高定向热解石墨表面局域导电增强现象的扫描探针显微学研究

基于导电型原子力显微镜和扫描隧道显微镜的对比观察,研究高定向热解石墨表面上残留石墨片的导电增强现象.根据样品电阻的测量数据,将这种现象归结为导电针尖与石墨表面的点接触问题,并且发现接触电导和接触点处局域的电子密度成正比,从而确定石墨表面的局域导电增强现象的原因在于残留在石墨表面的石墨片具有较高的电子密度. 关键词： 扫描隧道显微镜 导电原子力显微镜 高定向热解石墨 导电性     

Cu/La2NiO4电接触材料的制备及电弧烧蚀性能研究

解决铜基触点材料因易氧化而生成不导电物质导致触点失效的关键在于提高材料的导电性能,基于导电陶瓷La₂NiO₄因其具有导电性能,论文采用溶胶凝胶法制备获得了导电陶瓷La₂NiO₄粉体,用粉末冶金法制备出致密Cu/La₂NiO₄复合材料并进行微观形貌观察和物相分析。经过电弧烧蚀后,观察表面烧蚀形貌,探讨氧化层的微观组织,并进行温升测试。研究结果表明,电弧烧蚀后的Cu/La₂NiO₄复合材料表面有裂纹并且触点表面有多种侵蚀形貌特征并存,氧化层可能因接触力的作用而脱落以提高导电性能。本论文的研究工作表明,采用铜掺杂导电陶瓷La₂NiO₄的方法,可以有效提高电触点材料电弧烧蚀后的导电性。     

导电复合材料的研制

为了适应Z-pinch物理实验对新材料的要求，2003年来对导电复合材料进行了初步研制。由于导电聚合物结构的特殊性，导致了导电聚合物机械加工性能很差，聚吡咯是一种具有较好的热、化学氧化和光照稳定性导电聚合物，因此利用有机材料作为基体，吸附吡咯同时进行氧化聚合，可得到性能较好导电复合材料。在导电聚合物的研制过程中，主要涉及基体材料的选择、氧化剂的选择以及反应时间对复合材料的表面电阻的影响。     

半导体电热膜的性能及其应用前景

1半导体电热膜成膜及导电机理 1.1成膜机理 在SnCl4的水溶液中配入SbCl3的溶液,经雾化、高温(800℃～1000℃)分解,使其在基体(石英玻璃、陶瓷、微晶玻璃等)表面沉积,形成一层导电透明薄膜,反应如下     

导电炭黑微观结构及其应用性能

以乙炔炭黑、副产炭黑和炉法导电炭黑为研究对象,较为系统地分析了与导电炭黑应用性能密切相关的微晶结构、表面性质、颗粒形貌和粒度分布特征,探讨了导电炭黑微观结构对应用性能的影响。研究结果表明,导电炭黑的微观结构决定了其应用性能,而决定应用性能的关键在于其与基体材料的匹配性。副产炭黑在橡胶和塑料中导电性能较好,乙炔炭黑在锂离子电极材料中的导电性能较好。     

超高压高温烧结中金刚石表面石墨化过程再研究

 通过3组模拟实验,考察了低压高温下金刚石表面石墨化条件和超高压高温条件下金刚石表面石墨化过程,发现在钴-碳共晶点以下、超高压高温烧结样品WC-Co基体附近区域金刚石表面已发生石墨化,XRD测试结果表明,超高压高温烧结过程中金刚石表面经历了石墨化初期、高峰期和抑制期三个阶段。     

填充碳纳米管/石墨的复合型电磁波屏蔽膜

介绍一种填充碳纳米管／石墨的复合型电磁波屏蔽膜的组成、制备及其对耐老化性能,实验发现：当碳纳米管／石墨的配比为1／7－1／2、有机聚合物／导电填料的配比为29．6／70．4－32．4／67．6时,该屏蔽具有最佳的电性能、屏蔽性能和加工性能,且在一定条件下具有负的温度系数。用多层结构模型讨论了该屏蔽膜的导电性,并与铜、镍、危险性膜的屏蔽特性进行了比较。     

Nb-Al合金高温氧化机理

通过自编软件建立了铝氧化膜与基体铌界面的原子集团模型,用递归法计算了合金的原子埋置能、原子结合能等电子参数,从电子层面分析铌合金高温氧化机理.研究表明:铝通过晶界扩散偏聚在合金表面,并与氧结合生成致密的Al2O3氧化膜,阻挡氧向铌基体扩散.晶界和稀土元素能提高氧化膜与基体间的原子结合能,增加其界面的结合强度,加强氧化膜与基体铌间的黏附性.因此,通过在合金中添加稀土元素或细化合金晶粒均能提高铌合金的抗高温氧化性能.     

千瓦级钒电池用复合石墨板的研制

钒电池作为储能电池具有广阔的应用前景，主要应用在电站调峰以平衡负荷，以及用作大规模光电转换、风能发电的储能电源和边缘地区储能系统，不间断电源或应急电源系统。导电双极板是钒电池电堆中的重要组件，要求除电化学活性外，应具有一定的机械强度、导电性好、不透液体，相当的比表面、在强酸性条件下不发生阳极氧化或溶解、有一定的导热性等。它的性能对电堆功率输出和循环寿命具有重大影响。目前此类电池常用的双极板是无孔石墨板和导电塑料板。无孔石墨板国内尚没有生产能力，采用气孔率为15％的机制石墨板进行了多次处理，并应用在钒电池中，取得了良好效果，电池输出功率可以达到1kW以上。     

感压复合材料压阻性能

随着机械装置向结构复杂化发展，常需要对复杂装置的层间挤压应力等接触应力进行研究，这需要利用薄型挤压应力传感器来进行接触测量。进行层间接触测量的传感器不但应具备良好的应力敏感特性，而且应具有优良的柔韧力学性能，选用高导电纳米炭黑、球形石墨为导电粒子，硅橡胶、天然橡胶为基材开展了颗粒填充型导电高分子复合材料的配方工艺优化研究、薄膜制备及均匀性控制方法研究及感压复合材料薄膜的压力一电阻关系研究。     

离子辐照和氧化对IG-110核级石墨中的点缺陷的影响

核级石墨是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)中的一种关键材料,在堆内用作燃料元件基体材料、结构材料和中子反射层材料.研究核级石墨辐照和氧化行为下的缺陷演化对反应堆安全具有重要意义.本文对IG-110石墨样品进行了一系列包含不同顺序和不同条件的离子辐照和氧化的实验,分为仅辐照、仅氧化、辐照后氧化、氧化后辐照,通过观察其结构、形貌、石墨化程度和点缺陷的演化,研究离子辐照和氧化对IG-110核级石墨中点缺陷的影响.拉曼光谱表明,随辐照剂量的增大,拉曼峰强比I_D/I_G先增大后减小,说明离子辐照使石墨中产生了点缺陷,且点缺陷在辐照剂量增大时进一步发生演化;氧化后石墨化程度增大,说明高温下的退火效应使点缺陷发生复合,因此氧化之后点缺陷数量减少.氧化后辐照样品的点缺陷含量低于仅辐照样品,辐照后氧化样品的点缺陷含量高于仅氧化样品.正电子湮灭多普勒展宽揭示了离子辐照后石墨中仅有点缺陷,而氧化使点缺陷部分回复.离子辐照和氧化对石墨中点缺陷的演化产生相反的影响,即离子辐照使平均S参数增大,平均W参数减小,而氧化使平均S参数减小,平均W参数增大.对于辐照后氧化的样品,850℃高温的退火效应不足以使点缺陷完全回复.     

导电塑料双极板的制备及性能

在双极性电池中，双极板是一个比较关键的部件。以全钒氧化还原液流电池为例，双极板必须在2-3mol／L钒浓度的酸性溶液中起到隔绝正负极电解液和传导电流的作用，因此对其密闭性、导电性和耐腐蚀性等性能有较高要求。双极板综合性能的优劣对电池性能有很大影响。所以在双极性电池的研究中，双极板占有重要地位。文中对导电塑料双极板进行了初步研究。     

基于激光旋转加热的非导电材料高温光谱发射率测试方法与装置

光谱发射率是表征材料热物理性能的重要参数。对于非导电材料的高温光谱发射率测试,一般采用高温加热炉加热或辐射加热的方式来进行发射率测试,存在的问题是采用高温石墨炉加热时,样品可能会与高温石墨发生化学反应,从而破坏材料原有物性;采用辐射加热,一般是单向静止加热,会存在样品温场梯度非均匀分布的问题。基于激光旋转加热和样品/黑体整体一体化设计,提出了一种“样品动中测”的非导电材料高温光谱发射率测试新方法,建立了相应的测量模型,突破了传统的 “样品静中测”的局限,样品与参考黑体共形一体化设计,采用微区域光谱辐射成像方法,同时测量参考黑体和样品的光谱辐射能量与温度。建立了激光旋转加热状态下的热传导方程,对典型样品材料的温度分布进行了仿真计算,结果表明旋转样品温场分布较为均匀,分析了温场分布与红外光谱发射率测量误差间的关系,给出了适用于本测试方法的材料的热导率下限值。基于该方法,搭建了相应的测量装置,对典型材料碳化硅在1 000 K时的光谱发射率进行了测试,在4 μm处对各个典型高温温度点的光谱发射率进行了测试,得到了碳化硅材料在红外波段的光谱发射率波长变化和温度变化规律特性。与国外的测量结果进行了比对,结果较为一致,验证了激光旋转加热光谱发射率测试方法的可行性。采用此方法,不破坏样品本身的理化特性,样品加热升温速度快,测量温度范围上限高,有效减小了激光静止单向加热带来的温度不均匀性,可同时测量出样品和参考黑体的光谱辐射亮度及温度,无需另外再设计标准高温黑体,解决了现有非导电材料高温光谱发射率测试中非均匀加热和辐射能量同步比对测量的问题,可应用于多种非导电材料高温光谱发射率的测试。     

用交流法测量钛酸钡半导体电阻中极化子导电到能带导电的转变

采用交流法测量大功率商用钛酸钡（BT）陶瓷加热器的电阻和加热功率随温度的变化关系，结果显示，BT陶瓷的电导特性在80℃附近出现了明显的转变，从低温时的极化于跳跃导电转变为高温时的能带导电，此时，电阻出现极小值，而加热功率出现极大值．     

PECVD制备AZO（ZnO:Al）透明导电薄膜

采用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）工艺在普通玻璃和Si基上制备出了方块电阻低至89 Ω,可见光透过率高达79%,对基体附着力强的多晶态的AZO（ZnO:Al）薄膜.采用PECVD法制备AZO薄膜是一种有益的尝试,AZO透明导电薄膜不仅具有与ITO（透明导电薄膜,如In₂O₃:Sn）可比拟的光电特性,而且价格低廉、无毒,在氢等离子体环境中更稳定,所获结果对实际工艺条件的选择具有一定借鉴作用和参考价值. 关键词： AZO（ZnO:Al） 等离子体增强化学气相沉积 透明导电薄膜     

人体导电演示器的设计与制作

为了演示人体以及导电能力较弱的导体的导电性,快速演示玻璃在高温下转变成导体的现象,设计了人体导电演示器．本文介绍了该演示器的工作原理和制作方法及使用方法．     

二次渗滤现象对镍基导电硅橡胶屏蔽性能的影响

通过对镍粉填充RTV硅橡胶的电阻率的测量确定了镍基导电硅橡胶的渗滤值点. 在此基础上 添加不同含量的炭黑，发现了有别于单一导电填料填充两相体系的渗滤值规律，即二次渗滤 现象. 根据导电机理模型推测了二次渗滤现象产生的原因，并对实验结果进行了拟合. 同时 针对高导电硅橡胶的屏蔽性能，发现可用Schelkunoff理论较好地描述其屏蔽效果. 结合二 次渗滤现象，分析了其对屏蔽性能的影响. 关键词： 镍粉 渗滤阈值 二次渗滤现象 导电机理     

用于低温轴密封的浸铜石墨复合材料

采用石墨作为基体材料,通过真空压力浸渍法,将铜合金浸渍入基体材料,制备了一种浸铜石墨基复合材料。测试了复合材料的硬度、线膨胀系数、导热系数、密度、孔隙率等物理性质,并与基体材料进行了对比。对材料的微观结构观测结果表明:铜合金在复合材料中形成了连续相,显著增强了复合材料的强度。铜合金浸入石墨基体后对石墨基体起到了支撑作用,使复合材料的抗压强提高三倍以上。同时,复合材料的硬度、线胀系数和导热系数有了一定程度的提高。复合材料的摩擦因数较基体有了明显的下降,这是由于浸铜石墨孔隙中形成了连续的网状铜,这对摩擦端面起到了稳定的支撑作用,使得浸铜石墨和对摩副之间形成稳定的石墨膜,起到润滑作用。     

Fe-Cr-Al合金高温氧化行为电子理论研究

从电子层面系统研究Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理,杂质硫对氧化膜黏附性的影响,稀土元素在改善氧化膜黏附性方面的作用,揭示合金氧化的物理本质.研究表明氧使Al在合金表层的环境敏感镶嵌能最低,促使Al原子从合金内部向合金表面扩散,最终在合金表面偏聚.由于氧与Al间的亲和力较大,氧原子易与Al结合生成Al2O3保护膜.杂质S在基体/氧化膜界面的环境敏感镶嵌能较低,可通过扩散偏聚在基体/氧化膜界面,削弱氧化膜与合金基体的结合力.当合金中加入Y后,Y易与S结合形成稳定的硫化物,阻碍S向基体/氧化膜界面的偏聚,显著提高氧化膜的黏附性,提高合金抗高温氧化能力.     

透明导电ZnO:Al/Cu网格复合膜及其电加热性能

为获得更优性能的无铟透明导电薄膜,需要在不损害薄膜透光性的同时提高导电性能.本文采用紫外光刻和磁控溅射,在Cu网格的表面覆盖Al掺杂的ZnO (ZnO:Al, AZO)薄膜,制备透明导电的AZO/Cu网格复合膜. Cu网格的线宽低至15μm,透光性极高,并且导电性能得到大幅度改善,覆盖稳定的透明导电AZO薄膜为Cu网格提供屏障保护.通过六边形网格形状的设计和工艺参数的优化,制备出的复合膜的可见光波段透过率达到86.4%,方块电阻降低至4.9Ω/sq,同时实现了高透光性和高导电性.成本低廉、光电性能好且环境稳定的AZO/Cu网格复合膜在透明电子领域具有广泛的应用前景,将其用于透明电加热膜,可在较低电压下实现快速、均匀、稳定的电热响应,有望作为透明的面发热膜应用于除雾除霜玻璃、热疗贴膜等.