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摘要:无铅压电陶瓷的制备和应用是过去10年左右国际上研究的热点之一。近年来,由于无铅压电陶瓷薄膜可望在信息、传感、航空、机械、生物、医学等行业获得广泛应用,这类薄膜的制备和应用研究也已引起国际上的关注,并推动着无铅压电陶瓷薄膜材料和制备技术的不断发展。结合作者的研究工作,概括介绍了无铅压电陶瓷薄膜材料的研究进展,包括主要的无铅压电陶瓷薄膜材料;这类薄膜的主要制备方法,特别是射频磁控溅射法、脉冲激光沉积法和溶胶-凝胶法;以及无铅压电陶瓷薄膜材料可能的器件应用。
摘要:衬底材料作为半导体照明产业技术发展的基石,是半导体照明产业的核心,具有举足轻重的地位,直接决定了LED芯片的制造路线。高亮度LED的半导体材料体系对衬底材料提出的要求比传统的LED更为严格。衬底材料表面的粗糙度、热膨胀系数、热传导系数、极性的影响、表面的加工要求以及与外延材料间晶格间不匹配数,这些因素与高亮度LED的发光效率与稳定性密切相关。重点介绍几种典型材料与外延材料的晶格匹配及其加工要求,从材料制备难易程度和衬底与外延薄膜的化学稳定性对各种衬底材料进行比较分析,并对衬底材料的应用前景进行了预测。
摘要:依据源于自天然、兼容天然、用于自然、回归自然的准则,从生态环境友好材料的设计理念出发,把材料-环境-生态-健康的理念结合起来,充分利用天然矿物材料的功能属性,以仿生的方式加工微集料基元,使其成分、功能与人居环境协调兼容,阐述了调整微气候环境矿物功能材料、净化微环境矿物功能材料和优化微环境矿物功能材料,指出了生态环境矿物材料多功能化、复合化、微集料的复合特征与集成规律,首次提出了制造功能微集料和生态功能基元材料的“基因”技术、“材料芯片”技术。着重介绍了课题组在承担国家“863”高新计划开发的高性能居室空气净化矿物复合材料;粘土基元抗菌材料;防氡辐射砌筑水泥/腻子/涂料及其复合体;生态复合功能涂料;驱蚊保健功能材料;沸石基储能复合材料等研究成果,最后展望了矿物材料在未来新型生态环保材料中的发展前景。
摘要:采用直流反应磁控溅射法制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,通过四探针、紫外可见分光光度计、X射线衍射(XRD)、霍尔效应仪、扫描电镜(SEM)等对薄膜样品进行了表征,研究了溅射功率和氧分压对ITO薄膜微观结构和光电性能的影响,结果表明:溅射功率对ITO的光电性能影响较小,沉积速率随着溅射功率的增大而加快;随着氧分压的升高,载流子浓度降低,霍尔迁移率先增大后减小,电阻率逐渐增大。在优化的工艺条件下,制备了在可见光区平均透过率达85%、电阻率为1×10^-4Ω·cm的光电性能优良的ITO薄膜。
摘要:用溶胶-凝胶法制备了La、Ce、Zn掺杂锶铁氧体Sr0.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19纳米粉晶,再通过原位聚合反应法制备了掺杂锶铁氧体/聚苯胺(PAn)复合材料。用XRD、SEM、FTIR对样品进行表征,用微波网络分析仪测量了样品在2~12.4GHz频率范围的微波反射率(R)。研究结果表明,聚苯胺包覆于掺杂锶铁氧体粒子表面,Sr0.7La0.15Ce0.15Fe11.7Zn0.3O19/PAn微波吸收性能优良,具有磁损耗和电损耗协同作用。复合样品厚度为3mm时,10GHz频率位置吸收峰值为-28dB,〉10dB吸收带宽为4.7GHZ。从R随频率变化的曲线趋势看,最佳匹配厚度为2.6mm,吸收峰值接近-40dB,峰值频率高于12.4GHZ,〉10dB吸收带宽预计达到5.5GHz。
摘要:利用三维器件模拟软件,研究了深亚微米三栅FinFET的短沟道效应,并模拟了阈值电压和亚阈值摆幅随硅鳍(fin)厚度和高度的变化情况。通过优化硅鳍厚度或高度,可以有效的控制短沟道效应。在进一步对深亚微米三栅FinFET的拐角效应进行二维数值模拟的过程中,并未观察到由拐角效应引起的泄漏电流。与传统的体硅CMOS结构有所不同,拐角效应并未使得深亚微米三栅FinFET性能变差,反而提高了其电学性能。
摘要:采用水热反应法制备了ZrW2O8粉体,利用XRD、SEM、UV-vis和BET等技术对样品的晶相组成、表面形貌、光吸收性能和比表面积等物理性质进行了表征,考察了其在紫外光照射下牺牲剂存在时的光催化产氢产氧性能,并结合电子结构第一性原理计算的结果推测了样品的能带结构。结果表明:制备的样品为结晶良好且晶相单一的α相ZrW2O8粉体,晶粒形貌呈竹叶状,吸收边为300nm,比表面积为3.58m^2/g。在以CH3OH为牺牲剂的条件下,0.3%(质量分数)Pt/ZrW2O8的光解水产氢平均速率为23.4μmol/h,以AgNO3为牺牲剂的条件下ZrW2O8的产氧平均速率为9.8μmol/h。结果表明ZrW2O8是一种其能带结构能满足光解水要求的新型Zr基光解水材料。
摘要:以钨酸钠为钨源,采用水热法在不同PH值条件下制备纳米WO3粉体,通过XRD、SEM、BET等分析手段对产物的晶型结构、形貌和比表面积进行了表征,并利用紫外一可见光漫反射吸收光谱仪和测色计对所制备的样品进行光致变色性能测试。结果表明,pH=1.0和2.0时合成的产物分别为六方晶型和立方晶型的WO3粉体。其中,六方晶型的WO3所具有的规则孔道结构为光生质子H^+的传递提供了良好的通道,有利于WO3粉体产生良好的光致变色性能;而立方晶型的WO3所具有的复杂的网络结构不利于光生质子H^+的传递,因而光致变色性能较差。且pH=1.0时合成的刺猬状WO3粉体颗粒大小均匀,具有较大的比表面积和较高的反应活性,这也有利于粉体光致变色性能的提高。
摘要:在不同的衬底温度下,采用磁控溅射方法在蓝宝石(0001)衬底上制备了外延生长的ZnO薄膜。采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外分光光度计系统研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响。AFM结果表明在不同衬底温度制备的ZnO薄膜具有较为均匀的ZnO晶粒,且晶粒的尺寸随衬底温度的增加逐渐增大。XRD结果显示不同温度生长的ZnO薄膜均为外延生长,400℃生长的薄膜具有最好的结晶质量;光学透射谱显示在370nm附近均出现一个较陡的吸收边,表明制备的ZnO薄膜具有较高的质量,其光学能带隙随着衬底温度的增加而减小。
摘要:通过熔融纺丝制备出三折叶形聚碳硅烷原纤维,然后将原纤维不熔化及高温烧成得到平均当量直径为27μm、拉伸强度为1.7GPa的三折叶形碳化硅纤维。以环氧树脂为粘结剂,分别研究了有规排列长纤维及无规排列短切纤维在复合材料中的电磁性能,在X波段,有序排列长纤维的介电常数实部ε′为6.52~6.88,虚部ε″为3.02~4.03,无规排列短切纤维的介电常数实部ε′为10.5~12.0,虚部ε″为11.1~14.2,在2mm厚度下,无规排列短切纤维具有更高的介电损耗和更好的频散效应。
摘要:在反映磁流变液剪切稀化(稠化)特性的Herschel-Bulkley模型的基础上对双粘性滞回本构模型进行修正,根据液体准静态平板流动方程,得出了磁流变液在环形阻尼通道内的速度分布函数,推导出磁流变阻尼器阻尼力计算公式。在给定阻尼器活塞速度情况下对磁流变阻尼器的阻尼力进行理论计算预测;设计并制造了小型的磁流变阻尼器样机,对其进行试验测试,测试结果表明理论模型与设计方法可行。
摘要:研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应的影响因数。结果表明,磁感应效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大;当测试频率为30kHz,薄带长度为3cm,线圈匝数为300匝时,淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后的磁感应效应变化幅度最大。
摘要:用化学沉淀法(CP)合成出了锂离子电池正极材料前驱体。研究了干燥方式、反应物浓度、滤饼含水量等因素对前驱体组成及振实密度的影响。结果表明,干燥方式以及滤饼的含水量和NaOH浓度对产物的振实密度影响最大。最佳条件下可以得到振实密度为1.92g/cm^3的产物。用此前驱体和LiNO3-LiOH低共熔盐制得的产物LiCoO2振实密度达到2.95g/cm^3,高于球形LiCoO2(2.8g/cm^3)正极材料。用此前驱体制得的LiCoO2正极材料I003/I104达到26.65,首次充放电比容量为157和151mAh/g。
摘要:采用一种新的制造工艺,制备了Sn-0.65CuX(X为Ga、In、Bi、Ge、Sb、Ni、P、Re等掺杂元素)亚共晶改性钎料,研究了液态钎料在265℃温度下的抗氧化性、润湿性和漫流性。结果表明,原子掺杂与亚共晶的成分设计可以显著改善液态钎料的工艺性能,并延长钎料在使用条件下成分和性能的稳定性。在265℃大气气氛下,液态Sn-0.65CuX改性钎料表面氧化渣的生成速率仅为0.38mg/cm^2·min;当采用RMA-flux钎剂时,在铜表面的润湿时间为0.88s,3s润湿力为0.79mN,扩展率为77.5%。
摘要:在电泳显示微胶囊的制备过程中,乳化剂是非常关键的一个因素。以尿素和甲醛为壁材,采用原位聚合法制备出脲醛树脂微胶囊,并对乳化荆的种类、用量(浓度)和两种乳化剂之间的复配等因素对微胶囊的形成、形态和质量的影响进行了系统的研究。结果表明,以Span-80、Tween-80为乳化剂时,制得的胶囊表面圆滑,形貌较好,尤其以Tween-80为乳化剂时所制备的胶囊最理想;而且,当Tween-80的用量为0.039g时所制备胶囊的形貌质量最好。另外,在一定范围内,随着乳化剂用量的减小,微胶囊的形貌反而更好;同时,胶囊的粒径随着乳化剂量的减小有递增的趋势。乳化剂之间的复配结果表明,随着HLB值的增大,即复配组分中SDS的比例越大,胶囊的粒径越小,团聚加剧。红外光谱分析结果亦表明四氯乙烯已被包覆在胶囊的内部。
摘要:利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。探讨了合成温度、合成时间等因素对产品的影响。X射线衍射分析表明合成的LiNi0.8Co0.2O2具有规整的层状NaFeO2结构,充放电测试表明在3.0~4.3V的电压范围内,首次放电比容量可达168mAh/g,充放电效率为95%。结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的高密度LiNi0.8Co0.2O2正极材料。
摘要:以柠檬酸为碳源,采用机械液相球磨与高温固相烧结相结合制备了LiFePO4/C复合材料,考察了烧结温度、烧结时间、柠檬酸用量、球磨时间等工艺条件对LiFeP04/C材料性能的影响。采用XRD、SEM和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试。结果表明,合成LiFePO4/C复合正极材料的适宜工艺为,球磨时间10h,烧结温度600℃,烧结时间18h,柠檬酸用量10%,气体流量0.6L/min。在优化工艺条件下制备的LiFePO4/C复合正极材料首次放电容量可达到146.2mAh/g。
摘要:钛酸锶钡(BST)陶瓷材料在外置偏压直流电场作用下,具有高的介电可调性,可以广泛地应用于电可调陶瓷电容器以及元源可调微波器件的设计与开发。通过B-Li玻璃的有效掺杂,实现BST陶瓷材料与Ag、Cu贱金属电极材料的低温友好烧结,是发展混合集成厚膜电路的技术要求。主要采用丝网印刷工艺,在Al2O3陶瓷衬底上,制备了B-Li玻璃掺杂的Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜材料,并对其最佳烧结温度、物相结构、显微形貌以及介电性能进行了研究。结果表明,B-Li玻璃掺杂的Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜材料在950℃可以实现低温烧结,得到了厚度为20μm的均匀致密厚膜材料;相比于BST陶瓷块体材料,5%(质量分数)B-Li玻璃掺杂BST厚膜的居里峰发生了明显的弥散和宽化,介电常数显著降低;在室温和10kHz频率下,其介电常数为210,介电损耗为0.0037,介电可调性可达15%以上,可以适用于厚膜混合集成电路与可调器件的设计和开发。