添加物对氧化硅凝胶隔热性能影响的实验研究

纯氧化硅气凝胶孔隙率高,易碎且对红外光谱具有较强的选择透过性,高温隔热性能差。加入纤维和遮光剂可以改善材料力学性能和隔热性能,然而纤维的加入会增加气凝胶的固相导热、降低辐射传热,但总的作用是降低气凝胶的隔热性能;加入遮光剂抑制辐射传热的同时会增加固相导热,综合影响效果不仅随着遮光剂的种类、含量和大小的影响,还会随着使用温度变化。本文采用基于瞬态平面法的Hot Disk热常数分析仪在较大的温度范围内测试氧化硅气凝胶添加不同含量的Si02增强纤维和中空球、添加不同粒径和含量的SiC遮光剂对氧化硅纳米多孔材料等效导热系数的影响规律,并对比了添加SiC、ZrO_2和TiO_2遮光剂的遮光效果。     

碳黑掺杂SiO_2气凝胶热辐射特性的蒙特卡罗计算

高温环境下纳米隔热材料内热辐射的影响显著增强,遮光剂的掺杂将不可或缺。为了研究遮光剂掺杂对纳米隔热材料热辐射特性的影响,本文发展蒙特卡罗数值方法(MCM)与Mie散射理论对碳黑遮光剂颗粒掺杂的SiO_2气凝胶热辐射特性进行了理论研究。研究结果表明:优化参数后的碳黑颗粒掺杂气凝胶可以有效阻隔辐射传热,并且提高材料的隔热性能。该方法对纳米隔热材料遮光剂的选取和优化具有指导意义。     

蛋白石型光子晶体红外隐身材料的制备

基于光子晶体的红外隐身材料,主要采取一维层层堆叠结构和三维木堆结构等来实现对红外波段电磁波辐射性能的调控.本文报道了一种操作简易、成本低廉的光子晶体红外隐身材料制备方法.通过优化的垂直沉积法,微米级SiO_2胶体微球自组装成高质量的蛋白石型光子晶体结构.对SiO_2胶体微球进行优选,成功制备了禁带位于2.8—3.5μm,8.0—10.0μm的SiO_2胶体晶体蛋白石型光子晶体材料.该材料可改变目标相应波段的红外辐射特征,具有目标红外波段的隐身效果.     

SiC�ݶ�Ϳ��Բ���ʯī�������ܵ�Ӱ��

利用化学气相反应法对掺杂石墨材料进行了SiC梯度涂层,研究了SiC梯度涂层对掺杂石墨材料热力学性能以及微观结构的影响。获得了约100μm的SiC涂层,涂层后的材料导热性能下降,而机械强度有所增加。对涂层表面的物相成分分析表明,除了SiC之外,还有少量的单质Si。厚膜SiC梯度涂层的掺杂石墨材料在HT-7托卡马克装置中经等离子体放电实验后,SiC的颗粒形貌发生了明显的变化,涂层厚度下降到约30μm。     

Si衬底上插入SiO_2膜对Ag纳米颗粒陷光性能的影响（英文）

采用磁控溅射法在Si衬底上制备了SiO_2介质膜,系统地研究了SiO_2膜引入对Ag纳米颗粒的表面覆盖率、形貌、形成机理和光学性质的影响.研究发现引入SiO_2介质膜后,Ag纳米颗粒的表面覆盖率显著增加,平均粒径明显降低.基于现有的Ag纳米颗粒形成机理,提出了粗糙表面Ag膜断裂模型以解释其形貌发生变化的原因.紫外-可见光分光光度计测试表明,引入SiO_2膜并优化其厚度,可使Ag纳米颗粒的偶极消光峰最大红移86nm,但消光峰强度明显下降.数值模拟计算表明,引入SiO_2膜的Ag纳米颗粒所能散射的光子数量最小减少2×10~(18)个.因此,在Si衬底上沉积SiO_2膜,不利于Ag纳米颗粒陷光性能的提高.     

石墨烯与复合纳米结构SiO_2@Au对染料敏化太阳能电池性能的协同优化

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSCs)因其制备工艺简单、成本低廉以及优异的光学性质在近年来引起了大家的广泛关注.为了获得更优的光电性能,利用球磨法制备了一系列不同含量纳米结构SiO_2@Au和固定含量石墨烯协同掺杂的复合光阳极薄膜,并制备了相应的DSCs.研究了纳米结构SiO_2@Au和石墨烯联合掺杂对光阳极及其相应DSCs光电转换性能的影响.金纳米颗粒因其局域表面等离子体共振效应能够有效提高DSCs的短路电流密度.而石墨烯作为典型的二维材料,具有较大的比表面积以及高导电性等优异性质,有利于增加薄膜的比表面积.当纳米结构SiO_2@Au和石墨烯协同掺杂至光阳极薄膜内部,且SiO_2@Au掺杂量为1.5%时,相应电池的短路电流密度为15.59 m A·cm–2,光电转换效率为6.68%,相比基于传统纯TiO_2光阳极电池的性能分别提高了15.67%和8.8%.研究表明,基于不同含量复合纳米结构SiO_2@Au和固定量石墨烯共掺的DSCs性能的提高,主要归因于复合纳米结构SiO_2@Au的掺入,其中分布较为均匀的金纳米颗粒作为光学天线可以将光局域到颗粒表面,增强表面电磁场强度,有效增强光与物质的相互作用,优化了染料的光吸收能力,增加薄膜内部光生载流子数量.而石墨烯的引入则改善了光阳极薄膜的比表面积,增加了薄膜整体对染料的吸附量,且石墨烯良好的导电性能加快了光生载流子的传输,两者协同作用实现了DSCs的光电转换性能的优化.     

烧结温度对Ti3SiC2/SiC陶瓷材料性能的影响

以微米级TiC粉和Si粉为主要原料,Al粉为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备Ti_3SiC_2/SiC陶瓷材料,研究了烧结温度对陶瓷材料显微结构及力学性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,Ti_3SiC_2/SiC陶瓷材料的弯曲强度先提高后降低。烧结温度为1 500℃的陶瓷材料力学性能最佳,其密度为 4.88 g/cm~(-3)。     

无机缓冲层对柔性In_2O_3:SnO_2薄膜光电及耐弯曲性能影响的研究

在室温条件下采用离子辅助沉积技术在柔性衬底上依次制备无机缓冲层及In_2O_3:SnO_2(ITO)薄膜,重点研究了不同无机缓冲层对柔性ITO薄膜光电及耐弯曲性能的影响。研究发现SiO_2,TiO_2,Ta_2O_5和Al_2O_3无机缓冲层对ITO薄膜的方阻、光学透射比、耐弯曲性能等机电特性影响各异:添加SiO_2缓冲层的ITO薄膜其方阻变化率最大,方阻降低率达29.8%,而添加Al_2O_3缓冲层的ITO薄膜其方阻变化率最小,方阻降低率仅为5.6%;添加Ta_2O_5缓冲层的ITO薄膜其可见光透射比最佳,平均透射比达85%以上,而添加SiO_2缓冲层的ITO薄膜其可见光透射比最差,但其平均透射比也高于80%;SiO_2在耐弯曲半径上对ITO薄膜的改善效果比TiO_2更佳,而当ITO薄膜以弯曲半径R=0.8 cm和R=1.2 cm发生内弯时,SiO_2对ITO薄膜耐弯曲次数性能的改善效果不及TiO_2。     

SiO_2纳米孔隔热材料制备与热导率计算

以SiO_2气凝胶纳米颗粒、石英纤维和遮光剂为原料,制备了SiO_2纳米孔隔热材料.采用扫描电镜和氮气吸脱附法表征了SiO_2纳米孔隔热材料微观结构,采用瞬态平面热源法测试了材料在25～800℃, 10～10~5 Pa范围内的热导率.建立了Si02纳米孔隔热材料热导率计算方法,计算了材料在不同温度和压力下的热导率,热导率计算值和实验值相符较好,表明所发展的计算方法适用于纳米孔隔热材料的热导率计算.此外,还获得了材料气相热导率与辐射热导率随温度的变化规律,对材料结构设计及性能优化具有很好的指导意义.     

铝粉点火微观机理的光谱研究

 铝粉是一种含能高的材料，它被广泛地添加到含能材料中。利用3台单色谱仪和OMA谱仪等多种谱仪技术，研究了铝粉在几种不同环境下的快速反应微观特性。研究表明：铝粉冲击波点火的临界条件和铝粉的物理状态相关。微米铝粉点火的临界温度为2 100 K，它接近Al₂O₃的熔化温度。它表明，在空气中容易氧化的微米铝粉点火，必须使铝粉表面的氧化层熔化。在气相反应中，微米铝粉和氧的反应是主要的；和水的反应是次要的。减小微米铝粉的颗粒尺寸，可以明显提高快速反应温度。 含铝复合燃料中的液体燃料反应后的铝粉才能参与反应；铝粉添加至气相反应介质后将明显提高反应温度。     

多相的卤化物:二氧化硅磷光体

用于制备发红光的CaS:Eu~(2 )磷光体的石英容器,事后在紫外激发下发出明亮的蓝色光。对石英容器材料和相应的SiO_2粉末做了研究,并通过显微法发现了CaCl:Eu~(2 )小颗粒(～0.1—0.3μm)团。SiO_2并不明     

梯度封装胶结构设计提升白光LED光色性能

提出一种具有梯度双层掺杂纳米颗粒封装胶结构的白光LED模块,采用热溶液法在倒装芯片表面涂覆掺杂一定浓度TiO_2纳米颗粒的remote层和荧光胶薄膜层,制备成模块样品。利用仪器设备对样品的光色性能进行测试和机理分析。实验结果表明,在芯片和荧光胶薄膜间添加remote层,中心法线处的光提取率比未涂覆remote层增加了32.35%,拟合直线斜率趋向水平,光子空间分布均匀性改善明显。荧光胶薄膜掺杂SiO_2颗粒,随着SiO_2掺杂浓度增加,色温分布曲线逐渐平缓,平均色温由掺杂浓度为0%时的6199.66K下降到5103.24K,下降了21.48%。光通量测量值随着SiO_2掺杂浓度增加先提升后下降,掺杂浓度为0.6%时,达到最大值181mlm,相较于未掺杂SiO_2颗粒提高了9.70%。双层结构白光LED模块界面间通过梯度递减折射率的方式提高光子提取效率,空间颜色的一致性改善明显,为提高白光LED模块的品质提供一种借鉴。     

亮度—电压比较高的低噪声阴极射线管

英EMI Electronics公司改进了电视播送彩色电影用的阴极射线管。这种阴极射线管(型号为M×69)采用了一种新的磷光体涂层,因而改进了性能。磷光体涂层的颗粒大小是2～5微米,比标准的磷光体屏颗粒小得多。此外涂层材料经过特殊处理,尽     

基于傅里叶红外光谱的癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备机理研究

根据前期在相变储湿复合材料制备方面取得的成果,以SiO_2为载体材料、癸酸-棕榈酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料。采用傅里叶红外光谱仪对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程各阶段的合成物质进行测试,即相变材料制备阶段、SiO_2载体材料制备阶段和癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备阶段。研究SiO_2基相变储湿复合材料制备过程中SiO_2网络结构形成机理、癸酸-棕榈酸嵌入方式、癸酸-棕榈酸与SiO_2嵌合机理,阐明溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的相关机理。同时采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的物质组成和微观形貌进行测试,以佐证癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的制备机理。结果表明:通过Si—O—Si基团断裂与重组形成大量闭合孔或笼有效地将癸酸-棕榈酸包覆,从而制备形成癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料;在癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程中癸酸-棕榈酸与SiO_2仅仅为物理嵌合,未发生任何化学反应;癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料中SiO_2形成大量闭合孔或笼,一部分用于包覆癸酸-棕榈酸,发挥相变调温性能,另一部分利用其网络空隙结构,发挥储湿调湿性能,从而达到同时调节室内温度和湿度的目的。     

熔盐纳米流体比热容强化的研究

强化熔融盐的比热容对降低太阳能热发电的发电成本非常有利。采用两步水溶液法制备了以三元碳酸盐K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3(4:4:2质量比)为基盐,SiO_2(5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、30 nm、60 nm)为添加剂的三元碳酸盐纳米流体,对其比热容进行了分析,并讨论了比热容提高机制。结果表明,添加小于30 nm SiO_2的熔盐纳米流体,除10 nm SiO_2,比热容提高量相当。而对于添加大粒径60 nm SiO_2的熔盐纳米流体的比热容的提高量明显的降低。此外,三元碳酸盐纳米流体的比热容在热循环30次内具有较好的稳定性。添加纳米颗粒后的三元碳酸盐纳米流体的分解温度仍高达853.9℃。三元碳酸盐纳米流体中产生的纳米结构可能是比热容提高的主要机制。     

碳纤维结构对其辐射光谱性质的影响研究

为了研究碳纤维类高温防隔热复合材料中热辐射传输特性及对其传热性能的影响,采用数值模拟的方法,针对2维(2-D),2.5维(2.5-D)编织的碳纤维复合材料的光谱辐射特性进行了研究。通过对比时域有限差分法(FDTD)和Mie氏理论计算的微米级尺度下单根无限长圆柱的散射强度分布,验证FDTD计算碳纤维热辐射特性的正确性。采用FDTD分析了编织方式、纤维特征尺寸、纵向层数、纤维间隔及基质折射率对其辐射性质的影响。研究发现,均质块材与实际编织结构的块材光谱辐射特性差异明显,散射强度分布差异可达2个量级。     

(Bi1-x Agx)2(Te1-ySey)3粉体的机械合金化制备及其放电等离子烧结体的热电输运特性

采用机械合金化制备了n型(Bi1-x Agx)2(Te1-y Sey)3合金粉体,对其进行XRD分析表明Bi,Te,Ag,Se单质粉末,经2 h球磨后实现了合金化;SEM分析表明随着机械合金化时间延长粉体颗粒变得均匀、细小,颗粒尺寸在微米至哑微米数量级.采用放电等离子烧结制备了块体样品,研究了合金成分和球磨时间对热电件能的影响.结果表明材料的热电性能与掺杂元素有密切关系.Ag有利于提高功率因子和降低晶格热导率,球磨10 h的(Bi0.99Ag0.01)2(Te0.96Se0.04)3合金粉末的烧结块体具有最大的功率因子和最低的晶格热导率,并在323 K取得最高ZT值0.52.     

吸附作用在纳米颗粒悬浮液换热强化中的试验与机理研究

本文通过测量SiO_2纳米颗粒在不同工质、不同浓度的悬浮液在不同温度下的导热系数,结合了液氮冷冻、切割并在断面上复形的技术,并利用电镜观察了纳米颗粒在液体中的分布、团聚和液体与之的亲和性。着重分析了纳米颗粒悬浮液中SiO_2纳米颗粒与液体的亲和性对悬浮液导热性能影响的机理。文中提出了SiO_2纳米颗粒的表面吸附层和在作布朗运动时出现”微对流”而使悬浮液换热强化。     

基于VO2@SiO2核壳纳米粒子的热致变色薄膜

为解决VO_2热致变色薄膜可见光透射率低、耐候性差以及热分解法制备VO_2纳米颗粒易团聚等问题,提出了一种基于VO_2@SiO_2核壳纳米粒子的热致变色薄膜。首先利用VO(OH)_2表面负电荷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中氨基正电荷间的静电相互作用,在前驱体VO(OH)_2表面进行SiO_2包覆得到VO(OH)_2@SiO_2核壳纳米粒子,然后在Ar气氛下对其进行高温热处理得到VO_2@SiO_2核壳纳米粒子,将其分散至树脂中并涂覆在玻璃基材上得到热致变色薄膜,并对热致变色薄膜的热致变色性能及核壳粒子的耐候性进行了研究。从透射电镜照片可以看出SiO_2壳层可以阻止前驱体VO(OH)_2在热分解过程中的团聚长大,对光学性能的研究表明低折射率的SiO_2和空气能够提高热致变色薄膜的光学性能,并且当VO(OH)_2@SiO_2纳米粒子的质量分数为10wt%时复合薄膜的光学性能最佳。SiO_2壳层对VO_2的保护作用可以有效提高其抗氧化性,并且可以提升纳米颗粒在酸性环境下的耐腐蚀性,延长热致变色薄膜的使用寿命。     

微米和纳米级微粒间的交换作用及其对磁性材料性能的影响

介绍了物质结构的三个不同层次（微观－原子之间；宏观－微米级颗粒之间；介观－纳米级晶粒之间）的交换相互作用，重点讨论了纳米磁性材料中的交换耦合相互作用与材料磁性能的关系。