ZnO纳米晶的合成、掺杂及发光性能研究

以Zn(NO_3)_2、(NH_4)_2CO_3与Y(NO_3)_3为初始原料,采用水热法制备了棒状和枝状ZnO及掺杂Y的ZnO纳米晶.采用XRD、Raman、FESEM 、EDAX和PL方法对合成产物形貌与发光性能进行表征.XRD与Raman的研究结果表明,合成的棒状和枝状ZnO纳米晶为六方纤锌矿单晶;XRD与FESEM的测试结果表明,pH值对水热产物的晶相及形貌有重要的影响;XRD结合EDAX的分析结果表明,热处理后的水热产物中Y元素掺入了ZnO基体;ZnO及ZnO-Y_2O_3的纳米晶PL谱的结果表明,产物的发光性能与制备方式有关,与此同时,ZnO-Y_2O_3纳米晶的本征发光峰发生红移,其结果与Y元素与ZnO之间的能量传递有关.     

电化学沉积Mn掺杂纳米ZnO的结构和光学性质的研究

在Si衬底上用电化学沉积方法制备了Mn掺杂ZnO纳米晶X射线衍射（XRD）的研究表明,Mn离子取代Zn离子进入到 ZnO晶格中。场发射扫描电子显微镜（SEM）图像显示,ZnO纳米晶形貌的是柱状的。从光致发光谱可以看出,由于掺杂效应导致了可见发射带扩大, PL谱从122.8k到302.2k范围的拟合结果表明,Mn掺杂导致的激子结合能的降低。     

纳米氧化铈对纳米晶硬质合金组织性能的影响

本文通过对比试验，研究了加入与未加入纳米CeO2的纳米晶WC-10％Co硬质合金的微观组织结构和性能（硬度、弹性系数、断裂韧性和耐磨性等），对纳米CeO2的作用机理进行了进一步的探讨。研究结果表明，纳米晶硬质合金在烧结制备过程中晶粒容易长大并容易生成缺碳相，而纳米CeO2的加入不但可以抑制硬质合金中碳化钨晶粒的不均匀长大，使烧结后硬质合金中的晶粒度明显减小，同时还可以显著抑制缺碳相的产生，从而大幅度提高纳米晶硬质合金的综合性能。     

纳米晶Fe1—xZrx合金组分,晶化状况对磁性的影响

用非晶晶化法制备出不同组分的Ｆｅ１－ｘＺｒｘ纳米晶合金带，研究了组分对其磁性的影响，选用磁性最好了Ｆｅ９０Ｚｒ１０纳米晶合金带，研究了不同热处理温度对其磁性和微结构的影响，探讨了其磁性优异的机理，为其应用提供了实验数据。     

纳米晶镁铝尖晶石透明微晶玻璃的晶化行为研究

利用DTA、XRD和TEM研究了制备工艺对微晶玻璃晶化行为的影响，并制备出具有纳米镁铝尖晶石为晶相的微晶玻璃。     

水热晶化法制备CeO2纳米晶

用水热晶化法制备了Ceo2纳米晶。X射线衍射（XRD）分析表明，所合成的CeO2纳米晶属于立方晶系，空间群为O^5H-FM3M。透射电镜（TEM）分析表明，CeO2纳米粒子呈球形，平均粒径小于100nm。实验发现，水热处理温度升高，CeO2粒子中含水量减少。CeO2纳米晶的相对密度随水热处理温度的升高而略有增大。     

纳米孪晶与Fe掺杂对SLM-Al力学性能影响的分子动力学模拟

通过分子动力学方法研究了不同晶态、孪晶界间距以及Fe掺杂对选区激光熔化(selective laser melting, SLM)铝力学性能的影响。结果表明,纳米孪晶对不同晶态以及是否掺杂了Fe元素的铝的强化效果具有较大的差异。在不同晶态铝中插入纳米孪晶,可以提高单晶铝的抗拉强度,但降低了等轴晶和柱状晶铝的抗拉强度。其中,柱状晶的力学性能对孪晶最敏感,抗拉强度受到影响程度最大。孪晶界间距(λ)对柱状晶铝强度的影响存在临界值(2.8nm),当λ小于2.8 nm时,柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而减小,当λ大于2.8 nm时,柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而逐渐增加,直到接近无孪晶柱状铝的强度。与不同晶态孪晶铝的强度相比,掺杂5at%Fe的不同晶态孪晶铝的强度更大,且柱状孪晶Al-5%Fe的强化效果最好,表明合理控制Fe含量和纳米孪晶形态,有望改善SLM铝的力学性能。     

TiO2纳米管阵列晶化处理研究进展

综述了近年来TiO2纳米管阵列、非金属掺杂以及金属掺杂TiO2纳米管阵列晶化的最新研究成果,指出TiO2纳米管膜晶化的核心工艺参数为晶化处理温度、升降温速率、热处理气氛等,并对今后的研究提出了展望.     

Hf、CNTs混合掺杂对纳米晶Sm5Co19合金结构和磁性能的影响

对制备出纳米晶组织的Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)合金和Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)CNTs_(0.4)合金的显微组织、晶体结构和磁性能等进行了系统表征分析。结果表明:Hf元素和碳纳米管(CNTs)的混合添加不引起Sm_5Co_(19)合金Ce_5Co_(19)型结构发生相分解,且使纳米晶组织中的晶粒变得细小,晶粒尺寸均匀分布。能谱分析表明,添加的CNTs进入纳米晶Sm_5Co_(19)Hf_(0.4)CNTs_(0.4)合金的晶界区域,产生晶界钉扎作用,显著提高纳米晶Sm_5Co_(19)合金的矫顽力。晶体结构精修表明,Hf元素进入纳米晶Sm_5Co_(19)合金晶胞结构的Sm空位,导致晶格参数a、b、c均减小,而轴比c/a增加,使Hf掺杂的纳米晶合金的磁晶各向异性增大,具有提高纳米晶合金的矫顽力的作用。本研究结果对设计制备具有高磁晶各向异性、高内禀矫顽力的Sm-Co基合金具有明确指导意义。     

孪晶密度和温度对纳米孪晶钛力学性能的影响

采用分子动力学方法模拟不同孪晶密度和不同温度下纳米孪晶钛单轴拉伸力学行为。模拟结果表明：室温下随着孪晶密度的降低,纳米孪晶钛的屈服强度出现先提升后降低的现象,材料存在临界孪晶密度。当孪晶密度小于临界孪晶密度时,孪晶界对晶粒的细化作用导致材料的强度提升。当孪晶密度大于临界孪晶密度时,孪晶界、晶界和两者交汇处的位错成核增殖成为材料变形的主导因素;且当孪晶密度远离临界值时,孪晶间隔变小、位错源增多,位错成核与增殖加剧,材料的强度降低。相同孪晶密度条件下,晶粒尺寸的减小会减少晶粒内孪晶界的数量,进而减少孪晶和晶界交汇处位错源的生成,增强了屈服强度。此外,温度的变化会影响原子的活跃程度和晶格的变形机制。随着温度的升高,原子间结合力下降,晶界附近原子结构无序化和HCP-BCC相变程度加剧引起材料的弹性模量、屈服强度下降,同时位错形核与运动的加剧影响了材料的塑性变形。     

Ce元素固溶掺杂对LaB6阴极材料电子逸出功的影响

采用稀土金属Ce元素固溶掺杂改性LaB6以降低其电子逸出功的策略,先通过熔盐法制备出La1-x Cex B6(x=0.2,0.4,0.6,0.8)固溶体纳米粉体,后经热压烧结得到La1-x Cex B6阴极材料。利用XRD、SEM等技术表征La1-x Cex B6阴极材料的组成结构,并研究了Ce元素固溶掺杂对LaB6阴极材料电子逸出功的影响。结果表明,所制备的La1-x Cex B6阴极材料为单相固溶体,致密度高,相对密度介于98.49%～98.98%之间。相对于未掺杂LaB6阴极材料,La1-x Cex B6阴极材料的电子逸出功更低,且随着Ce掺杂含量的增加电子逸出功先减小后增大,整体介于1.85～2.54 eV之间,其中La0.6Ce0.4B6阴极材料的电子逸出功最低,仅为1.85 eV。固溶掺杂Ce是降低LaB6阴极材料电子逸出功的有效途径。     

微量Al3+掺杂对钴铁氧体结构与磁学性能的影响

采用固相反应法制备CoFe2-xAlxO4(x=0,0.023,0.046,0.069,0.092)钴铁氧体系列样品,在1300℃氧气气氛下热处理后,采用X射线衍射仪(XRD)、物理性能测试系统(PPMS-9T)对样品的结构与磁性能进行了分析。结果表明,Al3+进入CoFe2O4晶格;本研究范围内微量的Al3+掺杂有助于促进CoFe2O4烧结致密化,微量的Al3+对CoFe2-xAlxO4样品的比饱和磁化强度没有损害,而样品的矫顽力略有降低。     

Pt-Ir系掺杂Zr，Mo，Y对合金相性能的影响

在Pt-Ir系中分别加入Zr、Mo、Y三种元素,研究稀有金属元素的加入对Pt-Ir系组织结构及力学和电学性能的影响.合金相在真空高频炉中熔炼.用X射线衍射仪和金相显微镜对合金相的显微组织和结构进行分析,用电桥、涡流导电仪测量合金相的电阻率,用拉力试验机测量合金相的力学性能.结果表明:稀有金属元素的加入可以有效地细化合金相的显微组织,并且提高合金相的熔点、密度、力学性能和电阻率,但是合金相的加工性能有所降低.     

掺杂不同微量元素对钼材性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了纯钼和掺杂Ti，Zr，C的TZM和掺杂La2O3的ZHM钼合金。简述了工艺过程。给出了掺杂元素的成分范围和烧结温度范围，及对它们进行搭配优选，获得了一组最合适的工艺参数，使材料的性能最好。其TZM棒材经1150℃，2h退火后，抗拉强度和延伸率分别达到800MPa和21％，ZHM棒经相同处理后分别达到650MPa和27％。TZM完全适合制作轧制无缝钢管用的钼顶头，ZHM可以做高温发热炉隔热屏用材料。     

高速喷射电沉积块体纳米晶C0-Ni合金

采用自制的高速喷射电沉积装置制备了块体纳米晶Co-Ni合金,利用SEM、TEM、XRD及EDS等方法研究了电流密度对沉积速率、电流效率及Co-Ni合金沉积层组织结构的影响,并与槽镀沉积层进行了对比.结果表明采用该方法后允许使用的极限电流密度、沉积速率及电流效率均显著增大,沉积速率高达47.33μm/min,是一般槽镀的90倍左右.随着电流密度的增加,沉积速率呈近似线性增加,但电流效率增大到一定值后基本不变.电流密度对沉积层成分影响不大,但明显减小沉积层的晶粒尺寸.与一般槽镀相比,晶粒尺寸由23.07nm减小到9.18nm.     

稀土金属离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

采用稀土金属离子(Er3+、Y3+、Nd3+)分别对LiFePO4的Li、Fe原子位进行掺杂,通过X射线衍射(XRD)、恒电流充放电及电化学阻抗(EIS)法系统地研究掺杂对LiFePO4结构和性能的影响。结果表明:掺杂试样的微观结构和性能与掺杂离子半径、取代位置密切相关。LiFe0.99Y0.01PO4试样具有最佳的电化学性能,在15mA.g-1放电电流密度下首次放电容量达到149.8mAh.g-1,当电流密度增加到300mA.g-1时,放电容量为134.3mAh.g-1,经过50次循环充放电后,放电容量保持率为99.1%。     

液-液掺杂钼镧合金中的稀土相研究

采用液-液掺杂方式及溶胶-凝胶技术制备出稀土镧掺杂钼粉,经等静压、烧结制成掺镧钼坯。利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对不同加工态下材料的组织、形貌及稀土相进行了分析。结果表明：硝酸镧La(NO3)3溶液与仲钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O溶液发生化学反应生成钼酸镧La2(MoO4)3,经焙解和还原,稀土相以La2O3的形式存在于Mo粉中,并起到细化钼颗粒的作用;烧结成坯后,La2O3弥散分布在钼基体中     

Mo掺杂对TiAl合金物性影响的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素Mo掺杂对TiAl合金体系力学性能的影响。根据计算得到的不同浓度掺杂体系的晶格常数、弹性常数、体弹模量及剪切模量发现,Mo掺杂能较好地改善TiAl合金的延性。从Mo掺杂后TiAl体系的分波电子态密度和电荷密度图,发现Ti原子的s、p、d电子均与邻近的Mo原子发生强烈的s-s、p-p、d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度。     

Ti1.8(VFe)CrNi0.2+xwt%LaNi5(x=0,5,10,20)复合合金的相结构对电化学性能的影响

采用XRD、SEM+EDS和电化学性能测试仪对复合合金Ti1.8(VFe)CrNi0.2+xwt%LaNi5(x=0,5,10,20)的相结构及其在323K下电化学性能进行表征。结果表明,随LaNi5的添加,合金由胞状晶的BCC结构的Ti-V-Cr基相和体心四方结构的Cr-Ni-Ti-Fe为主相逐渐转变为树枝晶的Ti-V-Cr-Fe-Ni为主相的BCC单结构。电化学性能显示,随x的变化,复合合金的活化及放电容量等呈规律性变化。x=5时,合金的活化和放电容量明显改善,需9次活化且达到最大值360mAh/g,这是因为棒状晶的形成和第二相Cr-Ni-Ti-Fe相与Ti-V-Cr基主相独特的协同作用。