低能离子束沉积类金刚石膜的结构及性能研究

研究了利用低能离子束技术，在单晶硅片等多种基体表面形成类金刚石薄膜（ＤＬＣ膜）。利用透射电镜、Ｘ射线光电子能谱及拉曼光谱等分析手段对该膜进行了显微结构分析，发现类金刚石膜是含有金刚石及其它碳相的混合碳膜。对该膜性能测试表明，该膜类似金刚石的性能，其光学、电学、机械及化学性质优异。探讨了类金刚石膜生长的机理，对类金刚石膜的一些可能的应用进行了研究。     

碳基场发射冷阴极材料的研究

场发射冷阴极材料作为真空微电子器件的核心部件,在真空微电子场发射的研究与应用中占有极其重要的地位.目前碳基材料金刚石、类金刚石和碳纳米管在场发射冷阴级的研究中居统治地位.阐述了以上3种材料的制备工艺,发射特性,提出了改进其发射性能的措施,并对它们目前存在的问题及其应用前景进行了展望.     

新金刚石

新金刚石是具有面心立方(Fcc)结构的金属性碳，其空间群为Fm-3m，晶格常数为0．3594nm。尽管新金刚石和金刚石的结构不同，但其某些晶面衍射峰与金刚石一致，1991年被日本科学家Hirai命名为新金刚石(New-Diamond，Ndjamond)。2001年Konyashin用实验证实新金刚石为面心立方结构的碳。在此以前，新金刚石在许多的实验过程中也曾获得过。     

类金刚石碳膜高温摩擦学性能的研究进展

航空、航天、核能等高尖端技术迫切要求使用耐高温、耐磨、低摩擦的固体润滑涂层以保护金属零部件的表面,增加发动机、推进器等航空、航天等领域关键零部件的工作效率、输出功率和使用寿命。上世纪80年代国际摩擦学界根据工业和国防的需要将高温润滑涂层和耐磨材料定为摩擦学学科发展的重要研究方向之一。本文综述了近年来国内外高温工况条件下类金刚石碳膜的摩擦学性能研究成果,总结了类金刚石碳膜在高温环境下的摩擦学性能及其影响因素规律,阐述了类金刚石碳膜高温摩擦学行为的分析方法,提出了类金刚石碳膜高温摩擦学性能研究中存在的问题和未来发展的研究方向。     

无氢类金刚石碳膜的研究进展

介绍了无氢类金刚石碳膜的制备方法 ,它们的机械、光学、电学性能 ,将无氢与含氢的类金刚石碳膜进行了简单比较 ,总结及探讨了它们的应用     

金刚石薄膜材料的研制进展

早期,在低压高温下,沉积金刚石膜主要依赖于通过化学气相沉积工艺使碳氢化物气体发生热分解。苏联科学家在这方面进行了开拓性的工作。在低压下形成的这种膜具有一系列的结构、形态、物理性质特征。它含有较大百分比的石墨碳及其它碳或碳-氢结构。在低压下,甚至形成金刚石薄膜的过渡物——类金刚石碳膜和类金刚石碳氢膜。早期的金刚石生长速率极小,约0.1μm/h,以致于它无多少实用价值。1982年,S.Ma-tsumoto采用热灯丝化学气相沉积法,1983年M.Kamo用微波等离子体化学气相沉积法制     

金刚石半导体研究进展

金刚石具有一系列优异的物理化学性能,特别是独特的电学和热学性能,使其在半导体领域具有极佳的应用前景.通过详细评述金刚石的各种性能,以及与其他半导体材料的性能比较,提出了金刚石在半导体器件应用领域的优势.详细介绍了金刚石半导体掺杂以及金刚石半导体器件的种类和应用,并在此基础上展望了金刚石在半导体领域的应用.     

计算机编程控制CVD金刚石膜生长系统的研制与应用

在863“九五”计划期间,我们研制成功“计算机编程控制CVD金刚石膜生长系统”,并用此设备在无人值守的情况下,生长出毫米级金刚石和金刚石/硅碳氮多层膜,证明该设备安全可靠,性能优良。1 计算机编程控制CVD金刚石膜生长系统 图1(见封1)为我们研制的计算机编程控制CVD金刚石     

超微金刚石和静压金刚石的制备,特性及应用

人造金刚石已越来越成为材料研究领域的一个重要分支,介绍了利用负氧平衡炸药中碳爆轰合成的超微金刚石的制备方法,特性和应用情况,并与静压法合成的金刚石进行了相应的对比。     

掺杂对类金刚石薄膜性能的影响

类金刚石膜具有良好的机械性能、电学性能、光学性能、摩擦学性能、热学和化学性能以及生物相容性.为了进一步挖掘并改善类金刚石膜潜在性能,人们在类金刚石膜中掺入不同元素并研究了膜性能变化.总结了掺杂对类金刚石膜性能的影响.     

影响炭／炭复合材料摩擦学性能的因素分析：材料的性质

影响炭／炭复合材料摩擦性能的因素很多，综述了国内外的研究现状，评价了材料的譬质对炭／炭复合材料摩擦磨损性能的影响，阐述了模量、石墨化度、密度、预制体的类型、基体类型、热解炭结构等因素。     

A first-principle study of one-dimensional carbon atomic chain inserted single-wall carbon nanotubes

Using first principles calculations, we investigate the atomic and electronic structure of carbon nanowires (CNWs) as the carbon chain inserted into single wall carbon nanotubes (SWCNTs). It indicates that the (5,5) CNW system exhibits metallic character, however, the insertion of carbon chain can transit a semi-conducting (9,0) SWCNT into a metallic.     

CFRC梁拉敏性试验研究

碳纤维混凝土（CFRC）是在普通混凝土中均匀加入一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维而构成的一种同时具有良好力学性能和机敏性能的本征型智能材料．由于碳纤维具有导电性能，把碳纤维加入混凝土中能改善混凝土的导电性。通过试验，研究了将碳纤维加入普通的钢筋混凝土梁后构件的拉敏性能，试验结果表明，CFRC构件的电阻变化与荷载、应变、挠度、裂缝发展具有相应的对应关系，并通过试验数据，回归出CFRC电阻变化与构件荷载之间的对应关系，为CFRC在结构健康监测中的应用提供了理论依据和量化关系。     

Change in the chemical structures of carbon black and active carbon caused by CF4 plasma irradiation

Carbon black and active carbon were fluorinated by exposure to CF₄ plasma. Their surface chemical structures were studied by means of elemental analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, and inverse gas chromatography as a function of treatment time. Fluorine is mainly introduced onto the carbon black and active carbon surfaces during the CF₄ plasma treatment. The amount and type of carbon-fluorine (C-F) functionality formed on the surfaces of the carbon materials depends on the C-C framework structure as well as the plasma treatment time. C1s chemical shifts caused by C-F bonds on the fluorinated active carbon and carbon black surfaces are slightly different from those reported on the various types of fluorinated organic polymers, and have a somewhat ionic character. For the fluorinated active carbon the C-F bond is relatively stable, whereas for the fluorinated carbon black the C-F bond is unstable and has a significant ionic character. In addition, CO₂ gas adsorption characteristics on the fluorinated active carbon can be controlled by the surface C-F functionality.     

孔隙演化与C/C复合材料的疲劳行为

孔隙是C/C复合材料结构中重要的组成部分,它直接影响着材料的疲劳行为,因此,在研究C/C复合材料的疲劳行为时,考察基体以及界面中孔隙的变化具有重要的意义.综述了C/C复合材料原始孔隙结构的特点,分析了在疲劳加载过程中碳/碳复合材料孔隙结构的演化规律,强调了孔隙结构变化对碳/碳复合材料疲劳强化所作出的积极贡献,进而为其疲劳机理的研究提供依据.     

具有分形特征的碳纳米管束的储氢性能研究

分形学体现了科学与美学的完美结合,在众多领域得到了广泛的应用。该文提出了碳纳米管束的分形结构,并将该结构应用于碳纳米管的储氢问题。研究表明,分形碳管束的储氢体积密度高于普通碳管束,并且,通常只需要1级分形结构就可以得到较好的储氢性能。此外,该文通过对不同分形形式的比较,发现内部包含七个碳管的分形结构的储氢性能最优。     

氮掺杂碳纳米管的制备及其应用

氮掺杂可以调控碳纳米管的电子结构及表面性质,以吡啶氮、吡咯氮(N-5)、石墨氮、氧化吡啶、-NO2及-NH2等形式进行掺杂的含氮官能团可提高碳纳米管的氧还原催化活性、赝电容、润湿性能及供电子特性。文章综述氮掺杂碳纳米管的3种制备方法:同步原位掺杂、碳化含氮物质、后处理,及其在氧还原反应、超级电容器和支撑材料方面的应用,并综述了不同种类含氮官能团的作用。     

碳纳米管及其应用的研究现状

在世界范围内 ,碳纳米管及其应用的研究成为当前材料研究的热点。通过最近数年的研究 ,科技界对于碳纳米管的特性及应用前景有了深刻的认识。目前研究的重点集中在较大批量生产 (公斤级 /日 )和全面应用方面。     

以纳米SO_2粒子为模板由不同炭前躯体制备中孔炭(英文)

以纳米SO2粒子为模板,酚醛树脂、中间相沥青和聚丙烯腈为炭前躯体制备中孔炭。利用氮气吸附、元素分析和X-射线光电子能谱等分析了不同种类炭前躯体对中孔炭的影响。结果表明:在炭化温度和纳米粒子添加量相同的情况下,不同炭前躯体所制中孔炭的孔结构和表面化学性质不同。中间相沥青基中孔炭中微孔和中孔含量最少,酚醛基中孔炭中含有丰富的微孔和中孔,聚丙烯腈基中孔炭中含有大量的含氮官能团。     

白炭黑及其研究与应用现状

白炭黑是一种人工合成的白色质轻超细的无定形二氧化硅多孔粉体材料。本文介绍了白炭黑的组成、聚集态结构、表面结构和独特的物化性能,指出：非晶态的SiO2颗粒,纳米级的一次粒子,复杂的粒子内部结构和表面结构,是白炭黑具有比表面积大、活性高等优良物理化学性能的根本原因,因而广泛应用于橡胶、塑料、油漆涂料等行业,尤其在白色或浅色填料的应用中,与炭黑相比,具有不可替代性。通过进一步介绍白炭黑的生产工艺与工业应用现状,对比白炭黑的气相法和沉淀法两种生产工艺及其产品特点,提出今后的发展方向是：进一步改进白炭黑沉淀法生产工艺,提高产品质量;加强白炭黑表面改性技术研究,进一步提高白炭黑产品附加值。