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为了探索适用于中温固体氧化物燃料电池的连接材料,采用柠檬酸法制备了Sm1-xCaxCrO3-δ (x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)粉体,研究了Ca2+掺杂对材料烧结性能、电性能和热膨胀性能等的影响.实验结果表明,Sm0.7Ca0a.3CrO3-δ材料在空气中700℃时电导率为29.8 S·cm-1,氢气气氛中600℃时为1.68 S·cm-1.在30～1000℃温度范围内随着Ca2+掺杂量从0.1增加到0.4,平均热膨胀系数(TECs)值从7.34×10-6增大到8.05×10-6K-1,与其它常用固体氧化物燃料电池材料热匹配性良好.

关键词: Sm1-xCaxCrO3-δ , 连接材料 , IT-SOFC

不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响研究

熊伟 , 储向峰 , 董永平 , 毕磊 , 叶明富 , 孙文起

人工晶体学报

本文制备了几种含不同磨料(SiC、Al2O3不同粒径SiO2)的抛光液,通过纳米粒度仪分析磨料粒径分布,采用原子力显微镜观察磨料的粒径大小.研究了不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光(CMP)的影响,利用原子力显微镜检测抛光前后蓝宝石晶片表面粗糙度.实验结果表明,在相同的条件下,采用SiC、Al2O3作为磨料时,材料去除速率与表面粗糙度均不理想；而采用含1％粒径为110 nm SiO2的抛光液,材料的去除速率最高为41.6 nm/min,表面粗糙度Ra=2.3 nm；采用含1％粒径为80 nm SiO2的抛光液,材料的去除速率为36.5 nm/min,表面粗糙度最低Ra=1.2 nm.

关键词: 蓝宝石 , 化学机械抛光 , 去除速率 , 表面粗糙度 , 磨料

锇在磷酸体系抛光液中化学机械抛光研究

储向峰 , 汤丽娟 , 董永平 , 乔红斌 , 朱小华

稀有金属材料与工程

(锇有可能作为大规模集成电路铜互连扩散阻挡层新材料.)利用自制的抛光液对金属锇片进行抛光,研究在双氧水-磷酸体系抛光液中H2O2浓度和抛光液pH值对抛光速率的影响.结果表明,当抛光液中主要成分仅为氧化剂H2O2时,并不能在金属锇表面达到好的腐蚀效果.在磷酸体系抛光液中,H2O2能够通过促进阴极反应的进行从而增强抛光液对金属锇的化学作用；低浓度H2O2通过增强抛光液对金属锇的化学腐蚀能力,从而增加了抛光速率值:较高浓度H2O2的加入对抛光速率值影响较小.H3PO4能够在抛光液中起到抑制剂、pH调节剂和络合剂的作用.当抛光液pH值为4.0时,金属锇表面生成的钝化膜最致密.当pH值为4.0或5.0时,金属锇表面生成的钝化膜OCP值大于金属锇的OCP值,且此条件下的抛光速率值较高.

关键词: 化学机械抛光 , 锇 , 磷酸 , 极化曲线 , 阻挡层材料

纳米SnO2磨料的制备及其在钌化学机械抛光中的应用

储向峰 , 李秀金 , 董永平 , 乔红斌 , 白林山

稀有金属材料与工程

利用固相反应法制备纳米二氧化锡磨料并研究了制备条件对平均粒径的影响.结果表明,在500 ℃/4 h条件下制得的纳米二氧化锡粉体在水中有良好的分散性和稳定性.利用自制的抛光液对高纯钌片进行化学机械抛光,与二氧化硅磨料抛光液比较,材料去除速率和表面粗糙度都降低.当抛光液中含1％(质量分数,下同)二氧化锡、1％过硫酸铵、1％酒石酸和3 mmol/L咪唑,pH=8.0,抛光压力为17.24 kPa时,材料去除速率(MRR)和表面粗糙度(Ra)分别为6.8 nm/min和4.8 nm.

关键词: 纳米二氧化锡 , 磨料 , 化学机械抛光 , 钌

水杨酸体系抛光液中钌的化学机械抛光研究

王婕 , 储向峰 , 董永平 , 白林山 , 叶明富 , 孙文起

稀有金属材料与工程

研究了抛光液中H2O2和水杨酸浓度对钌的抛光速率的影响.采用电化学方法和X射线光电子能谱分析了H2O2和水杨酸对金属钌腐蚀效果的影响;采用原子力显微镜观察钌表面的微观形貌.结果表明:水杨酸浓度的增加有利于金属钌表面钝化膜的形成,抛光速率值随之增加;随着H2O2浓度的不断增加,抛光速率不断增加,当H2O2质量分数大于3％时,抛光速率值随浓度的增加而降低.抛光后的金属钉表面平均粗糙度Ra为7.2 nm.

关键词: 钌 , 化学机械抛光 , 水杨酸

盐介质固相反应法制备纳米铁酸镧及其气敏性能

蒋东丽 , 储向峰

稀有金属材料与工程

以La2O3和FeCl3·6H2O为主要原料,利用盐介质固相反应法制备了LaFeO3纳米晶.用XRD、TEM分别对不同反应温度下的产品进行了物相和形貌表征,并研究了其对三乙胺、乙醇、汽油、苯和丙酮等的敏感性能.结果表明:反应温度为800 ℃时,产物为均相LaFeO3,粒度较均匀,平均粒径约为40 nm;将样品制成烧结型气敏元件,对三乙胺有较高的灵敏度和选择性,工作温度为250 ℃时对25 μg/g三乙胺的灵敏度仍达7.9,响应、恢复时间分别仅需6和13 s.

关键词: 铁酸镧 , 盐介质固相反应法 , 三乙胺 , 气敏性能

MEMS器件制造中镍的化学机械抛光研究

储向峰 , 李秀金 , 董永平 , 张王兵 , 白林山

稀有金属材料与工程

利用自制的抛光液对高纯镍片进行化学机械抛光,研究化学机械抛光过程中抛光压力、pH值、H2O2浓度、络合剂种类及其浓度、SiO2浓度等参数对抛光速率的影响.结果表明在抛光压力为13.79 kPa、H2O2浓度为0.5％,pH值为3.0,SiO2浓度为0.5％,络合剂EDTA及其浓度为1％时,得到最大抛光速率为312.3 nm/min;在抛光压力为13.79 kPa、pH值为4.0、SiO2浓度为1％、络合剂EDTA为1％、H2O2浓度为1％条件下抛光得到的镍片表面质量较好,表面粗糙度Ra达到5nm.并利用电化学手段研究了镍片在抛光液中的溶解与钝化行为.

关键词: 镍 , 化学机械抛光 , 抛光速率

Cu²⁺掺杂ZnO纳米棒的制备及气敏性能研究

陈同云 , 朱小华 , 储向峰 , 葛秀涛 , 董永平 , 叶明富

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11780

通过溶剂热法(无水乙醇)制备了Cu²⁺(0~6mol%)掺杂ZnO纳米棒粉体, 采用X射线衍射仪和扫描电镜对掺杂ZnO纳米粉体的晶体结构和微观形貌进行了表征. 研究了Cu²⁺掺杂比例、溶剂热反应温度及时间对材料气敏性能的影响; 考察ZnO(120℃, 10 h)和3mol% Cu²⁺掺杂ZnO(120℃, 10 h)粉体对应元件对甲醛、乙酸、甲苯、乙醇、丙酮、三甲胺等六种气体的气敏性能. 结果表明: 通过溶剂热法制备的ZnO粉体为纳米棒状结构, 棒长度和直径随Cu²⁺掺杂比例不同发生变化; 3mol% Cu²⁺掺杂ZnO(120℃, 10 h)样品对应元件对低浓度乙醇有很好的选择性, 在395℃工作温度下对1×10^–3乙醇的灵敏度为380.5, 响应恢复时间分别为5 s和40 s, 对1×10^–6乙醇的灵敏度可达4.2.

关键词: ZnO; 纳米棒; 气敏性能

纳米VO₂粉体的制备及性能特征

傅群 , 储向峰 , 林晨 , 雷德铭 , 郑臣谋

无机材料学报

应用氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵(NH₄)₅[(VO)₆(C₂O₃)₄(OH)₉]·10H₂O为前驱体,低温下在空气和氮气的混合气流中热分解,制得不同整比性、不同结晶态的纳米VO₂粉体。研究结晶态、准结晶态和无定形纳米VO₂粉体对气体的吸附性能。DSC测定结果表明VO_2.025在70.1℃出现相变并且在VO_1.958-VO_2.071范围内具有最大相变热。测定了不同整比VO_x的晶胞参数,单斜VO₂的晶胞体积从缺氧VO₂到富氧VO₂线性增加。