Mg2Si化合物在静水压下的电子输运性能研究

本文基于第一性原理采用全电势线性缀加平面波方法和波尔兹曼理论运算了在静水压下Mg₂Si的电子和热电性能. 研究发现, 对于n型载流子控制Mg₂Si输运性质, 应变达到0.02时, 室温情况下, 热电性能参数得到了明显提高, 其塞贝克系数增幅为26%, 功率因数增幅47%; 高温时, 功率因数增幅45%. 而对于主要载流子为空穴时, 其热电系数最值出现在应变为0.01时. 但其数值与未施加静水压的结构相比提高不多, 表明对于p型Mg₂Si半导体应变对其输运性能的影响不大. 并且结合电子能带结构图解释这些现象.     

温度对AACVD法制备AZO透明导电薄膜的影响

低成本、大面积、沉积速率高、均匀性好、光电性能优良的Al掺杂ZnO薄膜(AZO)制备技术依然是透明导电薄膜领域研究的重点之一。本文采用冷壁式气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)技术在玻璃衬底上制备了AZO透明导电薄膜,研究了衬底温度对薄膜结构和光、电性能的影响。利用X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见光谱和光致发光光谱等对样品进行了表征。结果表明:在AACVD法生长AZO薄膜的过程中,衬底温度对AZO薄膜晶面的择优取向生长影响呈起伏式变化。明显的电学性能的转变温度发生在约400℃,光学性能和晶面的择优取向生长变化出现在约450℃。讨论了温度对AACVD法制备AZO透明导电薄膜结构和光、电性能影响的微观机制。400℃时沉积的AZO薄膜方阻190Ω/□,平均透过率为80%。     

稀土元素取代对Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了5种稀土元素部分取代V对Ti_0.26Zr_0.07V_0..24Mn_0.1Ni_0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti_0.26Zr_0.07V_0.24Mn_0.1Ni_0.33和Ti_0.26Zr_0.07V_0.24-xMn_0.1Ni_0.33RE_x（x=0.005;RE=La,Ce,Nd,Ho,Y）均由体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相组成。在合金中加入稀土元素,会使合金中两相的晶胞体积同时增大。稀土元素部分取代V均改善了合金电极的活化性能。La和Nd元素取代后,合金电极的最大放电容量明显增加,而Ce的取代提高了合金电极的循环稳定性。Ce,Nd,Ho,Y均改善了合金电极的倍率放电性能。合金电极在高温状态下表现出了良好的放电性能,其中Nd在333K时放电容量可达550.4mAh·g^-1。稀土元素对荷电保持率的影响各异。     

MgH2-MoS2-PP复合材料的储氢性能

通过球磨法制备了MgH₂-MoS₂-PP（PP=热解聚苯胺,w_MOS2=w_PP=8.33%）复合材料。与纯MgH₂对比研究发现,复合材料的初始放氢温度从650 K下降到550 K,并且在573 K下,75 min内的放氢量从0.38%（w/w,下同）提高到2.36%。在423 K下,放氢后产物可在40 min内吸氢2.45%,比纯MgH₂高出2.13倍。放氢反应的活化能比纯MgH₂（101.83 kJ·mol^-1）降低了28.81 kJ·mol^-1。MgH₂-MoS₂-PP复合材料的性能提高是由于PP能够均匀地减小Mg颗粒尺寸,并提高MoS₂在体系放氢与再吸氢过程中的催化效率。     

杯[4]醌/N掺杂的无定形碳纳米纤维复合材料储锂性能

生物质甲壳素来源丰富、廉价易得、N含量高且具有纤维结构,经高温碳化即可获得导电性良好的多孔碳材料。 杯[4]醌(Calix[4]quinone,C4Q)的理论比容量高达447 mA·h/g,但它在传统电解液中的高溶解性和导电性差限制了其在锂电池中的实际应用。 为了解决上述问题,本文以甲壳素为原料,经高温处理制得了N掺杂的无定形碳纳米纤维材料(NACF),并利用其多孔结构吸附C4Q,制备出C4Q/NACF(质量比为1:1)复合材料。 该复合材料在0.1 C电流密度下,首圈放电比容量为426 mA·h/g,循环100圈后比容量为213 mA·h/g,甚至在1 C电流密度下,C4Q/NACF复合材料仍有188 mA·h/g的放电比容量。 实验结果表明,利用NACF碳材料固载C4Q的方法可以提高C4Q锂离子电池的循环稳定性和导电性。     

纳米压痕和划痕法对含氧化铈薄膜机械性能的测定

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了CeO2-TiO2单层膜、TiO2-SiO2单层膜和CeO2-TiO2/TiO2-SiO2双层膜,采用纳米压痕和划痕法对薄膜的机械性能(纳米硬度、弹性模量、临界载荷、摩擦系数)进行了分析.实验结果表明,双层膜与玻璃基体的附着力以及弹性模量、硬度等指标均大于单层膜,由TiO2-SiO2组成的内层,对强化附着力起到了关键作用.     

聚氨酯包裹尿素缓/控释肥膜结构的FTIR研究

制备了聚氨酯包裹尿素缓/控释肥,采用傅里叶变换红外光谱法,研究了润滑剂蜡、尿素基体、异氰酸酯用量对聚氨酯在尿素表面成膜时的影响以及膜层的结构特征.将聚氨酯包裹尿素放入到氨水中浸泡28 d,模拟一种聚氨酯包裹尿素在土壤中所处的环境,发现随着浸泡时间的延长,游离NH振动吸收与脲C=O振动吸收的强度及谱带而积逐渐增加,脲C=O振动吸收位置向高波数移动.而将聚氨酯包裹尿素放入到水中浸泡28 d,这种趋势并不明显,这说明碱性条件埘聚氨酯膜层的破坏比水严重,因此聚氨酯包裹尿素在土中养分释放速度明显比水快,而化学交联密度较高的膜层,结构相对稳定,聚氨酯包裹尿素在水中及土壤中培养时,养分释放速率基本一致.     

V形高双折射光子晶体光纤特性研究

本文基于全矢量有限元法,设计了一种V形结构高双折射光子晶体光纤,数值分析结果表明:当光纤的包层孔间距Λ为1.0 μm,包层大空气孔D和小空气孔d分别为0.95 μm,0.7 μm时,在波长为1.55 μm处,该光纤的双折射度B达到1.225×10^-2,比传统光纤高约两个数量级. 另外,分别在可见光和近红外波段出现了两个零色散波长,使钛宝石飞秒激光器工作波段(700—980 nm) 处于光纤的反常色散区,为新颖的光子晶体 关键词： 光子晶体光纤 高双折射 有限元法 V形结构     

C波段具有平坦近零色散光子晶体光纤的一种改进设计方法

光子晶体光纤的最内层空气孔在拉制过程中容易发生形变,从而严重影响色散. 基于多极法,模拟了当最内层空气孔为不易发生形变的较小值时,第二、三层空气孔对色散的影响,结果表明这种简单的色散控制方法也可以实现零色散点的快速平移,且保持色散平坦. 以此为基础,设计了应用于C波段具有近零平坦色散的光子晶体光纤,色散系数为-0.24-0.33 ps/(km·nm). 模拟表明,从第五层开始增加空气孔的层数对已设计光纤的色散影响很小,可以通过增加空气孔的层数得到理想的限制损耗. 这一方法亦适用于S,L波段具有类似性质PCF的设计. 关键词： 光子晶体光纤 色散系数 多极法 限制损耗     

聚苯胺-聚乙烯醇电致变色复合膜

以微型高分子化学实验的方法设计了合成聚苯胺／聚乙烯醇电致复合膜实验。讨论了聚合时间、电压、酸浓度、聚乙烯醇含量等因素对复合膜电致变色性的影响。将较为复杂的生产工艺以简单直观的学生实验表现出来,对学生实践能力的培养具有一定的意义。