循环电场下钙钛矿铁电薄膜的极化疲劳机制

将循环电场引起电荷注入并产生局部相分解的理论引入到氧空位模型中,建立了一个解析形式的钙钛矿结构铁电薄膜极化疲劳模型.结合该模型讨论了铁电薄膜与金属电极间的低介电常数界面层对疲劳特性的影响,认为界面层对疲劳的产生起关键作用.运用该模型分析了不同松弛时间、电压、温度下的疲劳特性,并与已报道的实验结果进行了对比,模型计算结果与实验数据具有很好的一致性.     

最优实验条件下碳纳米管膜电极的制备

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,在附着有催化剂的石墨片衬底上原位沉积了碳纳米管膜电极.通过正交设计方法综合研究了反应温度、镍膜厚度、沉积时间、甲烷流量对碳纳米管膜电化学性能的影响.结果表明:不同条件下制备的碳纳米管膜的电化学性能有很大差异,其中起主要作用是甲烷流量和反应温度.保持工作压强(6.5×103 Pa)和氢气的流量(100 sccm)不变,温度为700~800 ℃时,甲烷流量为5 sccm,Ni膜厚度为150 nm,生长时间为5 min,所得碳纳米管膜电极电化学性能最佳,氧化峰电流最大,达到14 nA.     

温度变化对草酸钙晶体生长的影响

草酸钙(CaOxa)是泌尿系结石的主要成份,其生长过程受诸多因素的影响.本文研究了温度对CaOxa晶体成核、生长、聚集、晶相、形貌和溶解度等的影响及其机理,对防治泌尿系结石具有启示作用.但高温地区尿石症发病率高的深层次原因还有待进一步研究.     

温度对甲烷水合物分解影响的分子动力学模拟

甲烷水合物是含有高纯度甲烷和水,可有效缓解能源危机的重要战略资源.甲烷水合物的分解动力学研究涉及水合物的开采和水合物技术的应用,一直是各国学者所关注的焦点.本文采用分子动力学模拟的方法对sI型甲烷水合物的分解动力学过程进行研究,分析讨论了温度对sI型甲烷水合物分解过程中的微观结构以及分解速率的影响.以sI型甲烷水合物作为研究对象,研究了温度对水分子的序参数以及径向分布函数的影响,结果表明在水合物分解过程中,水分子由最初的长程有序向长程无序近程有序结构演化,由密度较低的晶型结构向密度较高的液态水转变.从270 K开始不断升高体系温度至295 K,甲烷分子的碳-碳原子的径向分布函数第一峰的峰值呈升高趋势,表明温度越高,甲烷逃逸出笼子的速率越快.研究发现在分解动力学演化过程中,水分子的AOP序参数从0开始逐渐升高,最终趋于稳定在0.8附近.温度越高,分解过程的AOP曲线越陡,甲烷水合物分解越快.     

Fenton试剂对碳纳米管表面改性研究

利用Fenton试剂对碳纳米管进行表面改性,研究了Fenton, Fenton/超声波(US)以及Fenton/紫外线(UV)对碳纳米管表面的影响,并探讨了Fenton试剂与碳纳米管的作用机理.用热重分析(TGA)来观察纯化前后碳纳米管的纯度,用红外光谱(FTIR)分析碳纳米管表面官能团的变化,用透射电镜(TEM)对碳纳米管微观结构进行分析.结果表明:Fenton/UV反应能够在碳纳米管表面引入大量羟基以及少量的羧基,且不会较大程度地损坏碳纳米管的结构;机理分析表明, Fenton试剂主要是利用Fenton反应产生的羟基自由基(HO·)对碳纳米管的不饱和键进行羟基化加成.     

沉积温度对PECVD制备碳纳米管形貌的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术,以C2H2、H2和N2为反应气体,在镀Ni催化剂的Si基底上成功制备出多壁碳纳米管薄膜.采用扫描电镜研究了沉积温度对碳管形貌的影响,进一步通过扩散机制分析了多种形貌CNTs的生长机制.结果表明:沉积温度对催化剂的刻蚀和碳纳米管薄膜的形成起着决定作用,获得定向性良好、分布均匀、密度适中的碳纳米管的最佳温度是700℃.     

催化剂膜厚对碳纳米管薄膜生长的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以Ni为催化剂,在Si基底上沉积出定向性良好的碳纳米管.用扫描电镜表征了催化剂颗粒大小和相应的碳纳米管形貌.深入研究了催化剂膜厚对碳纳米管牛长的影响.结果表明:不同度的催化剂薄膜经刻蚀形成的颗粒密度、尺寸、分布等对碳纳米管的合成质量起主要作用.催化剂厚度≤5 nm时,形成的颗粒密度较小而且分布不均,制备的碳纳米管产量低、定向性差.催化剂厚度≥15 nm时,形成的颗粒较大,粘连在一起,生长时大部分被非晶碳包覆,几乎没有碳纳米管的生长.催化剂厚度为10 nm时,形成的颗粒密度大、分布较均,制备的碳纳米管纯度高、定向性好.     

拉伸载荷作用下含有裂纹缺陷的碳纳米管增强镁基复合材料应力分布分析

随着纳米电子时代的到来,具有优异性能的碳纳米管成为引起人们广泛关注.镁基复合材料是近年来发展较快的新型高强轻质复合材料.具有优良力学性能,硬度高,耐磨性良好.本文主要运用连续介质力学的理论研究碳纳米管,等效成连续介质里的类桁架结构的薄膜模型,单层石墨卷曲形成封闭的圆柱壳体,以解决碳纳米管增强镁基复合材料力学性能的计算.运用有限元软件ANSYS建立了含有裂纹缺陷复合材料模型,旨在研究裂纹缺陷在拉伸载荷作用下对复合材料的应力分布影响.分别选取无缺陷,镁基(竖向,横向,环向缺陷)模型.发现复合材料在受到拉伸载荷时,镁基(竖向缺陷)模型最易断裂,而镁基(环向缺陷)模型最不易破坏,无缺陷模型最不易屈服,而镁基(横向缺陷)模型最易屈服,且屈服应力最大值主要出现在复合材料交界处.     

碳纳米管的生产及应用

本文介绍了巴基球及碳纳米管的发现和历史,重点介绍了碳纳米管的基本性质和晶体结构,并描述了碳纳米管电传导和热传导的机理.还介绍了碳纳米管的主要生产方法和各自的优点,并根据全球碳纳米管应用研究方向,对碳纳米管的应用领域进行了探讨,对碳纳米管的应用前景及商业开发价值进行了乐观的展望.     

结构参数对阵列式碳纳米管吸波性能的影响

基于传输线理论和碳纳米管的等效电路模型,建立了阵列式碳纳米管吸波涂层的传输线模型,推导出碳纳米管的结构参数与涂层反射率的关系式,并用MATLAB作出了反射率与碳纳米管结构参数间的曲线图.通过反射率与涂层厚度关系的曲线分析,得出了计算结果与文献的实验结果能较好吻合的结论;通过反射率曲线图的研究,得到了涂层厚度和碳管间距是控制吸收强度的主要参量,而碳管长度和碳管管径是控制吸收峰值位置的主要参量等结论.     

热解火焰法制备碳纳米管:氧炔焰温度与取样高度的影响

以甲烷为碳源、Fe/Mo/Al2O3为载体催化剂,应用热解火焰法制备碳纳米管.研究了氧炔焰温度和取样高度对碳纳米管合成的影响.取样高度为80 mm时,以外围氧炔焰温度940℃、1010℃、1100℃进行了3组实验.结果表明:随氧炔焰温度升高,碳纳米管产量增加且管径明显变细.氧炔焰温度为1100℃时最适宜碳纳米管的生长.当氧炔焰温度为1100℃时,取样高度为80 mm时产量相对于取样高度60 mm时更大.但取样高度为60 mm时合成的碳纳米管更加笔直.不同取样高度下均制得了双壁碳纳米管.     

V型热解火焰合成碳纳米管的影响因素研究与分析

介绍了用V型热解火焰燃烧器制备碳纳米管的实验条件,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对碳纳米管进行表征,详细研究和分析了温度、反应物成分、催化剂、燃氧比等影响因素对碳纳米管形态的影响.结果表明:温度在800～1000 ℃之间,采用CO/H_2/He作为反应气体,用Fe(CO)_5作为催化剂时,可以得到的形态较好、杂质较少的碳纳米管.     

纳米Ge薄膜的制备及光致发光特性研究

采用直流磁控溅射技术在不同生长温度制备了一系列的Ge薄膜.应用拉曼散射、X射线衍射、光致发光等技术表征薄膜的结构.结果表明:Ge薄膜的结晶温度约为380℃,并且随着生长温度的升高,Ge的结晶性变好,晶粒长大;对不同尺寸Ge薄膜的光致发光研究表明:随着纳米Ge晶粒尺寸的减小,光致发光峰的相对强度逐渐增强,且发光峰位发生蓝移.用有效质量近似模型讨论了量子尺寸效应和介电限域效应对纳米Ge颗粒发光特性的影响.     

柠檬酸对半水硫酸钙晶须形貌稳定性影响

介绍了柠檬酸对半水硫酸钙晶须的形貌稳定性的影响及其作用机制,重点考察了柠檬酸添加量及稳定化温度对晶须形貌稳定性的影响.采用XRD、SEM和红外光谱表征晶须性质.结果表明,在30～100℃范围内,随着稳定化温度的增加,半水硫酸钙晶须形貌稳定时间增长.其中在100℃,柠檬酸添加量为0.5 wt;,半水硫酸钙形晶须形貌稳定时间可达4.0 h.由于柠檬酸的-COO-与半水硫酸钙晶须表面Ca2+键和成-COO-Ca-结构,柠檬酸以化学吸附方式吸附于晶须表面,使得晶须稳定性提高.     

气体流量对热解火焰法合成碳纳米管的影响

采用热解火焰法制备了碳纳米管,研究了不同气体流量对碳纳米管制备的影响.结果表明:He流量变化会对碳纳米管形态产生影响,CH4、H2流量变化对碳纳米管形态影响不大;He、H2、CH4流量变化会影响碳纳米管的产量,当He、H2、CH4流量比2∶3∶6时,碳纳米管产量最高且产物主要是单壁、双壁、三壁碳纳米管.     

碳纳米管/钴铁氧体复合材料的吸波性能及其优化

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了钴铁氧体(CoFe2O4),并将所得铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合吸波材料.利用微波矢量网络分析仪测量的电磁参数,研究了不同碳纳米管质量分数的复合材料的吸波性能及其优化.结果表明,碳纳米管含量对涂层的吸波性能影响相当明显,当碳纳米管的质量分数为20;时,厚度仅为1mm的涂层,最大峰值就能达到-19.2 dB,小于-10 dB的有效带宽达3.1 GHz;基于.微波介电损耗机理,研究了2～ 18 GHz范围内,涂层的电损耗功率密度,发现在厚度较薄的涂层中,碳纳米管质量分数为20;时,涂层的吸波性能最佳.     

水热反应温度对CaTi2O4(OH)2粉体微观形貌与紫外光催化性能的影响

以钛酸正丁酯和无水氯化钙为原料,采用水热法制备了不同紫外光催化特性的CaTi2O4(OH)2粉体.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相结构和微观形貌进行了分析,并结合粉体的紫外-可见吸收分光光谱表征了材料的吸收特性及带隙宽度.研究了不同水热反应温度对CaTi2O4(OH)2物相结构、微观形貌、晶体生长特性及紫外光催化性能的影响.结果表明:水热反应温度控制在160~200 ℃时,保温36 h都能得到纯的CaTi2O4(OH)2相,粉体的形貌随着水热反应温度的提高经历了由片状和颗粒垛堆到发育成完整的片状形貌过程,当水热反应温度在200 ℃时,片与片之间出现积聚现象;在水热反应温度为180 ℃时,制备的粉体具有最高的结晶度,在紫外光5 h下对罗丹明B的催化效率最佳.     

化学气相沉积法制备平直多壁碳纳米管的研究

本文研究了用焦炭还原二氧化碳后的一氧化碳作碳源,化学气相沉积法合成平直的多壁碳纳米管的工艺.研究表明在化学气相沉积条件下,用焦炭还原二氧化碳得到的一氧化碳在适当的铁基催化剂作用下,采用催化剂/碳原子共沉积的工艺可以生产出平直、并且内径很大的多壁碳纳米管.碳源中催化剂的浓度影响着纳米管的形成,而沉积温度对其没有影响.     

碳纳米管场增强因子计算模型的研究

场增强因子(β)是评价碳纳米管场发射性能的重要参数之一.本文介绍了几种计算β的模型,分析了各种因素对β的影响.通过对所得β表达式进行比较,总结了不同模型中影响场增强因子的主要因素.     

竹节型结构碳纳米管的形成机制研究

利用化学气相沉积制备碳纳米管的过程中,在含氮的气体环境中,竹节型结构的碳纳米管在催化剂的作用下可制备出来.然而,目前对其形成机制仍不十分清楚.本工作中,分析化学气相沉积制备碳纳米管过程中催化剂的状态之后,研究了碳在不同状态催化剂中的扩散,提出了新的竹节型结构碳纳米管形成机制.