王杰
,
徐友龙
,
马建华
,
张选红
,
蒙林斌
,
石洪富
,
蒋春强
,
彭丹
稀有金属材料与工程
在三氯化钌(RuCl3)水溶液中,采用循环伏安法在钽电极表面电化学沉积无定形水合氧化钌(RuO2·xH2O)作为超级电容器电极材料.能谱分析表明,在循环伏安负向扫描时Ru3+在钽电极表面还原为钌金属(Ru),沉积的Ru在随后的正向扫描时被氧化为RuO2·xH2O.扫描电镜观测显示出负向扫描沉积的Ru为纳米尺度,因而获得了纳米结构的RuO2·xH2O.由于纳米结构可以提高电极比表面积和显著缩短离子和电子的传输路径,因而获得了具有高电化学活性的RuO2基超级电容器电极材料.循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱测试证实,该电极材料在38％(质量分数,下同)的H2SO4溶液中具有接近理想电容器的容量行为,比容量高达730 F·g-1(扫描速率为50 mV·s-1).在质量负载为1.2mg·cm-2时,比容量仍高达700 F·g-1.另外,其容量在10万次循环后仍保持不变,充放电效率接近100％.并且该方法可以直接在钽金属基底上电化学沉积RuO2·xH2O,避免了在常规电化学沉积法中需要的预涂层.
关键词:
氧化钌
,
超级电容器
,
电化学
,
循环伏安
石富文
,
孟祥键
,
王根水
,
林铁
,
李亚巍
,
马建华
,
孙兰
,
褚君浩
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2005.02.018
采用Sol-gel方法在生长有LNO3的Si(100)衬底上制备了掺Mn的PbZr0.5Ti0.5O3铁电薄膜(PMZT).PMZT薄膜具有优良的铁电性.在外加电场下观察到了非对称剩余极化翻转行为.这种剩余极化的翻转不对称随着锰掺杂浓度的增加而变大,从而表明极化过程中产生的内建偏压电场是由Mn的掺杂引起的.当薄膜厚度保持不变时候,PMZT薄膜的剩余极化(Pr)和平均矫顽电场(Ec)随着锰掺杂浓度的增大而减小.在低频下,PMZT薄膜的介电常数随着锰的掺杂浓度的增加而减小.瞬时电流随着时间的呈指数衰减,最后到达饱和的稳态值.样品的漏电流密度随着电压的增加而近似地线性增加,显示出欧姆特性.在相同电压下,漏电流密度随着Mn掺杂浓度的增加而增加.
关键词:
铁电薄膜
,
剩余极化
,
介电特性
孙骐
,
吴广明
,
周斌
,
黄耀东
,
邓忠生
,
马建华
,
沈军
,
王珏
功能材料
二氧化硅气凝胶薄膜是一种应用广泛的功能材料.本文采用sol-gel技术和dip-coating镀膜工艺,在玻璃表面上形成了SiO2气凝胶薄膜,对SiO2膜层进行表面修饰处理,得到了疏水型SiO2气凝胶薄膜.研究了催化剂与老化过程对薄膜物性的影响.结果表明:该疏水膜能使玻璃表面与水的接触角由50°提高至125°,有明显的疏水效果.
关键词:
疏水
,
气凝胶薄膜
,
表面修饰
,
接触角
倪星元
,
程银兵
,
马建华
,
吴广明
,
周斌
,
沈军
,
王珏
功能材料
由SiO2气凝胶、聚酰亚胺和镀铝层(SiO2/PI/Al)组成的柔性多层薄膜具有很好的保温隔热特性和广泛的应用前景.采用溶胶-凝胶方法制备的SiO2气凝胶具有很高的气孔率和很低的体积密度,尝试了在溶胶-凝胶过程中先酸性后碱性的二步法催化,使孔洞率提高到97%,体积密度降低为50kg/m3,成为优秀的保温隔热的主体材料.选择柔性耐温隔热的聚酰亚胺作为骨架材料,并用真空蒸发镀制上金属铝膜与多孔SiO2气凝胶复合成保温隔热薄膜.当薄膜叠加到10层时其保温隔热效果可提高5倍.
关键词:
SiO2
,
气凝胶
,
保温隔热
,
薄膜
程银兵
,
姚兰芳
,
吴广明
,
沈军
,
马建华
,
倪星元
,
王珏
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.02.017
系统研究了Al/PI/SiO2有机硅涂料多层隔热结构(MLI)组成的隔热系统.分别研究了铝膜、作为支撑物的耐热聚酰亚胺塑料和低热导填充物三种材料,采用金属铝膜可以有效的阻挡高温红外热辐射,而气凝胶和有机硅树脂复合的隔热涂料是热导率很低的材料,对接触热传导具有很大的热阻.这种多层结构是一种性能优异的高温隔热体.最后用热模拟试验测试了这种膜系的隔热性能.
关键词:
多层隔热
,
聚酰亚胺
,
有机硅树脂
,
溶胶凝胶法
,
气凝胶
马建华
,
吴广明
,
沈军
,
王珏
无机材料学报
采用溶胶－凝胶技术，结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜，采用高压汞灯对其进行紫外光处理，分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究，并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明，紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一，其致密化的机理不同于传统的热处理，主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发，导致原子化学键的断裂，进而产生结构重组而致密化．
关键词:
SiO2-TiO2纳米复合薄膜
,
sol-gel process
,
UV light irradiation
程银兵
,
马建华
,
吴广明
,
沈军
,
王珏
功能材料
以钛酸丁酯(TPOT)为有机醇盐前驱体,采用溶胶-凝胶技术制备了TiO2溶胶.为测量方便起见,分别制备了凝胶粉体和薄膜,并对样品进行了不同温度的热处理.X射线衍射(XRD)、椭偏仪和紫外-可见光谱(UV-vis)的测量表明:随热处理温度的升高,TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变,400℃为锐钛矿相,600℃开始出现金红石相,800℃完全转变为金红石相;晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大,锐钛矿结构的晶粒尺寸范围是2.5～5.5nm,金红石结构的晶粒尺寸范围是5.9～6.8rm;TiO2薄膜的折射率随热处理温度的升高而增大,同时薄膜厚度降低;禁带宽度随热处理温度升高而变窄,锐钛矿结构的禁带宽度为3.45eV,而金红石结构的禁带宽度为3.30eV.
关键词:
溶胶-凝胶
,
二氧化钛
,
晶相转变
马建华
,
孟祥建
,
孙璟兰
,
褚君浩
无机材料学报
采用金属有机分解法(MOD)在(111)Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了含(117)成分的 c轴择优取向和a轴择优取向的Bi3.25Nd0.75Ti3O12(BNT)薄膜.实验发现, BNT薄膜的晶 型结构主要依赖于预退火条件.电学性能测试表明,a轴择优取向的BNT薄膜具有高的剩余 极化和矫顽场,较高的介电常数和介电损耗,以及较大的电容调谐率;而c轴择优取向的则相 反. BNT薄膜具有同Bi4Ti3O12(BIT)薄膜相似的铁电各向异性行为.
关键词:
BNT薄膜
,
crystallinity
,
ferroelectricity
,
anisotropy
马建华
,
孟祥建
,
孙兰璟
,
褚君浩
无机材料学报
采用金属有机分解法(MOD)在LNO(100)/Si衬底上制备了Pb0.985La0.01(Zr0.4Ti0.6)O3(PLZT)铁电薄膜. 在薄膜的快速退火过程中, 增加了一个中间温度预退火过程, 并研究了该过
程对薄膜晶型结构和铁电性能的影响. 结果发现, 中间温度预退火过程可以影响薄膜对晶型结构的选择. 没有中间温度预退火过程的薄膜, 显示出(100)择优取向; 而经中间温度预退火的
薄膜则表现为随机取向. 对薄膜铁电性能的研究表明, 没有中间温度预退火过程的薄膜的铁电性能较差, 经380℃预退火的薄膜显示出最佳的铁电性能. 晶型结构取向和缺陷是影
响PLZT薄膜铁电性能的两个主要因素.
关键词:
PLZT薄膜
,
intermediate pre-annealing process
,
crystallinity
,
ferroelectricity
