稀土氧化物掺杂ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷"软心"现象的研究

掺杂稀土氧化物的大尺寸ZnO压敏陶瓷具有明显的“软心”特征,即内部电位梯度远远低于表层。经过XPS关于Zn结合能的研究、SEM关于杂质分布状况的研究及XRD关于相态的研究表明:试样内部氧和添加剂的匮乏及晶态的不完善是影响内层电位梯度的三大主要因素。     

不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析

以锌盐和碱为原料,采用水热和溶剂热法合成了三种形貌的氧化锌粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对产物的结构和形貌及表面化学状态进行了表征,并将粉体制备成厚膜型气敏元件,测试了其对几种还原性气体的气敏性能,结果表明:在工作温度为395℃时,三种形貌氧化锌对相同浓度的同种测试气体的灵敏度大小顺序为:菜花状氧化锌﹥棒状氧化锌﹥六棱柱状氧化锌。并对影响氧化锌材料气敏性的各种因素进行了分析。     

ZnO压敏电阻器的性能及发展

简要回顾了ZnO压敏电阻器的历史，阐述了ZnO压敏电阻器的性能以及当前基础性研究的现状，并对其发展进行了展望。研究了Bi2O3和TiO2的掺杂对低压ZnO压敏电阻性能和微观结构的影响规律，从理论上分析了Bi2O3和TiO2添加剂的作用机理。为ZnO压敏电阻的低压化提供了理论依据和方法。     

室温固相合成掺杂ZnO纳米粉体制备ZnO压敏电阻

以金属离子盐和草酸为原料,采用室温固相化学反应合成掺杂ZnO前驱物,根据DSC-TG分析结果,将其在450℃热分解2 h,得到掺杂ZnO粉体,并用此粉体制备了片式ZnO压敏电阻。借助XRD、TEM、BET等检测手段对粉体产物的物相、形貌、粒度等进行了表征。研究了烧结温度对ZnO压敏电阻电性能的影响。结果表明,所制备的粉体为平均粒径24 nm左右、颗粒呈球状、分散性好的纤锌矿结构掺杂ZnO。在1 080℃烧结时,ZnO压敏电阻的综合电性能达到最佳,电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数为24.36,漏电流为43μA。     

均匀沉淀法制备纳米氧化锌和片状氧化锌粉体

以氯化锌、尿素为原料 ,采用均匀沉淀法在一定条件下制备得到纳米级氧化锌粉体。并以TEM、SEM、XRD等测试手段对产物的粉体结构、形貌进行了研究。结果表明 ,在 2 0 0℃下热处理得到的氧化锌粉体结晶性能良好 ;在较大的反应物浓度及反应物浓度比下可以得到较小的晶体粒径 ,平均为 2 0nm ,且分散性好 ;在较小的浓度及较小的浓度比下得到的晶体粒径较大 ,并呈片状生长。阐述了浓度对于粒径大小的影响并得出片状氧化锌微晶生长的最佳条件。     

Plastic deformation of ZnO thin films through edge and screw dislocation movements

Columnar wurtzite grains were formed in sputtered ZnO thin films deposited on a plastic polyethylene terephthalate substrate. Selected-area diffraction patterns reveal that the columnar grains in the sputtered films present two preferred growth planes, namely, the basal (0002) and prismatic (100) growth planes. The diffraction patterns obtained also confirm that the microstructure of sputtered indium tin oxide thin films is amorphous in nature. Tensile tests indicate that the fracture strain of the ZnO thin film occurs between 1.73% and 2.14%, while the fracture strain of the indium tin oxide thin film occurs between 0.24% and 0.67%. Thus, the fracture toughness of the sputtered ZnO thin film is greater than that of the sputtered indium tin oxide thin film. High-resolution transmission electron microscopic images demonstrate that edge and screw dislocations could be identified in the sputtered ZnO thin films. Moreover, edge and screw dislocation movements may, respectively, be observed in the basal- and prismatic-oriented ZnO columnar grains of the sputtered ZnO thin films. Our results indicate that movements of the edge and screw dislocations in the basal- and prismatic-oriented ZnO columnar grains account for the plastic deformation of the investigated ZnO thin films under tensile stress.     

纳米ZnO传感阵列对多组份气体的智能识别

采用物理热蒸发法制备纯ZnO纳米线及Al,Ag,Ni掺杂的ZnO纳米线.以纯ZnO纳米线及Al,Ag,Ni掺杂的ZnO纳米线为基料分别制成气敏传感器;利用气体敏感的差异性,构建纳米ZnO基气敏传感器阵列,结合BP人工神经网络来实现纳米ZnO基气敏元件对目标混合气体组分和相对浓度的识别.结果表明:将传感器阵列输出灵敏度值进行处理后,输入BP神经网络完成训练,能够准确识别混合气体(CO,H2,CH4)的组分与相对浓度。     

Si基薄膜太阳电池绒面ZGO透明导电膜的研究

采用孪生对靶直流磁控溅射的方法在室温下制备高质量的Ga掺杂ZnO(ZGO)透明导电薄膜,用HCl腐蚀的方法获得满足光散射特性的绒面ZGO薄膜。制备的ZGO样品为具有六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)方向的择优取向。腐蚀后,绒面ZGO薄膜的晶粒度减小,电阻率基本不变。在可见光范围内,绒面ZGO的反射率比平面ZGO的反射率下降了10%左右。将绒面ZGO薄膜应用于p-i-n型非晶Si薄膜太阳电池中,有效提高了太阳电池性能,使得电池的短路电流提高到17.79 mA/cm2,电池的转换效率增加到7.23%。     

离子液体中棒状ZnO粉体的制备及光催化性能

制备了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([emin]Br),以该离子液体为模板剂,采用水热法制备了亚微米级棒状ZnO粉体。经扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)等对样品进行了表征和分析。结果表明,该方法制备出具有六方纤锌矿结构的棒状亚微米级ZnO粉体,棒长为2~3μm,直径为500~600 nm;以高压汞灯为光源,以ZnO粉体为光催化剂,对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,光降解90 min后,其去除率达到93.3%。     

多壁碳纳米管负载ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶法,以醋酸锌和硝酸处理过的多壁碳纳米管（MWCNTs）为主要原料,制备了MWCNTs-ZnO光催化复合材料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了制得样品的形态结构;通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）,在紫外光照射下,分析比较了MWCNTs-ZnO复合材料、MWCNTs和ZnO的混合物以及纯ZnO对甲基橙光催化降解的性能。结果表明：在相同条件下MWCNTs-ZnO复合催化剂对甲基橙光降解有着最高的光催化活性。讨论了复合催化剂用量、重复使用等因素对甲基橙光催化降解效果的影响,并就复合催化剂的抗光腐蚀机制进行了初步的探讨。