果表明,钎焊接头组织致密,焊缝结合良好,没有裂纹和空洞等缺陷,且钎料对硅基底的影响很小。这是一种可行的、低成本的实现硅基场发射阵列阴极焊接的有效方法。     

悬浮区域熔炼法制备LaB6单晶体与发射性能研究

稀土六硼化物(rare earth hexaboride,REB₆)作为热电子发射阴极材料已经应用于各种电子发射器件中,技术的发展对REB₆单晶阴极材料的电子发射和力学性能提出了更高的要求. 掺杂稀土元素能改善发射性能,加入过渡族金属二硼化物(transition metal boride,TMB₂)形成共晶复合材料可以提高力学性能. 采用区域熔炼法制备的掺杂REB₆单晶和REB₆与TMB₂定向凝固共晶复合材料都是极具应用前景的大尺寸阴极材料. 首先,总结了二元REB₆的晶体结构和热发射性能,包括晶体取向和稀土元素对REB₆单晶热发射性能的影响. 然后,综述了掺杂和复合REB₆的研究进展,重点总结了材料的性能,从实验和计算结果出发探讨了影响性能的因素.

     

Co掺杂La1.5Ca0.5NiO4+δ阴极材料的电化学性能

采用溶胶凝胶法合成一种Ruddlesden-Popper(R-P)型富钴的新型层状钙钛矿型阴极材料La_1.5Ca_0.5Ni_0.2Co_0.8O_4+δ(LCNC),并进行了电化学性能测试。结果表明,LCNC在空气中400～800℃下的电导率为4～58 S/cm,优于多数SOFC阴极材料;在800℃下测得对称电池LCNC|LSGM|LCNC的极化阻抗为0.16Ω·cm²,该电极基于300μm厚La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ(LSGM)支撑的单电池的最大功率密度为527 mW/cm²,且连续工作50 h后单电池性能仅略微衰减;LCNC是一种具有潜力的SOFC阴极材料。     

应用于光电阴极的SiO2纳米孔阵列

目前以正电子亲合势K₂CsSb为代表的光电发射阴极材料因其有源层较薄的特征使其光吸收能力较差,现成为限制其提升性能的重要因素之一。以聚苯乙烯(PS)纳米球剥离法制备的金属孔阵为掩膜,在SiO₂衬底上刻蚀制备纳米孔阵列。首先刻蚀单层自组装PS纳米球以改变尺寸,然后在表面沉积镍膜并进行剥离获得孔阵掩膜,最后刻蚀SiO₂衬底并去除掩膜获得孔阵。通过改变PS纳米球的自组装和刻蚀工艺参数实现了对纳米孔阵的孔径、深度、周期等几何参数的灵活调节,并通过优化离子刻蚀的频率、反应气体配比等参数有效降低了纳米孔刻蚀面的粗糙度,最后结合实验测试和理论仿真探索了其光学特性,研究结果表明纳米孔阵列能够提高光电发射器件的光吸收率,具有重要应用价值。     

电沉积CuInSe2上H2O2阴极还原时产生的电化学振荡行为（Ⅱ）

本文研究了电沉积制得的CuInSe_2薄膜在阴极还原H_2O_2时产生的电化学振荡行为,一方面对影响该振荡行为的一些因素如振荡溶液组成、传质、光照等进行了分析;另一方面采用外界周期性光照和外接小幅度正弦波电位来调节振荡频率,使光电信号调制振荡趋向成熟.这为CuInSe_2半导体发展成为光电传感器件提供了一定的理论与实践基础.     

基于Mn-MOF制备MeOx/MnOx催化剂的低温NH3-SCR活性研究

采用不同金属硝酸盐浸渍Mn-MOF前体制备一系列MeO_x/MnO_x(Me=Co,Cr)复合金属氧化物催化剂用于低温NH₃-SCR反应。分析金属掺杂和空速对锰基催化剂脱硝效率和N₂O生成量的影响。通过XRD、SEM、N₂吸附-脱附、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征测试对制得的催化剂物理化学性质进行分析,结果表明,两种金属掺杂可不同程度上改善MnO_x脱硝性能和抗硫性能。与MnO_x催化剂相比,掺杂催化剂的外观呈现无规则的多孔结构。更大的比表面积为活性分子提供更多的活性位点,有利于脱硝反应进行。掺杂催化剂中Mn元素相以Mn₃O₄相为主,且峰强度较低,表明Mn元素相呈现高分散态。掺杂金属与锰氧化物产生相互作用,改变了锰元素的价态,提高了Mn⁴⁺和表面氧的含量。金属离子掺杂增强了催化剂的氧化还原性能,改善了MnO_x     

Pd纳米晶修饰TiO2纳米管阵列光电极的制备及性能

为提高TiO₂的可见光催化性能,采用阳极氧化法在Ti箔上原位生成TiO₂纳米管阵列,再利用阴极电沉积法制备了贵金属Pd纳米晶修饰的TiO₂纳米管阵列光电极,并利用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）及紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对其表观形貌、表面形态及光吸收性能进行表征．结果表明:Pd纳米晶有效地修饰在TiO₂纳米管阵列的表面,且以Pd⁰形式存在．此外,Pd纳米晶修饰明显拓展了TiO₂纳米管阵列的可见光响应范围．以甲基蓝为模型污染物,重点考察阴极沉积电压及沉积时间对其光催化性能的影响．结果表明:阴极沉积电压为-0.8 V、沉积时间为10 min对甲基蓝的光催化降解效果最佳,且符合拟一级反应动力学模型．模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率可达71.4％,是纯TiO₂纳米管阵列光电极的1.5 倍．     

具有(100)择优取向的高致密LaB6多晶材料的制备与表征(英文)

本文以六硼化镧(La B₆)纳米立方体粉体为原料,经放电等离子烧结(SPS)制备了具有(100)择优取向的高致密La B₆多晶材料。详细研究了La B₆多晶材料的微观组织结构和热电子发射性能,结果表明La B₆多晶材料的相对密度高达95.8%,而且在垂直于SPS烧结压力方向上的表面形成了(100)择优取向。具有择优取向的La B₆多晶材料表面的电子逸出功仅为2.73 e V,与La B₆单晶材料(100)晶面的理论电子逸出功接近。分析了La B₆多晶材料具有择优取向的原因。     

Cu/SiO2/TiO2纳米碗阵列电极的构建及其等离激元光解水性能全文替换

利用纳米金属的等离激元共振效应可提高光解水效率,但金属Cu易氧化且Cu/TiO₂界面间热电子传递过程复杂。本项研究制备了分层的Cu/TiO₂纳米碗阵列并在界面间引入SiO₂中间层(10～15 nm),实验和模拟相结合研究了光解水性能和等离激元共振效应的作用机制。结果表明：Cu/TiO₂中Cu被氧化形成的Cu₂O薄膜虽能协助热电子的注入,但对Cu的吸光性有抑制作用;加入SiO₂中间层后可增强光吸收和阻隔热电子迁移,且等离激元能量转移作用促使更多的光生电子与空穴对的生成,因此Cu/SiO₂/TiO₂纳米碗阵列的光电性能相对提高。     

磷灰石型La9.33（SiO4）6O2电解质的烧结及性能

在燃烧法制得的磷灰石型LSO电解质纳米粉体基础上,研究了预处理、成型压力、烧结温度和保温时间对LSO烧结体致密度的影响.烧结实验结果表明:球磨预处理和合适的成型压力,可以有效消除颗粒间的团聚、降低烧结温度和提高致密度;最佳成型压力为225 MPa;最佳烧结温度为1 400℃下保温3 h,烧结体的致密度高达96%.运用交流阻抗谱法研究了LSO烧结体的电性能,结果表明:烧结体随温度的升高,晶界电阻逐渐减小,晶粒电阻逐渐占据主导;烧结体电导率与温度的关系符合Arrhenius经验公式,700℃时离子电导率达到4.38×10-3s/cm.     

化学研磨法制备磷酸铁锂正极材料的结构性能研究

磷酸铁锂被认为是最有可能应用于锂离子动力电池的正极材料.采用化学研磨法制备了磷酸铁锂,并对其结构和电化学性能进行了研究.结果表明：相对于传统高温固相法,化学研磨法可以有效细化磷酸铁锂的颗粒和晶粒,所得材料0.1 C放电容量为132 mAh/g,明显高于传统固相法112 mAh/g的容量.     

碳纳米管冷阴极场发射的研究进展

碳纳米管具有大的表面比和纳米级尖端且易制备，作为冷阴极场发射材料在平板显示邻域有潜在的应用价值。文中对近年来国内外有关碳纳米管制备方法、场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

Electrolysis expansion performance of semigraphitic cathode in [K3AlF6/Na3AlF6]-AlF3-Al2O3 bath system

The electrolysis expansion of semigraphitic cathode in [K₃AlF₆/Na₃AlF₆]-AlF₃-Al₂O₃ bath system was tested by self-made modified Rapoport apparatus. A mathematical model was introduced to discuss the effects of α _CR (cryolite ratio) and β _KR (elpasolite content divided by the total amount of elpasolite and sodium cryolite) on performance of cathode electrolysis expansion. The results show that K and Na (potassium and sodium) penetrate into the cathode together and have an obvious influence on the performance of cathode electrolysis expansion. The electrolysis expansion and K/Na penetration rate increase with the increase of α _CR. When α _CR=1.9 and β _KR=0.5, the electrolysis expansion is the highest, which is 3.95%; and when α _CR=1.4 and β _KR=0.1, the electrolysis expansion is the lowest, which is 1.28%. But the effect of β _KR is correlative with α _CR. When α _CR=1.6 and 1.9, with the increase of β _KR, the electrolysis expansion and K/Na penetration rate increase. However, when α _CR=1.4, the electrolysis expansion and K/Na penetration rate firstly increase and then decrease with the increase of β _KR. Foundation item: Project (2005CB623703) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project (2008AA030502) supported by the National High-Tech Research and Development Program of China     

新型金刚石薄膜场电子发射的特性

介绍了用微波CVD法制备的一种新型低阈值电压大电流密度金刚石薄膜场发射冷阴极,阈值电压低于1.09 V/μm,场发射电流密度高达418 mA/cm²,这是目前文献中报道的最好结果之一.文中还探讨了金刚石薄膜场电子发射机制.     

Electrical conductivity of （Na3AlF6-40%K3AlF6）-AlF3-Al2O3 melts

The effects of contents of AlF3 and Al2O3, and temperature on electrical conductivity of （Na3AlF6-40%K3AlF6）- AlF3-Al2O3 were studied by continuously varying cell censtant （CVCC） technique. The results show that the conductivities of melts increase with the increase of temperature, but by different extents. Every increasing 10 ℃ results in an increase of 1.85 × 10^-2, 1.86× 10^-2, 1.89 × 10^-2 and 2.20 × 10^-2 S/cm in conductivity for the （Na3AlF6-40%K3AlF6）-AlF3 melts containing 0%, 20%, 24%, and 30% AlF3, respectively. An increase of every 10 ℃ in temperature results an increase about 1.89× 10^-2, 1.94 × 10^-2, 1.95 × 10^-2, 1.99× 10^-2 and 2.10× 10^-2 S/cm for （Na3AlF6-40%K3AlF6）-AlF3-Al2O3 melts containing 0%, 1%, 2%, 3% and 4% Al2O3, respectively. The activation energy of conductance was calculated based on Arrhenius equation. Every increasing 1% of AlF3 results in a decrease of 0.019 and 0.020 S/cm in conductivity for （Na3AlF6-40%K3AlF6）-AlF3 melts at 900 and 1 000 ℃, respectively. Every increase of 1% Al2O3 results in a decrease of 0.07 S/cm in conductivity for （Na3AlF6-40%K3AlF6）-AlF3-Al2O3 melts. The activation energy of conductance increases with the increase in content of AlF3 and Al2O3.     

TiO2/ML-Ti3C2复合纳米材料的制备及其光催化性能

通过水热技术在二维(2D)多层材料Ti_3C_2 (multi-layer Ti_3C_2, ML-Ti_3C_2)的表面及层间原位晶化和生长锐钛矿相TiO_2纳米球,制备出TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料。采用XRD、SEM、氮吸附等表征技术对TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料进行分析表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,对纯TiO_2和TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料的光催化性能进行了评价。实验结果表明,两种材料的耦合抑制了Ti O_2中光生电子-空穴对的湮灭,延长了复合光催化剂中载流子寿命,拓宽了复合材料的光谱响应范围。在紫外光照射下,以TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料为光催化剂,200 mg/L的MB溶液在20 min内几乎完全脱色,降解率为98.98%。TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料的光催化性能优于纯TiO_2和Ti_3C_2, Ti_3C_2优异的电子传输能力和超强的吸附性能优化了TiO_2的光催化性能。本研究为使用光催化技术处理废水提供了一种新的思路,具有一定的实际应用前景。     

流变相法制备LiFe_(1-x)Mg_xPO_4/C正极材料

通过Mg+金属掺杂及流变相制备方法来改善橄榄石结构的LiFePO4的电化学性能.研究了不同掺杂量和不同制备方法对材料结构性能和电化学性能的影响.SEM,XRD,以及电化学测试结果表明,Mg掺杂可以较大程度提高材料电化学性能;0.1 C倍率下首次充电容量达到140.7 mAh/g.利用流变相法制备的材料粒度更小,其电化学性能得到进一步提高,0.1 C时放电比容量达到了147.5 mAh/g.     

Al_2O_3包覆对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.     

煤电机组应对二氧化碳减排的策略

美国环保署要求,新建燃煤电厂的CO_2排放限值为年平均发电碳排放强度不大于635 kg/MWh。其建议的"减排最佳系统"(BSER)技术路线为:对部分烟气量进行碳捕捉、运输和储存(CCS)。由于CCS存在成本、安全性和地质储存条件苛刻等短板,可采用非CCS的煤电机组碳减排策略,即进一步提高超超临界机组的热效率、采用冷热电联供、燃煤耦合生物质发电等3种技术路线。对这些技术路线满足美国碳排放限值的技术现状、前景和条件进行分析后,得出了当前的技术水平下采用冷热电联供或燃煤耦合生物质发电是两个可行且经济的手段,而进一步提高超超临界机组的热效率也具有现实可行性的结论。