电化学刻蚀制备宏孔硅研究

半导体硅在含HF电解液阳极氧化体系中可以形成不同的腐蚀形态.当采用背面照明,且反应电流密度小于某个临界值时,可以在N型硅抛光片沿(100)晶向刻蚀产生宏孔结构,控制电化学条件能够调整宏孔的孔径、间距等形貌参数.本文采用相同电阻率N型抛光(100)硅片,考查了恒流条件下不同工作电流、照明强度对刻蚀反应以及刻蚀表面形貌的影响.     

电化学刻蚀制备宏孔硅研究

半导体硅在含HF电解液阳极氧化体系中可以形成不同的腐蚀形态。当采用背面照明,且反应电流密度小于某个临界值时,可以在N型硅抛光片沿(100)晶向刻蚀产生宏孔结构,控制电化学条件能够调整宏孔的孔径、间距等形貌参数。本文采用相同电阻率N型抛光(100)硅片,考查了恒流条件下不同工作电流、照明强度对刻蚀反应以及刻蚀表面形貌的影响。     

电化学刻蚀制备宏孔硅研究

半导体硅在含HF电解液阳极氧化体系中可以形成不同的腐蚀形态.当采用背面照明,且反应电流密度小于某个临界值时,可以在N型硅抛光片沿(100)晶向刻蚀产生宏孔结构,控制电化学条件能够调整宏孔的孔径、间距等形貌参数.本文采用相同电阻率N型抛光(100)硅片,考查了恒流条件下不同工作电流、照明强度对刻蚀反应以及刻蚀表面形貌的影响.     

可控负载的纳米Al@CuO核壳结构阵列铝热剂的制备

Al/CuO纳米铝热剂因具有较高的反应速度成为亚稳态分子间复合物的研究热点,但氧化剂/燃料复合均匀性、阵列负载量和热应力问题是制约其在微含能器件中应用的关键。为了制备出结构更为紧密,负载量更高的新型含能材料,通过化学刻蚀与低温(200℃)脱水的方法,以泡沫铜为基底生长出高负载量的CuO纳米线阵列结构,结合磁控溅射法制备出紧密接触的纳米Al/CuO核壳结构阵列铝热剂。利用场发射扫描电镜观测(FESEM)、X线衍射技术(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和负载量计算显示:制备的CuO纳米线排列致密,负载量较高,且无Cu_2O的生成;结合热重-差示扫描量热(TG-DSC)和激光点火分析了不同溅射时间Al/CuO纳米铝热剂的能量释放与点火后形貌的改变。该方法条件温和,生成的Al@CuO纳米核壳阵列结构粗长致密,韧性较好,可广泛的应用于纳米铝热剂器件中,为纳米铝热剂的应用提供了新途径。     

新型含能材料的研究进展

介绍了高能量密度化合物、分子间亚稳态物质、纳米结构材料等新型含能材料的研究概况以及HM X球形化和纳米结构含能复合材料方面的研究进展。研究证实,高能低感炸药得到长足发展和广泛应用,非CHNO类高能量密度材料仍处于理论探索阶段,不敏感弹药主装药中现有单质高能炸药的晶体品质得到很大提高,纳米多孔硅/硝酸盐复合材料具有较强的爆炸性质,是一类值得关注的新型含能材料。研究也获得了装填RDX纳米线的碳纳米管有序阵列,建议在新型复合含能材料方面展开广泛深入的研究。     

纳米阵列式MoO_3/Al复合含能膜的制备与性能研究

采用水热法在Ti片上成功地制备出MoO_3纳米阵列膜,并利用其作为氧化剂和基底,将纳米Al粒子电泳沉积到其表面制备出纳米阵列式MoO_3/Al复合含能膜。通过X射线衍射法(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)和差示扫描量热仪(DSC)对样品进行表征,考察了纳米Al粒子电泳沉积时间对复合含能膜放热性能的影响。结果表明,MoO_3纳米阵列膜主要由热力学稳定的正交相MoO_3纳米线阵列构成,此结构显著增大了MoO_3的比表面积,更有利于Al和MoO_3有效接触,提高二者的反应活性。当沉积时间为2min时纳米阵列式MoO_3/Al复合含能膜放热量最大为1589.0 J/g。     

纳米多孔硅基复合含能材料的研究进展

综述了纳米多孔硅和纳米多孔硅基复合含能材料的国内外研究现状,通过分析认为该类复合含能材料具有反应活性高、能量可控、性能可调以及燃烧产物污染小等优点,具有很好的应用前景,但从目前的研究现状来看,还存在感度高、安全性能差、易氧化等缺点,且其爆炸反应机理也不明确,还需进一步进行制备工艺和爆炸反应机理方面的研究。     

线性离子源反应离子刻蚀多晶硅绒面结构

为探究硅片绒面结构受RIE(反应离子刻蚀)工艺参数的影响规律，采用二维流体力学漂移扩散有限元方法建立了矩形腔室电容耦合等离子体放电模型，研究射频功率和压强对等离子放电特性的影响规律，并通过实验研究不同功率(1 500、1 750、1 900 W)和压强(22—30 Pa)工艺参数下，多晶硅片经刻蚀后其表面纳米结构特征。结果表明：通过采用Cl₂、O₂和SF₆作为反应气体刻蚀形成的纳米绒面结构宽度在196—480 nm、深度在120—280 nm。射频功率的增加使得中性活性物质数密度增加，刻蚀宽度随之增加，离子数密度以及电场强度增强使得刻蚀深度增加，刻蚀速率得到提高；压强的增加只增加刻蚀宽度，对刻蚀深度几乎无影响。该方法和结论可为RIE工艺参数控制和绒面结构调控提供参考。     

纳米多孔硅的制备及其性能研究

采用sol-gel法制备了SiO2气凝胶,再利用镁热还原反应制备出纳米多孔硅,并与高氯酸钠复合制备出纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料.通过X射线衍射仪、扫描/透射电镜、X-ray能谱仪、比表面积测试仪对纳米多孔硅的成分和结构进行了表征.用热重分析仪和高速摄影机测试了纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料的热性能及爆炸性能.结果表明,在低温(≤650℃)下,通过调节温度,可以制备出不同晶态的纳米多孔硅,其具有三维无规则网络的海绵状介孔结构,孔径均一,孔径大小约10 nm,比表面积高达820.7 m2/g.在没有壳体限制的条件下,纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料在惰性气体中约510℃发生热分解,在热板烘烤下发生强烈爆炸,并伴有蘑菇云状的火焰.     

聚苯胺纳米纤维的合成及表征

以D-樟脑磺酸为掺杂剂,十二烷基苯磺酸钠为软模板,过硫酸铵为氧化剂,在水溶液体系中通过苯胺原位聚合制备得到聚苯胺纳米纤维,对其进行了紫外和红外的表征,并使用SEM对其形貌进行了观测。进一步研究结果表明,樟脑磺酸的掺杂可促进聚苯胺纳米纤维的形成,并同时起到掺杂剂和软模板的双重作用;通过控制反应的时间,可调节产物的形貌结构。     

纳米碳酸钙/二氧化硅复合粒子的制备及其在丁苯橡胶中的应用

将纳米碳酸钙的制备和表面包覆工艺融为一体,以硅酸钠为无机硅源,采用溶胶沉淀法制备出具有核壳结构的纳米碳酸钙/二氧化硅复合粒子,在纳米碳酸钙的表面包覆了一层致密的二氧化硅膜。采用TEM、红外光谱（FT-IR）、TG、XRD、BET、吸油值测定等手段对复合粒子的大小、形貌、化学组成、结构及表面性质进行了分析和表征。将复合粒子填充于丁苯橡胶,能显著提高丁苯橡胶（SBR）硫化胶的拉伸性能和撕裂性能。当填充量为75份时,拉伸强度最大,为13.6 MPa。     

金辅助化学腐蚀法制备多孔硅及其性能研究

近年来金属辅助化学腐蚀法制备多孔硅逐渐成为研究热点,但该方法存在金属颗粒易团聚、引入模板辅助刻蚀成本高昂等突出问题。为了优化多孔硅的制备技术,降低制备成本,本文研究了基于金颗粒辅助化学腐蚀的多孔硅制备方法。首先采用氯金酸还原法制备了粒径从18～80 nm的带负电荷金颗粒,3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰可以使单晶硅表面带正电荷,通过静电吸附实现了金在硅基底表面均匀、独立的沉积。在含H2O2和HF的刻蚀液中,硅基底被蚀刻成规则的孔状,多孔硅产物膜厚在添加N,N-二甲基乙酰胺作为表面活性剂时达到44. 45μm。此外,刻蚀液组成为ρ=70%(ρ=[HF]/([HF]+[H2O2]))时多孔硅刻蚀速率达到1. 23μm/min,对应的多孔硅/高氯酸钠复合含能材料爆炸光强最大,DSC放热量为1636 J/g。     

无机液相源模板法制备TiO_2纳米线及光催化性能

以无机盐TiOSO4为原料,采用多孔氧化铝模板技术,通过液相的溶胶-电泳法,制备出直径为30～70nm的TiO2纳米线。试验发现,通过对多孔氧化铝模板孔径形貌的设计,可以对纳米线的结构进行调控。由无机盐原料制备出的纳米线与有机盐原料不同,以硫酸氧钛为原料制备的无机溶胶纳米线,纯TiO2就表现出较高的可见光催化性能,这是锐钛矿纳米晶的表面分布着部分未分解结晶的过氧钛酸黄色络合物所致,它可以吸收可见光使TiO2光敏化而具有可见光活性。     

CdS量子点敏化ZnO纳米片的制备与光电性质

采用电化学沉积法在透明导电玻璃(FTO)基底上制备氧化锌(ZnO)纳米片,用KOH溶液刻蚀ZnO纳米片,得到多孔纳米片薄膜,再用化学浴沉积法(CBD)使CdS量子点沉积在ZnO纳米片表面,得Cd S敏化的多孔ZnO纳米片薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、电化学工作站研究了复合薄膜的晶体结构、形貌和光电性能。结果表明:KOH溶液刻蚀后的多孔ZnO纳米片光阳极的光电化学转换性能比ZnO纳米片有了明显的提高,光电化学转换效率随着刻蚀时间的延长先增大后减小,刻蚀时间30 min时,样品的光电转换效率提高为原来的7.2倍。多孔ZnO纳米片用Cd S量子点敏化后,Cd S量子点可以紧密、均匀地生长在多孔ZnO纳米片表面,并与ZnO纳米片形成异质结,其光电转换效率均有大幅度的提高,刻蚀60 min时的复合薄膜的光电转换效率最高,为1.176%,为量子点敏化太阳能电池的潜在应用提供实验基础。     

纳米复合含能材料的研究进展

综述了纳米复合含能材料的研究进展,通过对不同种纳米复合含能材料的制备工艺、力学性能、化学性能的分析,说明纳米复合含能材料能有效地降低炸药的感度,提高力学性能、安全性能和稳定性,改善其表面形貌、流散性和包覆效果。同时指出了纳米复合含能材料在制作工艺、应用推广、技术支持上存在不足;对其稳定性、相容性、性能表征和反应机理等方面的研究有待进一步探索。     

模板浸润法制备非极性聚合物纳米管和纳米线

以孔径为200 nm的多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用聚合物溶液或熔体浸润模板的物理方法,以非极性通用聚合物为原料,首次制备了非极性聚合物纳米管、纳米线及其阵列结构。对纳米管和纳米线的形貌和结构进行了表征,结果表明对非极性聚合物而言,温度是影响一维纳米结构的主要因素,在较低温度下只能制得纳米线;较高温度下才能得到纳米管。还指出AAO膜纳米孔的高表面效应与熔体的作用能是形成聚合物一维纳米结构的主要驱动力。     

基于压印工艺的聚合物包覆高含量纳米粒子微纳复合薄膜的制备及应用

目前将纳米粒子引入到聚合物的方法中,纳米粒子在聚合物中的组分较少。为了制备具有高含量纳米粒子的聚合物基微纳复合结构薄膜,本文提出了一种基于压印工艺的新方法。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为聚合物材料,将Si O2纳米粒子填充到硅模板的腔体中,通过压印力做功使PDMS完全渗入到硅模板腔体内,从而将Si O2纳米粒子用PDMS包覆起来,形成了一种具有高含量纳米粒子的微纳复合结构薄膜。通过扫描电镜、光学显微镜和接触角测量仪对压印后所制备薄膜的形貌和接触角进行分析。研究结果表明,采用大占空比的模板有利于聚合物向模板腔体内的填充,适当的聚合物膜厚有利于纳米粒子在聚合物内的均匀分布,纳米粒子的分散性随着聚合物黏度的降低而显著提高。所制备的薄膜具有超疏水特性,薄膜与水的静态接触角达到151°。     

亚铁离子刻蚀α-MnO2纳米棒的制备 及其氧还原性能的研究

通过简单的液相氧化还原反应，使用亚铁离子对α-MnO2一维纳米棒做表面刻蚀改性，获得了不同刻蚀程度的α-MnO2纳米棒。电化学研究表明，20%刻蚀条件下获得的纳米棒相较原样的氧还原反应活性得到提高（半波电位0.79 V对0.75 V）且加速了氧还原反应的动力学过程。与之相反的是30%过度刻蚀的纳米棒的氧还原性能和导电性则大幅度下降。氧还原性能的提升归因于材料缺陷的产生，降低了Mn4+的含量，从而使Mn3+活性位点相对提高，加速了O2吸附这一速控步骤，加快了氧还原反应的动力学过程。30%过度的刻蚀使得材料的导电性降低，导致了催化性能的下降。结果表明，适度的刻蚀能调和刻蚀作用在缺陷暴露和导电性的削弱方面的矛盾，从而获得高效的氧还原电催化剂。     

一种链状多面体银-硫化银复合纳米结构的制备

以银纳米线与单质硫为反应物,DMF为反应溶剂,在室温条件下,通过自发的化学反应制备一种具有独特的链状多面体结构的银-硫化银复合纳米复合物。这种多面体链状结构是以银纳米线为核心,多面体硫化银生长在其表面。根据不同反应时间产物的结构特点研究了该结构的生长过程。利用SEM、TEM、XRD对不同反应01时间产物的形貌特征及物相结构进行表征,结果表明,该复合结构具有良好的结晶性和独特的链状多面体结构。     

弱酸环境下硅纳米线的水热可控合成及其光学性能

以去离子水为溶剂,SiO为硅源,调节溶液的pH为6,加热至470℃,8 MPa保温8 h,成功制备出硅纳米线。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射显微镜(TEM)对硅纳米线进行了结构和形貌表征,采用光致发光(PL)光谱分析了硅纳米线的光学性能。结果表明:硅纳米线为立方金刚石结构,其生长端呈半圆形的闭合结构,纳米线由晶面间距约0.31nm的晶体硅内核与厚度小于10 nm的无定形氧化硅外鞘两部分组成;PL光谱显示硅纳米线在431 nm和462 nm处具有良好的发光性能。