纳米陶瓷的制造及其性能

本文综述了国内外纳米陶瓷研究动态,介绍了纳米粉末的特点、纳米陶瓷的制造方法、纳米陶瓷的结构特征及其相关性能.     

水解法制备M-VO_2纳米粉体

以VOSO_4和NH_4HCO_3为原料,采用水解沉淀法制备M-VO_2纳米粉体;借助TGA-DTA,XRD,IR和TEM等方法对VO_2形成机理进行了分析.结果表明:在226℃之前,VOSO_4的水解产物脱去物理吸附水,失重率达13.19%(质量分数),在226～415℃,脱去—OH基团,形成无定形VO_2;在DTA曲线上,375.7℃附近的放热峰为无定形VO_2向B-VO_2转变时的析晶峰;继续提高热处理温度和延长热处理时间,B-VO_2逐渐转变为M-VO_2.VO_2前躯体在氩气保护下500℃热处理3 h,即得到高纯度M-VO_2纳米粉体,其颗粒直径为25～80 nm,且大部分为单晶,相变温度为68℃.     

离子交换法制备金属纳米颗粒-玻璃复合材料的研究进展

如何制备出具有优良光学三阶非线性性能的金属纳米颗粒-玻璃复合材料已经成为目前研究的热点.着重介绍了离子交换法结合后续处理的方法制备金属纳米颗粒-玻璃复合材料的最新研究进展,并结合对文献资料的分析,指出了今后的研究方向和发展前景.     

Cu/AAO复合材料的制备及表征

通过阶梯降压法,成功制备出带有铝基底的有序多孔阳极氧化铝,铝基底与有序多孔氧化铝之间的阻挡层极薄。以该模板为阴极,采用循环伏安法电化学沉积技术制备出Cu/AAO纳米复合材料。分别用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法对该纳米复合材料的形貌、组成和结构进行了表征和分析。结果表明,Cu纳米线在模板中填充率高,直径约为70nm,长度可达30μm,具有面心立方单晶结构。     

银纳米颗粒在钠钙硅酸盐玻璃中的应力分析

Ag K边X射线吸收精细结构谱分析显示,包裹在钠钙硅酸盐玻璃中的银纳米颗粒的Ag-Ag原子间最近邻距离大于体材料中Ag的间距,说明此时Ag晶格膨胀.晶格膨胀程度依赖于Ag纳米颗粒掺杂玻璃的制备条件.晶格膨胀表明:包裹在钠钙硅酸盐玻璃中的银纳米颗粒处于张应力状态,这主要是由于Ag纳米颗粒与钠钙硅酸盐玻璃基质热失配造成的.     

热处理条件对硅酸盐玻璃中原位形成银纳米颗粒的影响

用离子交换结合热处理法制备银(Ag)纳米颗粒-玻璃复合材料.用透射电镜、高分辨透射电子显微镜、Ruthefford背散射谱和紫外-可见光吸收光谱研究了热处理条件对玻璃中原位形成Ag纳米颗粒的影响.结果显示:随着热处理温度升高,玻璃表面的Ag原子逐渐向玻璃内部扩散,其表面摩尔浓度逐渐降低.提高热处理温度和延长热处理时间都有利于提高玻璃中Ag纳米颗粒的体积分数.空气中,高温热处理高掺Ag量的白玻璃样品时发生二次成核,因此,Ag纳米颗粒尺寸呈双峰分布.Ag纳米颗粒尺寸的双峰分布导致其等离子体共振吸收峰出现双峰.在氢气气氛中,在250℃热处理2min,即可在玻璃中形成大量Ag纳米颗粒,颗粒尺寸小于空气中高温热处理样品的尺寸,从而引起表面等离子体共振吸收峰发生蓝移.     

钨掺杂M型二氧化钒粉体的水解法制备与结构分析

采用水解法制备不同W掺杂量的VO2(M)粉体。借助于X射线衍射仪、Fourier变换红外谱、差示扫描量热仪、X射线光电子谱仪和X射线精细结构谱对粉体的成分和结构进行表征。结果表明,W6+进入VO2晶格,形成固溶体V4+1-3xV3+2xWxO2。W掺杂降低了VO2(M)的相变温度,相变温度与W掺杂量在一定范围内成线性关系,掺杂效率约为18℃/1%(摩尔分数)。掺杂的大半径W原子部分替换了VO2(M)晶格中的V原子,晶格膨胀畸变产生的压应力通过共享顶点O,沿着W—O—V链传递到邻近的次晶格,造成V—O键键长变化,促使V周围的氧分布对称性随W掺杂量的增加而增大。当W掺杂量增大至2.5%时,单斜结构中的V—O1键和V—V1a键伸长,V—O2键和V—V1b键缩短,V—O1和V—O2峰合并成金红石结构的V—O峰,V—V1a峰和V—V1b峰合并成金红石结构的V—V1峰,即样品已转变为金红石结构。     

Ag-Cu双金属纳米颗粒在硅酸盐玻璃中的形成过程

利用两步离子交换结合H2气氛热处理的方法,制备出Ag-Cu双金属纳米颗粒/硅酸盐玻璃复合材料.结合吸收光谱和X射线光电子能谱研究了不同工艺条件下Ag、Cu在玻璃中的深度分布、价态变化及其玻璃网络结构的变化.结果表明:掺杂后的玻璃中银和铜的含量随深度不同有所不同.Ag+-Na+离子交换过程中,Ag+与非桥氧结合形成Si-O-Ag键,样品中的银主要以离子状态存在.H2气氛中热处理后,大部分与非桥氧相连的Ag+被还原,H+随即取代Ag+位置,与非桥氧形成-OH结构,还原出来的Ag0经成核和生长形成银纳米颗粒.第二次Cu+-Na+离子交换后,Cu+被引入硅酸盐玻璃,并有二价铜离子存在,再经过H2热处理后,铜离子被还原,在表层聚集生成铜纳米颗粒.     

VO_2(M/R)复合薄膜的研究进展

VO2(M/R)薄膜相变前后的红外透过率、电阻率变化显著,在光学、电学开关等领域极具应用潜力。VO2(M/R)复合薄膜能克服纯相材料本身的不足,还可以引入新的性能和结构。综述了VO2(M/R)复合薄膜的特点和主要性能,总结了薄膜的复合方式,讨论了复合薄膜制备中存在的问题,并结合近年的相变机理、制备工艺、复合方式等报道展望了VO2(M/R)复合薄膜的研究发展前景。