Al和S共掺杂金红石型TiO2第一性原理研究

利用密度泛函理论体系下的第一性原理平面波超软赝势法,研究Al单掺杂和S单掺杂以及Al/S共掺杂金红石相TiO_2的能带结构、态密度和光学性质。结果表明:Al单掺杂导致禁带宽度减小为1.79eV,并且在价带上方形成了一条杂质能带;S单掺杂导致费米能级上移靠近导带,直接带隙减小为0.816eV;Al/S共掺杂导致能带结构中出现了3条杂质能带,直接带隙约0.841eV,杂质能级主要由Al原子的3p轨道和S原子的3p轨道组成。Al/S共掺杂后使TiO_2的吸收带产生红移,在可见光区具有较大的吸收系数,能够增强电子传输能力和抑制电子空穴对复合。     

水热法制备TiO_2薄膜及其光学性能

在150℃条件下,以钛酸丁酯为钛源,盐酸和蒸馏水为溶剂,采用水热法通过改变水热反应时间、Ti(OC_4H_9)_4浓度、盐酸和水的比例,在掺F-SnO_2玻璃基板上制备TiO_2薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UVVis)等对样品的形貌结构进行表征。结果表明:TiO_2薄膜由均匀排列的金红石相纳米棒阵列组成,具有良好的结晶度和明显的(002)取向,Ti(OC_4H_9)_4浓度越大,TiO_2纳米棒结合的越紧密,样品在紫外光区和可见光区都有良好的光吸收性,浓度为0.05mol/L时禁带宽度最小为2.96 e V;增大盐酸比例,会导致薄膜紫外吸收边带发生蓝移现象。     

水热工艺对TiO_2薄膜形貌结构及光学性能的影响

以Ti(OC_4H_9)_4为钛源,盐酸和蒸馏水为溶剂,改变水热温度、Ti(OC_4H_9)_4浓度,采用水热法在掺F-SnO_2玻璃基板上制备TiO_2纳米棒薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品的晶型结构、微观形貌和光吸收强度等进行表征。结果表明,制得的TiO_2薄膜由均匀排列的金红石相一维纳米棒阵列组成。温度的升高有利于TiO_2纳米棒的生长,160℃时TiO_2薄膜纳米棒之间空隙适中,具有较好的均一性和分散性。Ti(OC_4H_9)_4浓度为0.05 mol/L时,纳米棒直径大,有高的结构密度、适宜的孔隙率,垂直生长性好,薄膜与衬底接触良好,样品在紫外光区和可见光区都有良好的光吸收性;Ti(OC_4H_9)_4浓度为0.03 mol/L时,禁带宽度最小为2.78 eV。     

Mg_(80)Cu_(15)Y_5合金的非晶形成能力及晶化行为

采用单辊快速凝同法制备出厚约40μm的Mg_(80)Cu_(15)Y_5非品合金薄带,利用XRD、DSC、TEM和HRTEM研究了非品合金的非品形成能力和晶化行为,分析了品化对合金组织结构与性能的影响.结果表明:Mg_(80)Cu_(15)Y_5合金的过冷液态温度区间△T_x和约化玻璃转变温度T_(rg)分别为55K和0.58,表明其具有较强的非晶形成能力;该合金在退火温度高于473 K后发牛明显晶化,从非品基体中析出 Mg_2Cu、Cu_2Y和Mg晶体相;随着退火温度的升高,合金的硬度呈现出先升高后降低的变化趋势,这与纳米品体相颗粒的弥散析出、重溶及粗化有关.     

水热法制备掺Fe3+纳米TiO2粉体及其光学行为研究

以钛酸丁酯为前驱体,冰乙酸和无水乙醇为溶剂,以Fe(NO_3)·9H_2O为掺杂剂,采用水热法制备出Fe掺杂纳米二氧化钛粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品的晶型结构、微观形貌和光学行为等进行表征,研究水热反应温度、时间、Fe~(3+)的掺杂量对TiO_2粉体的影响。结果表明:随着水热处理时间、温度和Fe~(3+)掺杂量的变化,所得粉体均为锐钛矿相TiO_2纳米粉体,没有出现其他杂相。通过掺杂,XRD射线衍射峰强度有所降低,TiO_2晶粒生长受到抑制,晶粒平均粒径为10 nm左右。Fe~(3+)掺杂量为摩尔分数1%时,纳米TiO_2光吸收强度最强。     

热挤压快速凝固Mg80Cu15Y5合金棒材的组织与性能

用快速凝固粉末冶金技术制备了直径Φ12mm的Mg80Cu15Y5合金热挤压棒材,并研究该合金薄带、热挤压态及热处理后的组织及力学性能。结果表明:快速凝固Mg80Cu15Y5合金薄带为非晶态,热挤压后的合金棒材中有Mg2Cu、Cu2Y和Mg晶体相析出,热处理后的合金中未有新相析出;随着热处理温度的升高合金棒材的硬度呈现出先升高后降低的趋势,这与合金中Mg2Cu纳米晶颗粒的析出、重溶及长大有关。     

Cu-Cr-Zr合金的高温热变形行为

利用Gleeble-1500型热模拟试验机对Cu-0.6Cr-0.03Zr合金进行高温热压缩变形,研究了合金在550～750℃变形温度、0.01～5 s^-1应变速率条件下的热压缩变形行为,建立Cu-0.6Cr-0.03Zr合金的热变形本构方程及热加工图。结果表明:Cu-0.6Cr-0.03Zr合金的流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;Cu-0.6Cr-0.03Zr合金的流变行为可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦模型来描述,合金的热变形激活能为572.05 kJ/mol;Cu-0.6Cr-0.03Zr合金在高温热压缩变形时存在3个安全加工区,合金最佳热变形参数为变形温度770～800℃、应变速率0.01～0.05 s^-1、功率耗散效率因子32%～40%。     

粘结稀土钕铁硼永磁体模压成形工艺的研究

本文针对模压成型的快淬稀土钕铁硼粘结永磁体,着重研究了粘结剂的种类,粘结剂的含量、模压压力等参数对NdFeB粘结磁体磁性能和机械性能的影响,为粘结NdFeB磁体的应用做了技术上的探讨。     

Bi_2S_3/TiO_2纳米棒异质结阵列的制备及光电化学性能

以钛酸丁酯为钛源,通过盐酸调制的两步溶剂热法在FTO基底上制备异质结阵列Bi_2S_3/TiO_2纳米棒。利用XRD、SEM、UV-Vis和电化学工作站等测试手段对Bi_2S_3/TiO_2纳米棒异质结阵列电极的晶体结构、表面形貌、光学和光电化学性质进行了表征。结果表明,经Bi_2S_3敏化后的TiO_2纳米棒阵列薄膜对可见光的吸收明显增强,吸收光波长由400 nm增至700 nm。在标准模拟太阳光(AM 1.5 G,100 m W/cm2)照射下,复合薄膜开路电压为1.06 V,短路电流密度为0.11 m A/cm2,与纯TiO_2纳米棒薄膜相比,光电转化能力显著提高。     

反应烧结SiC材料的高温氧化行为研究

研究了反应烧结SiC材料在 110 0℃空气中的高温氧化行为。结果表明 :反应烧结SiC在110 0℃的氧化动力学曲线符合抛物线规律 ;材料的氧化受O2 和CO在玻璃态硅酸盐中的扩散所控制 ;材料中的杂质元素降低了SiO2 氧化膜的粘度 ,促进了O2 和CO在氧化膜中的扩散