电感耦合等离子体发射光谱法测定记号笔笔芯和墨水中铜和铬

报道了使用ICP-AES测定记号笔芯和墨水中的铜和铬的方法。 主要关注了不同的样品前处理方法的研究。 结果表明: 对标记用的油性记号笔笔芯和含有高分子树脂的墨水, 采用550 ℃灰化, 混合酸(V_HNO3∶V_HClO4=3∶1)溶解的方法处理样品, 是该类样品比较好的处理方法; 而对不含有高分子树脂的墨水, 采用直接用混合酸(V_HNO3∶V_HClO4=3∶1)的消解即可。 消解后的样品经稀酸酸化后, 采用ICP-AES测定铜和铬, 结果准确、稳定。该方法适合记号笔或墨水中元素的测定。     

ICP-AES法测定石膏中的多元素含量

分别采用酸溶和碱熔两种样品前处理方法处理样品,ICP-AES测定石膏中多元素。酸溶法适用于样品中CaO,SO₃,Al₂O₃,Fe₂O₃,MgO,K₂O,Na₂O,TiO₂,P₂O₅,MnO,SrO,BaO的同时测定。碱熔法适用于样品中CaO,SO₃,SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,MgO,TiO₂,P₂O₅,MnO,SrO,BaO,B₂O₃的同时测定。根据各个元素的性质、含量高低和基体因素配制了不同的系列标准溶液,确定了各个元素的最佳分析谱线和相应分析谱线下方法的检出限和定量限。结果表明,除酸溶法测定TiO₂的回收率略低外(81%～87%),两种前处理方法测定石膏样品中各元素的整体回收率为93%～110%,RSD(n=6)为0.70%～3.42%。但CaO和SO₃测定的准确度还比不上化学分析方法。采用本方法测定石膏中的CaO和SO₃仅适用于对测定结果准确度要求相对较低的情况。本方法操作简单,分析速度快,测定结果可靠,可以同时测定石膏中的多元素,综合酸溶和碱熔两种处理方法,可以实现石膏样品的全元素分析。     

交换纤维柱分离ICP-AES测定高纯氧化镱中La、Nd、Eu和Gd

以强酸型离子交换纤维柱分离富集高纯Yb₂O₃中La,Nd,Eu和Gd等痕量杂质元素,并用Optima 5300 DV ICP-AES测定分离富集后的这4种元素。供试纤维对Yb的动态吸附容量为134 mg·g-1,4.0 g纤维柱的分离条件为：pH 3.00的试液以1.0 mL·min-1流速上柱后,分离柱先以流速为1.5 mL·min-1的pH 3.00 HNO₃溶液80 mL预淋洗,再以同样流速pH 5.00的0.01 mol·L-1 EDTA铵溶液淋洗。结果表明：10 mg Yb与各为0.100 μg的La,Nd,Eu和Gd能达到基线分离;分离含100 mg Yb的试液后,在杂质富集液中Yb的残留浓度仅为0.017 1 μg·mL-1。 研究显示,当待测试液中Yb₂O₃的浓度小于100 μg·mL-1(如Yb 87.8 μg·mL-1)时,它对测定La,Nd,Eu和Gd等杂质元素的基体干扰可以忽略不计。富集倍数分别为La₂O₃ 3.68×105,Nd₂O₃ 4.20×105,Eu₂O₃ 3.82×105,Gd₂O₃ 4.01×105。方法检出限分别为La₂O₃ 0.005 0 pg·mL-1,Nd₂O₃ 0.014 pg·mL-1,Eu₂O₃ 0.001 8 pg·mL-1,Gd₂O₃ 0.008 2 pg·mL-1。本方法已用于99.99% Yb₂O₃样品中4种稀土杂质的测定,标准加入的平均回收率分别为La₂O₃ 94.2%,Nd₂O₃ 107%,Eu₂O₃ 97.8%,Gd₂O₃ 102%,RSD (%, n=5)分别为La₂O₃ 6.2,Nd₂O₃ 5.9,Eu₂O₃ 7.3,Gd₂O₃ 2.5,校正曲线不需进行Yb的基体匹配,分析周期为4 h。     

PIIID复合强化处理轴承钢表面TiN膜层的XPS表征

用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)复合强化新技术在AISI52100轴承钢基体表面成功合成了硬而耐磨的氮化钛薄膜。膜层表面的化学组成和相结构分别用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征;膜层表面的原子力显微镜(AFM)形貌显示出TiN膜结晶完整,结构致密均匀。XRD测试结果表明,TiN在(200)晶面衍射峰最强,具有择优取向。Ti(2p)的XPS谱峰泰勒拟合分析揭示出,Ti(2p_1/2)峰和Ti_2p3/2峰均有双峰出现,表明氮化物中的Ti至少存在不同的化学状态;N(1s)的XPS谱峰在396.51, 397.22和399.01 eV附近出现了三个分峰,分别对应于TiNO_y,TiN和N—N键中的氮原子。结合O(1s)的XPS结果,证实膜层中除生成有稳定的TiN相外,还有少量钛的氧化物和未参与反应的单质氮。整个膜层是由TiN,TiO₂,Ti—O—N化合物和少量单质氮组成的复合体系。     

FTIR和XPS光谱分析Co—V—O催化剂的丙烷氧化脱氢活性氧物种

制备了正钒酸钴Co₃V₂O₈,焦钒酸钴Co₂V₂O₇和偏钒酸钴CoV₂O₆三种催化剂,进行了XRD,TEM,BET,FTIR,XPS,H₂-TPR和电导等表征, 并测试了他们的丙烷氧化脱氢(ODH)制丙烯催化性能。对各催化剂的FTIR主要吸收峰做了经验归属, 并对其O(1s) XPS谱进行了分峰拟合,计算了催化剂表面不同氧物种的含量。制得的催化剂晶粒均匀,平均粒径为20～30 nm,Co₃V₂O₈和Co₂V₂O₇具有p-型半导体性质,CoV₂O₆表现n-型半导体性质。p-型半导体Co₃V₂O₈和Co₂V₂O₇的丙烷ODH催化性能优于n-型半导体CoV₂O₆,当丙烷的转化率在10%时,在Co₃V₂O₈,Co₂V₂O₇,CoV₂O₆催化剂上丙烯选择性分别为48.12%,47.82%,35.24%。FTIR,XPS,H₂-TPR和电导的研究结果表明,正、 焦钒酸钴催化剂内各种价态钒之间易于进行氧化还原反应和形成氧缺位,钴含量的增加有利于丙烷转化的未充分还原的氧物种O-₂,O2-₂,O-等增加,可以判断未充分还原的氧物种Oδ-(0＜δ＜2)是丙烷ODH活性氧物种。     

茶树叶与根表面的XPS表征

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了茶树叶与根的表面化学组成与结构。结果表明,茶树表面主要由C, O, N和Al等四种元素组成,在茶树叶远轴面还有少量的P和F。通过查阅标准图谱数据库、参照木材表面XPS分析结果,对茶树表面测得的C1s结合能采用曲线拟合与分峰,得到三种形态：结合能为285 eV的是C1,来自C—C或C—H,代表角质、蜡质等脂类化合物;C2的结合能在286.35 eV（近轴面）和286.61 eV（远轴面）,是能够与氧形成单键的C—O,主要源于表面的纤维素;C3的结合能为288.04 eV（近轴面）和288.09 eV（远轴面）,为CO基团标志,综合N（1s）的结合能（399～401 eV）和O（1s）的分峰情况,为蛋白质的酰基标志。茶树根表面除含有与叶表面相同的C1(结合能285 eV)、C2（结合能286.49 eV）和C3（结合能288.78 eV）所代表的角质、蜡质、纤维素和蛋白质之外,还出现了结合能为283.32 eV的C5。由于其结合能低于C1,推测为茶树根表面的有机金属形态。茶树叶和根表面没有木材表面具有的羧基C4,说明根系分泌的有机酸游离存在于根表面。对茶树表面O（1s）图谱的拟合结果与C（1s）结果相吻合。计算不同C和O形态所占的比例得知,茶树叶面远轴面含氧基团多于近轴面,呈较高的氧化状态,因此远轴面化学性质较活泼;与叶相比,茶树根的角质和蜡质含量显著降低,含氧基团相对增多,因此化学性质较活泼,适于水分子和其他溶质分子通过。由于蛋白质含量为根表面＞远轴面＞近轴面,表明根表面的湿润度高于叶表面,而远轴面湿润度高于近轴面。存在于茶树表面Al的结合能均大于单质铝72.7 eV,在73.50 eV以上,为Al₂O₃形态,这将增大茶树表面的吸附作用。由于根表面Al₂O₃含量高于叶面,显示根具有更强的吸附能力。     

Ti/AIN陶瓷界面反应的光电子能谱研究

用X射线光电子能谱(XPS)研究了在室温和超高真空条件下金属Ti淀积在AlN陶瓷表面上的化学反应过程.在金属Ti淀积之前,从AlN陶瓷的能谱中的Ols和Al2P的结合能可以看到因是样品的主要杂质,而且样品表面部分的Al被氧化.当样品淀积了金属Ti以后,发现刚淀积上去的Ti是氧化状态,还发现在Ti淀积的同时则Nls在高结合能处(402和406eV)出现新峰.随着Ti淀积厚度的增加,Ti低结合能的成份在增加而Al的氧化成份逐渐增加,Nls高结合能处的峰(402和406eV)也逐渐增高,更进一步成为主导地.N在 关键词：     

不同表面状态镀锡钢板铬酸盐钝化膜中铬元素的XPS分析

用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析的方法,对铬酸盐钝化镀锡钢板的正常表面及缺陷点处铬元素的含量、价态以及由铬元素组成的化合物进行了研究。用超声波的方法对铬酸盐钝化镀锡钢板进行处理后,研究了超声波处理对缺陷处的铬元素的含量、价态的影响。结果表明,钝化膜中主要含有Cr,O, Sn元素。镀锡铬酸盐钝化膜中正常表面的铬元素主要是以Cr(OH)₃,Cr单质以及Cr₂O₃的形态存在。在对镀锡板表面进行阴极电解钝化的过程中,Cr(Ⅵ)发生了转化,价态降低。在缺陷处,除了有Cr(OH)₃和Cr₂O₃以外,还有微量的Cr(Ⅵ)存在。在缺陷处铬元素的含量低于正常表面,在超声波清洗处理后,缺陷处铬元素的含量明显低于不经超声波清洗的含量。施加的超声波因产生强烈的洗脱作用,使吸附在缺陷处的微量的Cr(Ⅵ)消失。     

用固体核磁共振方法研究CeO2-γ-Al2O3混合氧化物中的Al状态

用固体核磁共振技术研究了CeO₂-γ-Al₂O₃ 混合体系中CeO₂ 和 γ -Al²O₃两相间的相互作用. 在混合物的²⁷Al MAS NMR 中,除了四配位和六配位的Al位外,有一个尖锐的位于37处的,这个峰在高场处有一宽的肩峰. 实验证实： 位于高场的宽峰来自于 γ-Al₂O₃中的五配位Al,而位于37处的尖峰则是由CeO₂ 和 γ-Al₂O₃两相间的相互作用产生的,即Al取代了CeO₂晶格中八配位的Ce. 定量研究表明,这种Al取代的量是极其有限的,整个CeO₂晶格只有1%的Ce能被Al取代.     

Fe-Cr-Al合金氧化膜形成机理电子理论研究

通过自编软件建立了Fe-Cr-Al合金表面、氧化膜/基体界面模型,采用递归法计算了合金元素在Fe-Cr-Al合金表面、氧化膜/基体界面的环境敏感镶嵌能、亲和能、结合能、态密度等电子结构参数.从电子层次系统研究了Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理、稀土元素和杂质硫对氧化膜形成过程及黏附性的影响机理.研究表明Fe-Cr-Al合金中Al的偏聚驱动力远大于Y,Cr.氧化初期氧从合金表面向合金内部扩散,合金内部Al向合金表面扩散,使合金形成富铝、氧表面层;氧与Al间的亲和力较大（亲和能低）,氧原子容易与Al结合生成Al₂O₃保护膜;合金中加入Y后,Y在合金表面偏聚,抑制Al向合金表面扩散,氧化膜的横向生长得到有效控制,从而避免氧化膜皱褶形貌的发生,提高氧化膜的黏附性;合金内部的S通过扩散汇集在基体/氧化膜界面,S使界面区原子的总能增高,总态密度降低,减小了界面的稳定性,进而削弱氧化膜与合金基体的结合力. 关键词： 电子结构 高温氧化 Fe-Cr-Al合金     

Co元素对硬质合金基底金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法, 研究了硬质合金刀具基底黏结相Co元素对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响机理. 借助Materials Studio软件建立了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型, 采用CASTEP仿真软件计算了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型的最优稳定结构. 通过仿真计算, 获得了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型的界面结合能、电荷密度图及Mulliken重叠布居数. 经对比分析后发现, 硬质合金基底中磁性元素Co的存在能转移金刚石涂层膜基界面处W元素及C元素的电荷, 从而使膜基界面处的原子因失电荷而相斥, 这直接导致了金刚石涂层膜基界面间距变大, 使得金刚石涂层膜基界面结合能降低.     

霍尔离子源辅助制备长波红外碳化锗增透膜

为了提高锗基底的透过率和环境适应性,镀制了增透保护膜。应用电子枪蒸发加霍尔离子源辅助的方法沉积了碳化锗(Ge_1-xC_x)薄膜。通过固定霍尔离子源参数,控制沉积速率的工艺得到了不同光学常数的碳化锗薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所制备的碳化锗薄膜在不同的沉积速率下均为无定形结构。采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪测量了试片的透过率,使用包络法获得了相应工艺条件下的光学常数。在锗基底上双面镀制碳化锗增透膜后,长波红外7.5～11.5 μm波段的平均透过率T_ave>85%。经过环境实验之后的碳化锗膜层完好,证明碳化锗增透膜具有良好的环境适应性。     

Comparison of tribological properties of CrN, TiCN and TiAlN coatings sliding against SiC balls in water

CrN, TiCN and TiAlN coatings were deposited on WC cemented carbide disks using enhanced cathodic arc magnetron sputtering and their topographies and structures were observed and analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. The friction and wear properties of CrN, TiCN and TiAlN coatings sliding against SiC balls in water were investigated and compared synthetically using ball-on-disk tribometer. The results showed that the CrN/SiC tribopairs showed the lowest friction coefficient of 0.076, while the TiCN/SiC tribopairs displayed the highest friction coefficient of 0.264. For the CrN/SiC tribopairs the specific wear rate of CrN coatings was lowest while that of SiC balls became highest. But for the TiAlN(TiCN)/SiC tribopairs, the specific wear rate of TiAlN coatings was highest while that of SiC balls for the TiCN/SiC tribopairs became lowest. This indicated that the friction and wear behaviors of nitride coatings/SiC balls tribo-systems in water were more strongly influenced by the anti-oxidative ability of tribomaterials in water than by their mechanical properties.     

活性层厚度对体异质结聚合物太阳能电池性能的影响

制备了MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])和PCBM (1-(3-mehyloxycarbonyl)propy1-phenyl[6,6]C₆₁)共混体系的聚合物太阳能电池。通过改变MEH-PPV∶PCBM(质量比为1∶4)混合溶液的浓度及旋涂时的转速来改变活性层的厚度,研究了器件性能随活性层厚度的变化。当旋涂速率小于4 000 r·min-1时随着厚度的减小,开路电压没有明显的变化,基本在0.8 V左右,但短路电流呈现单调上升的趋势,填充因子略有下降。当旋涂速率大于5 000 r·min-1时,开路电压和短路电流都开始下降。其中,开路电压从5 000 r·min-1时的0.78 V下降到8 000 r·min-1时的0.67 V,短路电流更是从5 000 r·min-1时的3.96 mA·cm-2下降到8 000 r·min-1 时的1.76 mA·cm-2。短路电流受光吸收和载流子传输两方面的共同影响,而活性层厚度的变化使得这两方面的影响产生相悖的效果。活性层越厚,光生激子数越多,但同时内建电场变弱,而且激子解离后得到的载流子传输到相应电极的距离越长,载流子被电极收集的概率减小。开路电压的降低则源于激子在MEH-PPV和PCBM与相应电极界面处解离比重的增加。     

CVD法SiC纤维表面碳涂层结构的拉曼光谱研究

采用激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对以C₂H₂+H₂和C₂H₂+C₃H₈+Ar为反应气体,通过直流加热化学气相沉积工艺在SiC纤维表面制备的碳涂层的微观结构及断口形貌进行了研究。结果表明,两种碳涂层的拉曼光谱中1 350,1 400～1 500和1 600 cm-1附近均观察到D,D”和G特征峰的存在。碳涂层具有类似石墨的片层结构,结构中微晶的排列显示出一定的无序性,并含有少量非晶态碳。随着沉积温度的升高,微晶尺寸有所增加,结构中的均匀性和有序度也得到改善。断口观察发现,采用C₂H₂+H₂制备的碳涂层平整、致密;而由C₂H₂+C₃H₈+Ar得到的碳涂层呈曲折的层片状。分析表明,这主要与结构中的有序度和均匀性有关。     

A novel trilayer antireflection coating using dip-coating technique

We report a new structure for broadband antireflection coating by dip-coating technique, which has minimal cost and is compatible with large-scale manufacturing. The coatings are prepared by depositing SiO 2 sol-gel film on a glass substrate, subsequently depositing SiO 2 single-layer particle coating through electrostatic attraction, and depositing a final very thin SiO 2 sol-gel film to improve the mechanical strength of the whole coating structure. The refractive index of the structure changes gradually from the top to the substrate. The transmittance of a glass substrate has been experimentally found to be improved in the spectral range of 400 1 400 nm and in the incidence angle range from 0 to at least 45 . The mechanical strength is immensely improved because of the additional thin SiO 2 sol-gel layer. The surface texture can be applied to the substrates of different materials and shapes as an add-on coating.     

Effects of pulsed bias duty ratio on microstructure and mechanical properties of TiN/TiAlN multilayer coatings

TiN/TiAlN multilayer coatings were deposited on M2 high speed steel by a pulsed bias arc ion plating system. The effect of pulsed bias duty ratio on the microstructure, mechanical and wear properties was investigated. The amount of macroparticles reduced with the increase of the duty ratio. The surface roughness was 0.0858 μm at duty ratio of 50%. TiN/TiAlN multilayer coatings were crystallized with orientations in the (1 1 1), (2 0 0) (2 2 2) and (3 1 1) crystallographic planes and the microstructure strengthened at (1 1 1) preferred orientation. At duty ratio of 20%, the hardness of TiN/TiAlN multilayer coatings reached a maximum of 3004 HV, which was 3.2 times that of the substrate. The adhesion strength reached a maximum of 77 N at 50% duty ratio. Friction and wear analyses were carried out by pin-on-disc tester at room temperature. Compared with the substrate, all the specimens coated with TiN/TiAlN multilayer coatings exhibited better tribological properties.     

一种基于三维激光点云数据的单木树冠投影面积和树冠体积自动提取算法

树冠投影面积和树冠体积是研究单木生物量估测、三维绿量测算等的重要测量因子。针对树冠结构复杂、形态各异,树冠因子难以精确测量等问题,为实现单木树冠投影面积和树冠体积的自动提取和精准测量,以三维激光扫描获取的树木点云数据为数据源,运用平面散乱点集凸包算法——Graham扫描算法和不规则体切片分割累加算法,以VC++6.0和Matlab 7.0混合编程,实现树冠投影面积和树冠体积的自动提取。以实验区选取具有代表性的22株不同树种的样木为研究对象,并与传统人工测量方法进行了对比分析。试验结果表明,树冠投影面积人工测量(A₄)结果与点云数据的自动计算(A_V)结果相关性较好,r=0.964(p<0.01),A₄高于A_V的平均值为25.5%。近似规则几何体方法树冠体积测量(V_C)结果与基于点云数据的自动计算(V_VC)结果之间呈现较强的相关性,r=0.960(p<0.001),V_C低于V_VC的平均值为8.03%。该方法基于高精度单木点云数据,实现了树冠结构的高精度快速重构、单木树冠投影面积和树冠体积的无损自动提取,可以为单木树冠结构的研究提供参考,在精准林业领域具有推广应用价值。     

用脉冲紫外激光预处理提高刀具的金刚石涂层的附着强度

 采用脉冲紫外激光（XeCl，308nm）表面消融预处理方法以硬质合金为衬底制备了金刚石涂层刀具。利用压痕法对涂层结合强度进行了测试，得到了最佳预处理工艺条件。采用碳化硅增强铝合金材料对制备的金刚石涂层刀具进行了实际切削性能实验。实验结果表明：脉冲紫外激光表面消融预处理方法的采用对刀具的金刚石薄膜涂层附着强度的提高有很大的帮助。