用电子分析天平测量静电力和真空介电常数

用电子分析天平测量静电力和真空介电常数

一、用电子分析天平测量静电力及真空介电常量(论文文献综述)

徐晨轩[1](2021)在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中提出高效的能源储存与转化技术是推动可再生能源大规模应用的重要技术支撑。近年来,碳基纳米能源储存与转化材料因原料丰富、制备经济、调控便捷等特点而广受关注。纳米材料内部及表界面处的能量与物质传递是决定能量储存与转化性能的关键物理机制。围绕纳米尺度能质传递所发展的诸多理论,认为其符合典型的结构—性能规律。边缘结构广泛存在于石墨烯量子点、碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料中,但由边缘结构带来的特殊性能通常被笼统地冠以“边缘效应”,对其物理机制尚有待深入研究。本论文对垂直取向石墨烯的边缘能质传递强化机理开展了系统研究,主要聚焦以下两个方面。在机理认识层面,结合近场纳米成像技术、原位检测技术等实验手段和密度泛函理论、分子动力学模拟等计算模拟手段,建立了边缘结构与电子极化行为间的关联,揭示了光诱导边缘局域场增强效应的物理机制。进一步地,研究了在电解液中垂直取向石墨烯边缘附近离子分布与输运特性,解析了边缘场增强对固液界面相平衡状态的作用机制,为强化固液静电吸附提出新路径;在技术应用层面,基于上述理论成果设计了一系列边缘可调控的垂直取向石墨烯基能源材料,构筑了高性能光催化水裂解制氢、电容去离子以及超级电容储能新体系。基于等离子体化学气相沉积法制备的垂直取向石墨烯具有良好的边缘可调控性。本文采用氩等离子体轰击处理方法,有效调控了垂直取向石墨烯的边缘密度。开展密度泛函理论模拟计算,研究了石墨烯封闭边缘处的电子密度分布,揭示了在石墨烯封闭边缘处,电子存在自发聚集行为。随后开展的暗场扫描开尔文探针显微实验测试结果与模拟计算结果相吻合,进一步证实了石墨烯表面具有非均匀电势分布,且对表面纳米形貌存在高度依赖性,即在高曲率的石墨烯边缘处呈现出电子聚集行为。研究了垂直取向石墨烯光电响应特性。在水系电解液中,响应电流密度最高可达约92 m A cm-2。与半导体材料产生光电流响应的机理不同,垂直取向石墨烯样品中光电流响应可能来源于光激发热电子的定向迁移与聚集。光诱导力显微结果证实,垂直取向石墨烯在可见-红外波段内具有显着的近场光诱导力响应,石墨烯纳米边缘处存在由电子极化引起的近场力梯度。研究还发现,边缘电场增强与入射光波长有关。在红外光激发下,样品的光诱导力图像在边缘处甚至出现显着的“热点”信号,表明石墨烯表面的光激发热电子会迁移并聚集在边缘处,形成边缘处局域电场增强。进一步的理论分析指出,纳米边缘处的局域电场增强可解耦为非共振增强效应与共振增强效应两部分。通过调控石墨烯纳米边缘的形貌(长宽比)与费米能级,改变特定激发波长下的共振增强因子,能够实现对边缘电场增强效应进行调控。垂直取向石墨烯边缘的光诱导电场增强效应有望使其成为高活性反应位点,负载半导体光催化剂后形成内建电场,促进受光照激发的电子与空穴相互分离。本文采用纳米限域合成方法制备了高度分散的介孔石墨相氮化碳/垂直取向石墨烯复合光催化剂(GVN/NVG)。相比于未与垂直取向石墨烯复合的普通块状石墨相氮化碳样品以及将石墨相氮化碳与水平石墨烯机械混合的传统方式复合样品,通过纳米限域合成方法负载在垂直取向石墨烯片层间的石墨相氮化碳充分分散,有效避免了团聚。密度泛函理论计算表明,相较于普通块状石墨相氮化碳样品,GVN/NVG复合结构中的介孔石墨相氮化碳组分具有局域化的表面电荷分布,禁带宽度也有所下降。GVN/NVG-3H样品在全光谱光照激发、无助催化剂、三乙醇胺牺牲体系中的光催化制氢活性可达41.7μmol h-1 cm-2(相当于每24小时225L m-2,标况下)。与对照组中普通块状石墨相氮化碳样品的活性(2.5μmol h-1 cm-2)相比高一个数量级。首小时内平均表观量子产率达到1.54%。随后,本文拓展了边缘光诱导电场增强效应的应用,发展了太阳能纳米离子学相关理论。通过石墨烯纳米边缘介导的光-电场能量传递过程,将入射太阳光能量输入固液界面相平衡系统,有效缩短双电层厚度,并实现了对离子传输机制的有效调控。在该理论指导下,开展了高性能电容去离子研究。将典型的赝电容活性物质二氧化锰(α-Mn O2)经电化学沉积负载到富边缘垂直取向石墨烯表面,构筑了Mn O2@e VG吸附电极。在光照下,Mn O2@e VG电极展示出3倍于无光照时的电极吸附量(33 mg g-1)与较快的电极吸附速率(0.06 mg g-1 s-1)。电化学石英晶体微天平原位检测证实,非平衡态热力学条件的下固液界面离子输运机制受到光诱导电场控制,即在光照下,正极中的离子传输机制从离子交换主导转变为异性离子吸附主导,有助于电容脱盐性能的提升。此外,本文基于边缘增强的电化学活性以及对生长基底广泛的适应性,提出了采用垂直取向石墨烯泡沫电极来适应高粘度室温离子液体电解液的技术途径。制备的石墨烯泡沫电极具有分级多孔结构,优化了电极内部传质过程。其中,继承自泡沫金属模板的微米级孔起到预存储电解液作用,缩短了充放电过程中电解液的扩散距离;由石墨烯壁面围成的亚微米级孔具有垂直的取向性和均匀的孔径,确保了畅通的离子传质过程;垂直取向石墨烯骨架提供了连续电子传导通道,暴露的石墨烯边缘则为离子提供了大量易于接触的静电吸附位点。在电解液方面,采用了共阴离子离子液体共混策略。通过引入不同阳离子降低离子排列有序度,抑制了室温离子液体混合物中的离子间相互作用势,从而降低了流动粘度并改善了润湿性。上述石墨烯泡沫电极在1-甲基-1-丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺(PIP13TFSI)与1-正丁基-1-甲基吡咯烷二酰亚胺(PYR14TFSI)质量配比为2:3的混合室温离子液体电解液中具有良好的电化学性能表现。这部分工作为高能量密度与高频率响应这一对位于天平两端的性能目标提供了有效的解决思路,即采用高电化学稳定窗口的室温离子液体作为电解液,以满足对储能能量密度的需求;遵循取向性阵列式和分级孔结构的微纳米形貌设计原则以适应室温离子液体的高粘度,并充分发挥边缘结构的电化学活性优势,实现高频率响应储能。

张玉聪[2](2021)在《铌镁酸钡掺杂对钛酸钡钙基无铅压电陶瓷结构及性能的影响》文中提出压电陶瓷具有将电能与机械能相互转化的能力,已经在医疗,汽车,数码通讯乃至公共安全等方面成为人类不可或缺的一种功能性陶瓷。弛豫铁电体由于其低损耗,高能量存储和大的电致伸缩,常常作为电容器以及传感器等元件。Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)是最典型的弛豫铁电体,常常被用来掺杂修饰其他铁电体来改善性能,比如(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x Pb Ti O3。目前综合性能最好的压电陶瓷仍是以铅基陶瓷为主。近年来,由于全球环保意识的增强,铅基陶瓷在制造生产,使用到废弃的过程中都会对环境以及人的健康都有很大的影响。因此,发展无铅的压电陶瓷成为时代需求。Ba(Mg1/3Nb2/3)O3(BMN)作为一种无铅弛豫体,可以用来修饰其他压电陶瓷来提升性能。本文主要是以BaTiO3为基体,在其基础上先后掺杂Ca2+和BMN,采用传统固相烧结法制备不同比例的Ba(1-x%)Cax%Ti O3(BCTx)基压电陶瓷,利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),介电温谱测试仪,电滞回线测试仪以及准静态压电系数测试仪等设备从相结构,微观结构,介电性能,铁电性能,压电性能以及储能性能多个角度来研究铌镁酸钡掺杂对钛酸钡钙基无铅压电陶瓷的结构及性能的影响。得出如下结果:首先,选用1300℃,1350℃和1400℃三个烧结温度来烧结BCTx陶瓷(x=4,6,8和10),烧结温度对陶瓷的晶粒生长以及密度的提高具有重要的影响,进而影响陶瓷的介电、铁电等性能。1400℃烧结的陶瓷的晶粒明显增大,且介电稳定性也得到了提高。其次,选用1400℃,3小时的烧结工艺烧结BCTx体系陶瓷(x=4~25),Ca2+的引入可以明显的抑制晶粒的生长,并对电学性能产生明显影响,适量的Ca2+掺杂可以降低居里温度,提高介电损耗的频率依赖性,增加剩余极化和矫顽场,降低BCTx的压电性能。25%掺杂量使得Ca2+超过固溶极限,从而使得微观结构出现缺陷,电学性能都出现不同程度的降低。最后,选用BCT20作为基体,在其中引入弛豫铁电体BMN,形成新的固溶体(1-x%)Ba80%Ca20%Ti O3-x%Ba(Mg1/3Nb2/3)O3(BCT20-x%BMN)(x=0~8)。研究结果表明,BMN的掺杂成功引入弛豫性能。其中陶瓷的相结构从四方相逐渐向立方相转变,进而引起的介电性能的明显变化,包括居里温度降低,室温介电常数大幅度增加,频率色散增加,扩散系数提高等。另外,铁电性能随着BMN的引入也发生了明显的变化,室温时的电滞回线明显变得“窄细”,储能性能在x=6时达到最大值。通过测量不同温度下的电滞回线得出,BMN的引入可以提高储能性能的稳定性,其中BCT20-6%BMN和BCT20-7%BMN在20℃~150℃范围内的储能效率(η%)变化较小,且整体保持在80%以上,表现出最佳的储能效率温度稳定性。

白雪琛[3](2021)在《选区表面改性电化学沉积镍实验研究》文中进行了进一步梳理表面改性技术在金属刀具制备过程中获得了广泛应用,使用各种表面涂层技术,在硬质合金工具(例如TiN,TiC,Al2O3,TiCN)的表面上制备金属或非金属复合膜,可获得具有高硬度和出色耐磨性的单个或多个组件。TiAlN,TiAlCN等可更好地解决硬质合金刀具的强度和硬度冲突,并将基材的强度和硬度与涂层材料的耐磨性相结合,改善了硬质合金刀具的整体性能。作为化学和热屏障,涂层可以防止硬质合金刀具基体与切削工件之间的元素扩散和化学反应,防止由于各层之间的高摩擦而使硬质合金刀具陷坑,从而减少了磨损现象,显着延长了硬质合金刀具的寿命。通常,涂层工具的寿命约为未涂层工具的寿命的1-5倍。但是在电镀法制备金属表面涂层的过程中,由于所镀零件功能复杂,不同部位所需改性的要求有所差异。针对特定区域的部件进行选区表面改性对于传统方法电镀存在难度,制约了装备制造技术进一步发展。针对以上问题,本研究构建了电化学沉积系统的物理模型与数学模型,基于3D打印机系统,进行选区调控电化学沉积,设计出三维立体电镀系统,并进行了单点选区电镀实验和多点选区电镀实验的研究。根据脉冲电镀理论原理和金属电沉积原理,对电化学沉积过程进行理论分析,建立电镀系统的物理和数学模型。为了保证电镀工艺的顺利实施,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics模拟研究了赫尔槽电镀过程中平均电流密度以及镀液温度对电场分布状态的影响规律。研究结果表明:平均电流密度为1.8A/dm2,镀液温度为40℃时为最佳电镀条件,可使镀件质量达到较好水平。为得到脉冲选区电化学沉积电镀的优化工艺参数,将45#钢材基体作为阴极进行了赫尔槽电镀实验,研究了镀液浓度对于镀层表面特性的影响。研究结果表明:在镀液中Ni SO4浓度不高于180g/L时,随着镀液浓度的增加,镀层的致密度持续增加。晶粒大小逐渐均匀,镀层质量提高;在镀液中Ni SO4浓度高于180g/L时,随着镀液浓度增加,晶粒逐渐粗大,镀层致密度降低,镀层质量下降。得到了镀液中Ni SO4最佳浓度为180g/L。依据所得的全部最佳电镀工艺参数,进行了选区电化学单点沉积镍实验,研究了电极间距以及使用不同电源对于镀层质量的影响。研究结果表明:电极间距过小时,电极间电流过大,会造成极板烧伤、晶粒过于粗大的结果;电极间距过大时,电极间电流过小,会造成晶粒过于细小,电镀效率低下的问题。得到最优电极间距为3mm。使用直流电源进行实验时,镀层出现较多气孔,孔隙率过高;使用脉冲电源,并采用占空比为20%和0.5k Hz的电镀参数组合进行实验时,镀层质量较好,单点沉积微观形貌呈现螺旋式上升形态,表面无气孔等缺陷,镀层基体结合强度高。使用单点沉积实验参数配合计算机控制3D打印机导轨进行多点选区控制电化学沉积实验,实验用时8h,对于镀层摩擦磨损性能进行研究,结果表明:多点选区电化学沉积镀层摩擦磨损性能较高,相比基体耐磨度提升2.89倍。使用电子显微镜进行镀层表面形貌观测,结果表明:镀层与基体结合紧密,结构致密,采用3D打印机导轨系统调控电化学沉积所得镍镀层质量较高。

饶贞标[4](2021)在《文丘里静电水膜除尘器性能优化实验研究》文中研究指明由于我国经济发展的需要,加之我国工业规模庞大,导致近年来空气受到较为严重的污染。工业生产导致的微细粉尘以及烟尘是破坏大气空气质量、引发城市雾霾的主要诱因,同时也是损害工人健康导致职业病的重要危害因素,为此微细粉尘净化治理问题成为工业部门和全社会关注的焦点,对于微细粉尘降尘技术的研究就很有必要了。本文使用的除尘系统是文丘里静电水膜除尘系统,其是结合了文丘里、振弦栅与电旋风多种降尘机理而设计的一种综合型复合除尘系统,通过使用自制降尘装置对其降尘性能与配置优化进行了试验研究。通过对降尘系统的理论分析,采用逐步实验法,优化适合装置结构特性的两种电晕极结构,再以电极电场特性为评价指标,使用试验对比的分析方法选取最优电极,并研究了电极与水膜综合作用时的降尘效果。在此基础上依次对入口风速、电晕极放电电压、喉管喷雾量、振弦栅板数四个因素进行单因素试验,研究其对装置的降尘性能。根据单因素试验选取各因素三个水平进行优化配置的正交试验,以获取各因素协同作用的最优配置。通过试验分析表明,经过优化后所确定的电极放电性能优良,与水膜综合作用后有较高的降尘效率。分析单因素试验结果表明,降尘系统随着风速的增加其降尘效率先增加后下降;加入电场后对于低风速下的降尘效率提高幅度大,高风速降尘效果提升小,喷雾量与振弦栅的增加降尘效率随之提高。在阻力试验结果中显示入口风速、喷雾量与振弦栅增大或增多都会增加降尘系统阻力。在采用方差与极差对正交试验结果分析后得出,对降尘效率影响显着性排序为:入口风速>工作电压>振弦栅数>喷雾量,对阻力影响显着性排序为:入口风速>振弦栅数>喷雾量。通过极差分析可知影响除尘效率的主要因素是风速与电压,影响阻力的主要因素是风速。并且得出各因素协同作用的最佳组合是除尘器入口风速为6.4m/s,振弦栅数量为2块,电晕电压为40k V,喷雾量为2.88L/min,并测得其除尘效率为99.18%,阻力为772.34Pa。并在最优配置下测试入口平均粉尘浓度与除尘效率的关系,结果表明其对除尘器降尘效率影响较小。根据理论分析与试验结果表明该复合降尘技术是一种高效降尘技术,对微细粉尘降尘效率高,清灰方便可以有效防止二次扬尘,在未来工业降尘技术的应用中会有较好的前景。

曹燕[5](2021)在《含离子液体吸收工质对热物性研究》文中研究表明吸收式热泵可以对低品位能源进行转换,得到所需要的高品位能源。热泵对能源的再利用,工业废热的回收以及对环境的保护都具有重要意义。而对热泵工作效率影响最大的因素则是吸收制冷工质对,由于常用的两种工质对NH3/H2O和Li Br/H2O都有一定的缺陷,因此,寻找新型的制冷工质对成为近年的研究热点。离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其具有蒸汽压较低、稳定性高、可设计性等优点,近年来备受关注。鉴于离子液体的优越性,本文测量了溴化锂(Li Br)水溶液、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([BMIM][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([C2MIM]Br)、1-丙基-3-甲基咪唑溴盐([C3MIM]Br)和1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([C4MIM]Br)5种离子液体水溶液的密度、粘度及表面张力,并对测量结果进行了分析与计算。常压下,采用电子密度仪与乌氏粘度计分别测量了303.15-343.15 K温度范围内上述六种二元混合水溶液的密度值和粘度值;采用全自动表面张力仪在283.15-323.15 K温度下测量了上述溶液的表面张力值。首先,利用卡尔费休仪测量了离子液体的水分,根据实验要求,每次测量离子液体物性前,用旋转蒸发仪将离子液体进行干燥去除水分,离子液体经干燥处理后可用于热物性数据的测量。密度测量实验结果表明,随着温度逐渐升高,溴化锂及离子液体体系的密度值线性减少,而且,阴离子相同时,咪唑环上碳原子数量越多,密度值越小;最后,利用密度数据计算了混合体系的摩尔体积与过量摩尔体积,发现密度数据关联较好。粘度测量实验结果表明,体系的粘度随温度升高而降低,本文所研究的离子液体的粘度远大于水与溴化锂的粘度,另外,随着咪唑环上碳原子数量的增加,粘度也逐渐变大;用粘度模型对粘度实验数据进行了关联,且关联结果较好。最后根据粘度数据计算了不同体系的能量势垒(Eη),讨论了混合流体中粒子的迁移能力。表面张力的研究结果发现,混合体系的表面张力值与温度成反比,即温度越高时表面张力越小,离子液体的表面张力低于溴化锂的表面张力;离子液体混合物的表面张力随着咪唑环上碳原子个数的增加而下降;根据表面张力数据计算了离子液体体系的表面熵与表面焓,由熵和焓值分析比较了几种离子液体的表面有序性。本文研究了溴化锂及5种离子液体的热物性,丰富了溴化锂及离子液体的物性研究数据,为溴化锂及离子液体的应用与开发奠定了一定的基础。

林亚楠[6](2021)在《PdSe2纳米线薄膜/Si异质结近红外集成光电探测器》文中进行了进一步梳理半导体技术飞速发展,后摩尔时代正在到来,发展基于小尺寸的纳米材料的器件以提升集成电路集成度成为人们的选择之一。一维半导体纳米材料具有大的比表面积、长径比;径向和轴向呈现出显着的光学各向异性;一维结构可保证载流子沿其轴向定向传输,因而能提供更有效的传输通道。这些独特性质都使得一维半导体材料在光电器件中极具应用前景。PdSe2属于过渡金属二硫化物(TMD),具有带隙可调的特性,以二维层状材料应用在各种结构的光电器件中,但关于其一维结构的合成及光电特性的研究还鲜有报道。本文提出了一种PdSe2纳米线(NWs)薄膜/Si异质结集成NIR光电探测器。大面积PdSe2 NWs采用热辅助硒化预先制备的Pd NWs的方法合成,通过组装和转移NWs可制备包含8×8器件单元的集成光电探测器。光电性能测试表明,所构筑的器件在200-1300 nm宽波段范围内均有明显光响应,且响应速度较快,其峰值位于810 nm附近。在零偏压下,器件在810 nm处的响应度(R)为166 m A·W-1,比探测率(D*)为2.26×1010 Jones,当施加-2 V的偏压时,R值显着提升约19倍高达3.24 A·W-1。光吸收曲线证明了此器件增强了单独的Si在紫外和近红外区域的光吸收,从而增强PdSe2 NWs薄膜/Si异质结集成光电探测器的光电性能。此外,集成器件呈现出优异的均匀性,64个器件的电流开关比均为60左右。由于良好的光电响应均匀性,该集成光电探测器可应用于轨迹追踪,复刻较为复杂的光点运动轨迹;还可以有效应用于图像传感领域,能可靠的记录近红外光投射的“LASDOP”字母图像。

郑思林[7](2021)在《锂—有机电池用PVA/HNTs纳米纤维耐热隔膜及其电化学性能》文中提出锂离子电池有机正极材料凭借结构可设计性强、理论容量高和环境友好等特性吸引了科研工作者的关注,但其本身和放电产物在非质子溶剂中极易溶解和穿梭,以致电极材料发生损失和电池容量迅速衰减。特别是在大电池体系中,随着内部温度升高,电极的溶解现象也会随之加剧。本文针对上述科学问题,通过静电纺丝法,将聚乙烯醇(PVA)作为纺丝基底,埃洛石纳米管(HNTs)为纳米填料制备出一种环保、电解液润湿性好且热稳定性优异的复合纤维隔膜(PVA/HNTs)并将其应用于锂-有机电池。本论文的主要研究内容与结果如下:1.通过对复合隔膜的形貌及结构表征,表明HNTs被均匀的包覆在PVA纳米纤维中且两者相容性较好。由于PVA与HNTs分子含有大量的羟基,因此分子间存在较强的氢键相互作用。随着HNTs含量的增加,PVA/HNTs复合膜的物理特性,包括力学性能、热稳定性以及电解液的浸润性也随之提升。2.为了探究PVA/HNTs在电化学储能方面的应用潜力,PVA/HNTs作为隔膜被用于组装锂-蒽醌(Li-AQ)电池。通过线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗(EIS)测试分别证明了PVA/HNTs复合隔膜具有较好的电化学稳定性(0-5.49 V)和较高的离子电导率(4.92×10-3 S cm-1)。由HNTs含量为10%的PVA/HNTs复合隔膜(PVA/HNTs-10)构筑的Li-AQ电池在0.2 C的充放电倍率下,该电池体系获得了高达221.7 m A h g-1的初始放电容量,在200次充放电循环后电池容量能保持在初始容量的74%。即使在温度高达80°C的测试环境中,该电池的放电容量仍能在50次电化学循环后保持初始容量的46%。在自放电测试中,该电池在充电完毕静置48 h后,仅有~1.5%的自放电率。结果表明,得益于PVA/HNTs的三维多孔结构以及静电斥力作用,PVA/HNTs复合隔膜可以减缓蒽醌放电产物穿梭至锂负极,从而达到减缓电池容量衰减的效果。此外,本文还将PVA/HNTs复合隔膜应用于Li-Li Fe PO4电池体系。在循环伏安测试中同样表现出和Celgard隔膜所组装电池相似的电化学稳定性,并在长循环以及倍率性能测试中表现出了优异的性能。以此证明了PVA/HNTs复合隔膜在多种电池体系(有机/无机)中都具有良好的普适性。

王宏哲[8](2020)在《交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究》文中进行了进一步梳理钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)是一种典型的ABO3型钙钛矿结构的位移型铁电体,其拥有适中的介电常数,较低的介电损耗,且介电常数随外加电场呈非线性变化。因其在顺电相下时仍具有介电非线性特性,现已成为制备可调谐电子器件的首选材料。近年来,随着可调谐电子器件向微型化、轻量化方向发展,研究重心正在从陶瓷材料转向薄膜材料。由于其独特的优势Ba1-xSrxTiO3薄膜越来越受到人们的青睐,未来在民用、军用领域中具有广阔的应用前景。因此,钛酸锶钡薄膜的掺杂改性,对制备性能优异的可调谐电子器件具有重要意义。本文以钛酸锶钡薄膜为研究对象,采用溶胶-凝胶方法制备改性的Ba1-xSrxTiO3薄膜。系统研究了受主离子掺杂、元素比例调控、结构设计和内部界面层引入对Ba1-xSrxTiO3薄膜结构、形貌、介电性能和漏电流行为的影响。研究内容及研究结论如下:1、掺杂改性Ba1-xSrxTiO3薄膜的制备及其介电调谐性能的研究。根据锌、镁离子掺杂Ba1-xSrxTiO3薄膜的优势,首先,使用溶胶-凝胶方法配置了Ba0.6Sr0.4TiO3溶胶、掺杂改性Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3(MBST)溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(ZBST)溶胶。然后,设计了拥有交替结构的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(ZMZ)薄膜和Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3(MZM)薄膜。研究了离子掺杂和交替结构对薄膜结构、形貌和介电性能的影响,结果表明:锌、镁离子掺杂没有改变Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的物相结构,薄膜均为立方钙钛矿相,且均在(110)晶面处具有最强衍射峰;二元交替掺杂结构ZMZ薄膜的结晶性优于ZBST薄膜,而MBST薄膜的结晶性优于MZM薄膜;薄膜的晶粒尺寸在19~35nm之间;与ZBST薄膜相比,ZMZ薄膜的晶粒更小、表面更致密;MBST薄膜与MZM薄膜的微观形貌差异不明显;当频率为1MHz时、ZMZ薄膜在30V直流偏压下的调谐度和品质因子分别为46.9%、64.2;此外,当频率分别为100k Hz和1MHz时,ZMZ薄膜在相同偏压下所对应的调谐度和品质因子值差异不大,薄膜表现出较好的频率稳定性。2、掺杂Ba1-xSrxTiO3薄膜处于顺电相、铁电相时的介电调谐性能研究。根据Ba1-xSrxTiO3材料的居里温度会随着钡锶比(Ba/Sr)的变化而变化,首先,通过调控Ba/Sr配置了Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(3/2-ZBST)溶胶、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3(1/1-ZBST)溶胶、Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3(3/1-ZBST)溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3(3/2-MBST)溶胶、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Mg0.01O3(1/1-MBST)溶胶、Ba0.75Sr0.25Ti0.99Mg0.01O3(3/1-MBST)溶胶。然后,设计了分别处于顺电相、铁电相下的二元交替掺杂薄膜。即Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(3/2-ZMZ)顺电相薄膜、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.5Sr0.5Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3(1/1-ZMZ)顺电相薄膜和Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.75Sr0.25Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3(3/1-ZMZ)铁电相薄膜。重点研究了处于顺电相、铁电相下的二元交替掺杂薄膜的介电调谐性能,研究结果表明,所有试样均为ABO3型多晶薄膜,各薄膜在(110)晶面处的平均晶粒尺寸约为230(?);所有薄膜的表面光滑、无裂纹,但有一些微孔;薄膜的相对介电常数均小于500;处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜与处于顺电相下的3/2-ZMZ、1/1-ZMZ薄膜的介电损耗差异不大;由双曲线定律得到处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜中畴壁运动对介电损耗的贡献约为6.4%,畴壁运动对介电损耗的贡献减弱;当直流偏压分别为2.5V与7.5V时,3/1-ZMZ薄膜的品质因子分别为20.7、29.6,表明3/1-ZMZ薄膜在较小的直流偏压下仍具有优异的调谐能力;J-V特性曲线表明处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜仍具有较低的漏电流密度。3、锌、镁离子掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜漏电流行为的影响。根据Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的势垒高度受受主掺杂离子的影响,首先,使用溶胶-凝胶方法配置Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)溶胶、单组分受主掺杂的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(ZBST)溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3(MBST)溶胶。然后,设计制备了厚度一致的BST薄膜、ZBST薄膜、MBST薄膜及二元交替结构的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(ZMZ)薄膜。重点研究了单组分掺杂、二元交替掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜势垒高度的影响,研究结果显示,ZMZ薄膜的界面势垒高度为0.55e V,BST薄膜的界面势垒高度为0.53e V,但是,与ZBST、MBST薄膜相比,ZMZ薄膜的界面势垒高度的变化不明显;ZMZ薄膜的陷阱势垒高度为0.17e V,BST薄膜的陷阱势垒高度为0.12e V,ZBST薄膜、MBST薄膜的陷阱势垒高度分别为0.15e V、0.16e V,陷阱势垒高度的增强可能与陷阱效应减弱以及氧空位缺陷产生的施主效应减弱有关,能带图直观地显示了氧空位缺陷与界面势垒高度、陷阱势垒高度之间的联系。4、内部界面层对掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响及其在滤波器中仿真研究。根据多层铁电薄膜中存在界面效应,提出在Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜中引入不同数量的内部界面层。首先,利用溶胶-凝胶方法配置单组分受主掺杂的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3(ZBST)溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3(MBST)溶胶。然后,设计制备拥有2层内部界面层、4层内部界面层和8层内部界面层的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3薄膜(依次为S2、S4、S8)。研究了内部界面层对薄膜结构、形貌、介电性能和漏电流行为的影响,研究结果表明,所有薄膜均为立方钙钛矿BST相,均在(110)晶面处具有最强衍射峰;薄膜表面组分均匀、无裂纹层;当外加直流电场的偏压为600k V/cm时,S8薄膜在10MHz、100k Hz时的品质因子值分别为111.3和108.6,数值上差异不大,表明薄膜具有较好的频率稳定性;内部界面层的引入改变了Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的漏电流行为,S8薄膜拥有最小的漏电流密度。选用S8薄膜电容作为可调元件,设计了四阶“抽头型”梳妆线可调带通滤波器。当其介电常数从500减小至191时,滤波器的中心频率可调率为5.7%。

王芳[9](2020)在《银/镉基半导体光催化材料的设计合成、电子结构调控和性能研究》文中认为随着人类文明不断进步和社会经济飞速发展,人们对化石能源的需求量日益陡增。由此引发的经济活动和带来的环境污染严重的影响着国民经济的可持续发展,并且逐年恶化的自然环境也对植物和动物的生存造成极大威胁。因而不可再生能源匮乏的窘境和生态环境的严重污染便成为社会可持续发展的两大首要限制因素。如何通过安全可靠和绿色高效的方式来解决这两大难题,是目前众多科学家们所关注的热点话题。毋庸置疑,半导体光催化技术因具备可循环利用和不产生对环境有害物质的特殊性能,成为目前解决该难题的最有效手段。本论文以银基和镉基半导体为主要研究内容,利用金属离子掺杂和异质结构造原理,对半导体的电子结构和界面电荷传输动力学进行调控,旨在从根本上解决半导体的光吸收范围窄、光生电子和空穴复合率高以及稳定性差等关键性问题。研究结果表明,通过掺杂改性的纳米半导体光催化材料和合理结构设计的异质结光催化剂在水中残留对硝基苯酚污染物治理和光催化分解水制备氢能源方面取得了极大的进展。具体研究内容如下:(1)利用高温固相煅烧法制备了一系列非化学计量比的AgNb1-xTaxO3固溶体。通过探究过渡金属元素Ta在AgNbO3中的掺杂类型、掺杂位点和掺杂浓度对晶相结构、能带位置和功函数的影响,得出结论:掺杂具有电负性较小、离子半径和电荷价态相似的金属杂原子至AgNbO3中,将导致固溶体的晶胞体积减小、功函数值降低、载流子迁移率增强。在对硝基苯酚还原反应中,原位生成的金属Ag与AgNb1-xTaxO3固溶体对硝基苯酚的选择性吸附以及AgTaO3还原能力的增强是导致固溶体催化剂性能提高的主要原因。然而,美中不足的是AgTaO3的光吸收范围在紫外区。(2)为了改善AgTaO3的光吸收性能,本章将具有光敏作用的CdS QDs负载在Ag/AgTaO3固溶体上。实验结果表明,CdS QDs/Ag@AgTaO3对不同浓度的对硝基苯酚污染物均表现出优异的催化性能,并且在可见光照射下比Ag/AgTaO3活性提高了10倍,十次循环测试之后性能依旧稳定。CdS QDs的光敏作用以及异质结结构的多电子转移和多活性位点协同作用进一步提高了AgTaO3的光催化性能。(3)基于对上一章实验的探究,可以发现CdS QDs虽然拥有较强的光吸收和还原性能,但是由于表面缺乏活性位点且光生载流子复合率高而往往表现出不近人意的光催化活性。为了解决这一问题,本实验设计合成了单原子Ni负载和掺杂的CdS QDs光催化剂。实验结果和理论计算表明,Ni原子活性位点和杂质能级协同提升了Ni/CdS QDs的光解水产氢性能。在可见光和无助催化剂下,5 h内H2产值接近54 mmol/g,表观量子效率(AQY)达到了52.71%。(4)相比于CdS量子点,块体CdS也具有合适的光学带隙(2.4 eV)和适于析氢的导带电位,并且表面富含大量活性位点。然而光生电子与空穴的快速重组和光化学腐蚀严重阻碍了其进一步研究与应用。为了从根本上解决这一问题,本章实验设计合成了具有良好界面接触和全新I-S型电荷转移模式的锌缺陷ZnS/Cd S异质结。研究结果表明锌缺陷不仅有效提高了ZnS的光吸收性能,还改变了ZnS和CdS的电荷转移模式,这种I-S型电荷转移方式在动力学上加速了电子的转移,并且有效阻断光生空穴在CdS价带的堆积,抑制了CdS的阳极光腐蚀。(5)基于以上研究可以发现镉基量子点具有优异的光学性质和光解水产氢性能,因此本章设计合成了一种双官能团分子巯基乙酸修饰的CdTe QDs/NaTaO3复合光催化剂。实验结果表明当缩短量子点的制备时间后,CdTe QDs的晶粒尺寸减小,光吸收曲线蓝移,光解水产氢性能提高。光电流和ABPE测试表明量子限域效应引起的能级调控对光生电荷转移动力学有重要作用,并且配体中碳链的长度也对界面电荷转移动力学有一定影响。

刘龙阳[10](2020)在《高介电低损耗硅橡胶基介电弹性体复合材料的制备与研究》文中研究说明介电弹性体作为一种典型的电活性高分子材料,可以在外加电场下发生一定的形变,将电能转换为机械能,当撤去电场后这一过程可逆。在驱动器、发电器及传感器领域具有十分广阔的前景。硅橡胶因为其适用温度范围宽,转换效率较高,响应速度较快等优点,有着十分良好应用前景。然而,硅橡胶基体由于非极性结构的特点导致其介电常数较低,限制了其进一步发展。本文分别采用物理掺杂和化学改性的方法制备出具有高介电低损耗且力学性能良好的硅橡胶基介电弹性体。主要研究内容和结果如下。一、多巴胺(DA)改性碳纳米管(MWCNT)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混制备出MWCNT-DA/PDMS复合材料。利用多巴胺对羧化碳纳米管进行改性,通过物理掺杂的方式制备出不同含量填料分子的复合材料。利用红外谱图、拉曼谱图、热失重表征了 MWCNT-DA的结构,透射电镜的表征说明改性后的MWCNT-DA团聚现象有所改善,利用扫描电镜对复合材料断面观察,与MWCNT相比,MWCNT-DA在PDMS基体中具有更为良好的分散性,与基体的界面作用增强,采用万能试验机、动态热机械分析仪对复合材料进行测试,结果表明改性后的MWCNT-DA/PDMS断裂伸长率有所增加,通过介电性能的分析,当MWCNT-DA含量为3wt%时,MWCNT-DA/PDMS复合材料的介电常数为5.9,比纯PDMS的介电常数大将近1.7倍,并且损耗仍然很低,仅为0.002。同时,改性后复合材料机电性能有所改善,电致形变增加。二、氰基化学改性乙烯基硅橡胶介电弹性体。通过调整不同粘度的乙烯基硅油比例,制备出性能良好的乙烯基硅橡胶基体,通过原子力显微镜、热失重分析、交联密度分析得到当8Wcs乙烯基硅油与2Wcs端乙烯基硅油比例为2:1时,乙烯基硅橡胶基体固化最充分。将丙烯基二甲氧基硅烷(ADS)与烯丙基氰(AC)合成小分子极性链(ADS@AC)并接到乙烯基硅橡胶基体上。通过核磁表征了ADS@AC的结构。介电性能分析表明,由于ADS@AC中的氰基作为极性基团,使材料中偶极子增多,极化能力增强,所以当ADS@AC添加量为20%,ADS@AC/SR的介电常数分别增加到7.05。与此同时介电损耗保持在较低的水平在0.01左右。而且材料的模量降低,机电性能提高,当添加量为20%,材料的电致形变最大。

二、用电子分析天平测量静电力及真空介电常量(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用电子分析天平测量静电力及真空介电常量(论文提纲范文)

(1)垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 碳基能源储存与转化材料概述
        1.2.1 传统碳基能源储存与转化材料
        1.2.2 低维度碳纳米能源储存与转化材料
        1.2.3 取向性碳纳米材料
    1.3 能源储存与转化材料中的能质传递机理
        1.3.1 电子传递强化基本策略
        1.3.2 离子输运与固液界面静电吸附机理
        1.3.3 纳米尺度下的界面能质传递过程
    1.4 能质传递过程中的边缘效应
        1.4.1 垂直取向石墨烯的边缘结构调控
        1.4.2 边缘效应及能源储存与转化应用
    1.5 本论文研究内容
2 实验和数值计算方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器设备
    2.3 材料表征分析
        2.3.1 形貌结构分析
        2.3.2 材料构成分析
        2.3.3 表面光电特性分析
        2.3.4 电化学石英晶体微天平分析
    2.4 性能评价分析
        2.4.1 光催化水裂解制氢性能评价系统
        2.4.2 超级电容储能性能测试及应用平台
    2.5 数值计算方法
        2.5.1 分子动力学模拟简介
        2.5.2 密度泛函理论计算简介
        2.5.3 建模、模拟软件及相关数据后处理方法
3 垂直取向石墨烯边缘调控及能质传递强化机理
    3.1 引言
    3.2 垂直取向石墨烯的PECVD制备与边缘生长调控
        3.2.1 等离子体源的选择
        3.2.2 生长基底的选择
        3.2.3 垂直取向石墨烯边缘生长调控方法
    3.3 垂直取向石墨烯边缘形貌结构研究
        3.3.1 垂直取向石墨烯边缘形貌结构表征
        3.3.2 PECVD法制备垂直取向石墨烯的基底适应性分析
        3.3.3 垂直取向石墨烯边缘生长模式与密度调控研究
    3.4 垂直取向石墨烯光学与光电响应特性
        3.4.1 垂直取向石墨烯光吸收性能研究
        3.4.2 垂直取向石墨烯光电响应行为研究
        3.4.3 石墨烯边缘光电场时域有限差分模拟
    3.5 垂直取向石墨烯边缘电子结构与光诱导电场增强效应
        3.5.1 密度泛函理论模拟研究
        3.5.2 扫描开尔文探针显微表征
        3.5.3 近场光诱导力显微表征
    3.6 本章小结
4 边缘光激发载流子分离强化及光催化制氢研究
    4.1 引言
    4.2 GCN/NVG复合结构设计与限域制备
        4.2.1 目标结构设计
        4.2.2 基于垂直取向石墨烯的石墨相氮化碳限域制备
    4.3 材料表征与分析
        4.3.1 微观形貌与结构表征
        4.3.2 光学性质与表面浸润性表征
    4.4 光催化裂解水制氢性能表征
        4.4.1 固载式光催化试验体系
        4.4.2 光催化活性与表观量子产率
    4.5 GCN/NVG复合结构中载流子动力学特征研究
        4.5.1 GCN/NVG复合材料电子结构
        4.5.2 光激发载流子分离强化研究
        4.5.3 垂直取向石墨烯促进光催化机理
    4.6 本章小结
5 边缘固液界面相平衡结构优化及电容去离子研究
    5.1 引言
    5.2 电容去离子技术概述
        5.2.1 技术背景
        5.2.2 性能指标
        5.2.3 电极材料
        5.2.4 共离子效应与电荷效率
        5.2.5 太阳光驱动/促进电容去离子相关研究
    5.3 光促进电容去离子性能研究
        5.3.1 电极制备与电容去离子试验系统
        5.3.2 电极微观形貌表征
        5.3.3 电化学性能测试
        5.3.4 光照吸脱附性能测试
    5.4 光照促进电容去离子机理研究
        5.4.1 基于光诱导力显微的边缘电场探测
        5.4.2 基于分子动力学模拟的固液界面相平衡结构研究
        5.4.3 基于电化学石英晶体微天平的离子输运行为研究
    5.5 本章小结
6 适应室温离子液体的富边缘电极构筑及滤波电容储能研究
    6.1 引言
    6.2 富边缘石墨烯泡沫电极制备与表征
        6.2.1 富边缘石墨烯泡沫电极制备
        6.2.2 电极微观形貌与结构表征
    6.3 混合离子液体电解液性能表征
        6.3.1 混合离子液体电解液配制
        6.3.2 电解液物性表征
    6.4 基于混合室温离子液体电解质的石墨烯泡沫储能性能
        6.4.1 电化学表征方法
        6.4.2 垂直取向石墨烯泡沫形貌对储能性能的影响
        6.4.3 基于垂直取向石墨烯泡沫的交流滤波应用
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 研究创新点
    7.3 不足与展望
参考文献
作者简历

(2)铌镁酸钡掺杂对钛酸钡钙基无铅压电陶瓷结构及性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 压电陶瓷的基本概念
        1.2.1 压电陶瓷与压电效应
        1.2.2 铁电性
        1.2.3 压电陶瓷的主要参数
    1.3 压电陶瓷分类
        1.3.1 铅基压电陶瓷
        1.3.2 无铅压电陶瓷
    1.4 BaTiO_3基压电陶瓷的性能研究
        1.4.1 BaTiO_3的制备工艺调节
        1.4.2 BaTiO_3基压电陶瓷的掺杂改性研究
    1.5 弛豫铁电体的研究
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验试剂及设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 制备工艺
    2.3 陶瓷的微观表征
        2.3.1 压电陶瓷的相结构表征
        2.3.2 压电陶瓷微观形貌表征
    2.4 陶瓷的性能表征
        2.4.1 压电陶瓷的介电性能
        2.4.2 压电陶瓷的铁电性能
        2.4.3 压电陶瓷的压电性能
第3章 BCTx烧结温度的探究
    3.1 BCTx的原料配比
    3.2 不同烧结温度下的陶瓷收缩程度
    3.3 不同烧结温度下的BCTx的介电性能
    3.4 不同烧结温度下的BCTx的铁电性能
    3.5 本章小结
第4章 BCTx不同成分陶瓷的结构和电学性能
    4.1 BCTx的物相结构
    4.2 BCTx的微观结构
    4.3 BCTx的介电性能
    4.4 BCTx的铁电性能
    4.5 BCTx的压电性能
    4.6 本章小结
第5章 BMN掺杂对BCTx体系压电陶瓷结构及电学性能的影响
    5.1 BCT20-x%BMN的物相结构
    5.2 BCT20-x%BMN的微观结构
    5.3 BCT20-x%BMN的介电性能
    5.4 BCT20-x%BMN的铁电性能
    5.5 BCT20-x%BMN的储能性能
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在硕士期间所取得的科研成果
致谢

(3)选区表面改性电化学沉积镍实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 刀具表面改性发展现状
        1.2.1 刀具表面改性概述
        1.2.2 刀具表面改性的技术方法
        1.2.3 表面改性技术的研究现状
    1.3 3D打印技术发展现状
        1.3.1 3D打印技术概述
        1.3.2 3D打印技术研究现状
    1.4 COMSOL Multipysics简介
    1.5 课题主要研究内容
第2章 电镀基础理论分析
    2.1 电镀技术
        2.1.1 电镀原理
        2.1.2 脉冲电镀
    2.2 镀层结晶过程
        2.2.1 电沉积结晶形核
    2.3 电镀系统物理模型及数学模型建立
        2.3.1 电镀系统物理模型建立
        2.3.2 电镀系统数学模型建立
    2.4 本章小结
第3章 基于COMSOL Multiphysics软件的赫尔槽电场特性分析及实验研究
    3.1 COMSOL Multiphysics软件在仿真建模中的应用
    3.2 电场有限元仿真原理
        3.2.1 边界条件
        3.2.2 数学模型
    3.3 电场仿真参数的测定
        3.3.1 电阻率的测定
        3.3.2 相对介电常数的测定
    3.4 电场的有限元分析
        3.4.1 电场有限元仿真模型
        3.4.2 加载与求解
        3.4.3 赫尔槽电镀系统电场仿真结果与分析
    3.5 电镀实验过程
        3.5.1 实验材料及实验装置
        3.5.2 基体预处理
        3.5.3 直流电镀铁镍合金赫尔槽实验
        3.5.4 性能检测工具与步骤
    3.6 电镀工艺参数选择
        3.6.1 电镀实验参数
        3.6.2 实验设计
    3.7 赫尔槽实验结果及分析
    3.8 本章小结
第4章 基于3D打印技术的单点选区电化学镍沉积实验研究
    4.1 3D打印技术在选区电镀方面的应用
    4.2 实验设备设计与改造
        4.2.1 实验设备及软件
        4.2.2 3D打印机轴向行进控制方法
        4.2.3 3D打印机改造过程
        4.2.4 施镀机构改装原理
    4.3 实验设计
        4.3.1 实验目标
        4.3.2 实验材料
        4.3.3 实验步骤
        4.3.4 废液处理
    4.4 研究单点电化学沉积镍表面微观机理
        4.4.1 研究电极间距对于镍沉积质量和沉积效率的影响
        4.4.2 最优电极间距下采用直流电源镀层表面形貌及能谱分析
        4.4.3 最优电极间距下采用脉冲电源镀层表面形貌及能谱分析
    4.5 本章小结
第5章 基于3D打印技术的多点选区电化学镍沉积实验研究
    5.1 计算机3D打印代码编译
    5.2 研究3D打印机调控多点选区电化学沉积镍沉积镍微观形貌
        5.2.1 选区电化学镍沉积镀层表面形貌分析
        5.2.2 选区电化学镍沉积镀层剖面形貌及能谱分析
    5.3 研究多点选区电化学沉积镍镀层摩擦磨损性能
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(4)文丘里静电水膜除尘器性能优化实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 文献综述
        1.2.1 文丘里除尘技术
        1.2.2 湿式振弦栅除尘技术
        1.2.3 湿式静电除尘技术
        1.2.4 旋风除尘技术
    1.3 实验研究的内容与方案
    1.4 技术路线图
    1.5 课题来源
第二章 文丘里静电水膜除尘机理分析
    2.1 文丘里水膜振弦栅降尘机理
        2.1.1 文丘里水膜除尘机理
        2.1.2 湿式振弦栅除尘机理
    2.2 电降尘机理
        2.2.1 气体的电离
        2.2.2 尘粒的荷电
        2.2.3 荷电尘粒的运动
    2.3 旋风降尘机理
    2.4 本章小结
第三章 实验装置与相关参数测定
    3.1 文丘里静电水膜除尘器实验系统
        3.1.1 文丘里振弦栅除尘系统
        3.1.2 旋风静电水膜除尘系统
        3.1.3 供水系统
        3.1.4 发尘与排风系统
    3.2 相关参数的测定
        3.2.1 放电特性的测定
        3.2.2 板电流密度的测定
        3.2.3 空气密度的测定
        3.2.4 风速的测定
        3.2.5 实验装置管道流量的测定
        3.2.6 入口平均粉尘浓度的测定
        3.2.7 除尘器阻力测定
        3.2.8 粉尘粒径分布的测定
        3.2.9 除尘效率的测定
    3.3 本章小结
第四章 电极优化与水膜匹配实验研究
    4.1 电极结构的确定
        4.1.1 电晕极与收尘极间距的影响
        4.1.2 电晕极纵向极距的影响
        4.1.3 不同芒刺数对环形电极的影响
    4.2 成型后的电极结构及电场特性
        4.2.1 成型后电极结构参数
        4.2.2 成型后电极的电场特性
    4.3 电极与水膜的匹配
        4.3.1 水膜供水压力对电极的V-I的影响
        4.3.2 不同水膜压力对除尘效率影响
    4.4 本章小结
第五章 文丘里静电水膜除尘器优化试验研究
    5.1 入口风速的影响
    5.2 电压对降尘效率的影响
    5.3 喉管喷雾量的影响
    5.4 振弦栅数量的影响
    5.5 文丘里静电水膜除尘正交试验
        5.5.1 试验因素的选取与方案的编制
        5.5.2 正交实验结果分析
        5.5.3 最优组合的确定
    5.6 入口平均粉尘浓度与降尘效率的关系
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
        6.2.1 不足之处
        6.2.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
附录

(5)含离子液体吸收工质对热物性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 综述
    1.1 能源利用现状
    1.2 吸收式热泵循环系统介绍
        1.2.1 吸收式热泵工作原理
        1.2.2 吸收式热泵工作流体
    1.3 离子液体工质对研究进展
        1.3.1 离子液体概述
        1.3.2 水-离子液体作为工质对的研究进展
        1.3.3 氨-离子液体作为工质对的研究进展
    1.4 离子液体工质对热物性研究进展
        1.4.1 离子液体工质对密度的研究进展
        1.4.2 离子液体工质对粘度的研究进展
        1.4.3 离子液体工质对表面张力的研究进展
    1.5 本论文的研究内容及研究意义
2 离子液体体系密度、粘度及表面张力的实验测定
    2.1 密度的测定
        2.1.1 实验原理
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验药品
        2.1.4 实验步骤
    2.2 粘度的测定
        2.2.1 实验原理
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验药品
        2.2.4 实验步骤
    2.3 表面张力的测定
        2.3.1 实验原理
        2.3.2 实验仪器
        2.3.3 实验药品
        2.3.4 实验步骤
    2.4 本章小结
3 热物性实验结果与分析
    3.1 密度实验数据与分析
        3.1.1 实验数据
        3.1.2 数据分析与讨论
    3.2 粘度实验结果与分析
        3.2.1 实验数据
        3.2.2 数据分析与讨论
    3.3 表面张力实验结果与分析
        3.3.1 实验数据
        3.3.2 数据分析与讨论
    3.4 本章小结
4 二元混合流体粘度模型与计算
    4.1 粘度模型研究进展
    4.2 混合流体粘度模型
        4.2.1 常压流体混合物的粘度模型
    4.3 混合流体粘度计算
        4.3.1 非缔合体系的粘度计算
        4.3.2 自缔合体系的粘度计算
        4.3.3 交叉缔合体系的粘度计算
        4.3.4 数据分析与讨论
    4.4 离子液体体系粘度计算
    4.5 本章小结
5 全文总结
参考文献
附录
攻读学位期间研究成果
致谢

(6)PdSe2纳米线薄膜/Si异质结近红外集成光电探测器(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光电探测器的分类
    1.3 基于半导体纳米线的器件研究
        1.3.1 纳米线的特性
        1.3.2 基于半导体纳米线的器件应用
    1.4 半导体纳米线在近红外探测波段的应用
        1.4.1 近红外探测的简要介绍
        1.4.2 半导体纳米线在近红外探测波段的研究现状与应用
    1.5 本章小结
第二章 PdSe_2纳米线薄膜的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 半导体纳米线的合成方法简介
    2.3 实验设备及介绍
    2.4 Pd纳米线的制备
        2.4.1 模板法制备Pd纳米线
        2.4.2 一步法制备Pd纳米线
    2.5 PdSe_2纳米线的制备与表征
        2.5.1 PdSe_2纳米线的制备
        2.5.2 PdSe_2纳米线的表征
    2.6 本章小结
第三章 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 纳米线薄膜的制备与表征
        3.2.1 Pd纳米线薄膜的制备与表征
        3.2.2 PdSe_2纳米线薄膜的制备与表征
    3.3 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器的制备
    3.4 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结器件单元的光电性能表征
        3.4.1 光电探测器性能表征的基本参数
        3.4.2 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结器件单元的光电性能测试
    3.5 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结器件的能带机理
    3.6 本章小结
第四章 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器的应用
    4.1 引言
    4.2 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器阵列的均匀性研究
    4.3 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器应用于轨迹追踪
    4.4 PdSe_2纳米线薄膜/Si异质结集成光电探测器应用于光学图像传感
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 本文研究内容与结论
    5.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(7)锂—有机电池用PVA/HNTs纳米纤维耐热隔膜及其电化学性能(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的工作原理和结构
        1.2.2 锂离子电池的发展现状
    1.3 锂二次电池有机电极材料
        1.3.1 有机电极材料简介
        1.3.2 醌类电极材料
    1.4 锂离子电池隔膜
        1.4.1 隔膜的功能
        1.4.2 隔膜的制备方法
        1.4.3 复合隔膜的研究进展
    1.5 本课题的研究内容与研究意义
第二章 实验材料、仪器及表征方法
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 隔膜的物理表征方法
        2.2.1 形貌表征
        2.2.2 结构表征
        2.2.3 物理性能表征
    2.3 预处理隔膜的电化学性能表征方法
        2.3.1 离子电导率测试
        2.3.2 电化学稳定性测试
        2.3.3 LIR2032 型扣式电池的组装
        2.3.4 循环伏安曲线测试
        2.3.5 电池容量及循环性能测试
        2.3.6 电池倍率性能测试
        2.3.7 高温电化学性能测试
第三章 PVA/HNTs复合隔膜的制备及物理特性
    3.1 引言
    3.2 PVA/HNTs复合隔膜的制备
        3.2.1 PVA/HNTs复合纤维膜的制备过程
        3.2.2 静电纺丝参数的确定
        3.2.3 PVA/HNTs复合纤维膜的制备
        3.2.4 PVA/HNTs复合纤维膜的交联
    3.3 隔膜的形貌表征
    3.4 隔膜的结构表征
        3.4.1 红外分析
        3.4.2 XRD分析
        3.4.3 比表面积和孔径分析
        3.4.4 孔隙率测试
    3.5 物理性能测试
        3.5.1 浸润性
        3.5.2 吸液率测试
        3.5.3 热稳定性表征
        3.5.4 机械性能
    3.6 本章小结
第四章 PVA/HNTs复合隔膜应用于Li离子电池体系性能研究
    4.1 引言
    4.2 PVA/HNTs复合隔膜应用于有机电池体系
        4.2.1 材料的制备
        4.2.2 PVA/HNTs隔膜的电化学性能分析
        4.2.3 电池性能分析
    4.3 PVA/HNTs隔膜应用于有机电池的高温电化学性能
    4.4 PVA/HNTs复合隔膜在无机电池体系中的普适性研究
        4.4.1 材料的制备
        4.4.2 接触角测试
        4.4.3 电化学性能测试
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
在学期间取得的科研成果和科研情况说明
致谢

(8)交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电介质及特性概述
        1.2.1 介电性
        1.2.2 压电性
        1.2.3 热电性
        1.2.4 铁电性
    1.3 研究背景及意义
    1.4 国内外研究现状
    1.5 研究内容及方法
第二章 掺杂改性Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜的制备及其介电调谐性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物相结构分析
        2.3.2 微观形貌分析
        2.3.3 介电-频率特征分析
        2.3.4 偏压特性分析
        2.3.5 相关机制分析
    2.4 本章小结
第三章 掺杂Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜处于顺电相、铁电相时的介电调谐性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 顺电相、铁电相下的薄膜制备方法
        3.2.2 热分析、晶体结构、微观形貌、介电及铁电性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 热特性分析
        3.3.2 物相、微观形貌分析
        3.3.3 介电-频率特征分析
        3.3.4 偏压特性分析
        3.3.5 铁电特性分析
        3.3.6 畴壁运动的贡献分析
        3.3.7 漏电流行为分析
    3.4 本章小结
第四章 锌、镁离子掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜漏电流行为的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 薄膜试样的制备方法
        4.2.2 漏电流行为测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 J-E特性分析
        4.3.2 界面势垒高度分析
        4.3.3 陷阱势垒高度分析
        4.3.4 相关机制分析
    4.4 本章小结
第五章 内部界面层对掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜介电性能的影响及其在滤波器中仿真研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 拥有内部界面层的薄膜样品的设计及制备方法
        5.2.2 晶体结构、微观形貌测试
        5.2.3 介电性能、漏电流行为测试
        5.2.4 基于HFSS的四阶可调谐滤波器的设计与仿真
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 物相、微观形貌分析
        5.3.2 偏压特性分析
        5.3.3 相关机制分析
        5.3.4 漏电流行为分析
        5.3.5 薄膜在梳妆线可调滤波器中的仿真研究
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
本课题主要的创新点
参考文献
附录
作者简介
致谢

(9)银/镉基半导体光催化材料的设计合成、电子结构调控和性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化简介
        1.2.1 太阳光
        1.2.2 半导体
    1.3 半导体光催化原理
    1.4 半导体光催化剂改性方法
        1.4.1 掺杂
        1.4.2 表面沉积金属
        1.4.3 半导体复合
    1.5 银基/镉基半导体材料简介与研究进展
        1.5.1 银基半导体材料光催化研究进展
        1.5.2 镉基半导体材料光催化研究进展
    1.6 研究意义与研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
    参考文献
第二章 实验仪器与测试条件
    2.1 实验仪器与药品
    2.2 测试条件与样品表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 紫外-可见漫反射(DSR)
        2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.7 表面光电压谱(SPV)
        2.2.8 电化学测试
        2.2.9 紫外光电子能谱(UPS)
        2.2.10 荧光光谱测试(PL)
        2.2.11 密度泛函计算(DFT)
第三章 原位生成Ag~0/AgNb_(1-x)Ta_xO_3用于揭示电子结构和活性位点与催化性能的构效关系
    3.1 引言
    3.2 实验内容
        3.2.1 Ag_2O前躯体的制备
        3.2 2 AgNb_(1-x)Ta_xO_3 固溶体的制备
        3.2.3 Ag~0/AgNb_(1-x)Ta_xO_3 复合材料的制备
        3.2.4 催化还原对硝基苯酚试验
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 晶体结构与形貌
        3.3.2 金属离子掺杂机理分析
        3.3.3 表面化学价态和电子结构
        3.3.4 固溶体光催化性能研究
        3.3.5 界面电荷转移分析
        3.3.6 光催化机理探究
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 CdS QDs修饰AgTaO_3用于增强可见光光催化活性
    4.1 引言
    4.2 实验内容
        4.2.1 AgTaO3的制备
        4.2.2 CdS QDs的制备
        4.2.3 TCQ/AgTaO_3 复合材料的制备
        4.2.4 xTCQ/Ag@AgTaO_3 复合材料的制备
        4.2.5 Ag/TCQ的制备
        4.2.6 催化还原对硝基苯酚试验
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 光催化剂的结构与形貌
        4.3.2 化学组成与价态分析
        4.3.3 光学性能
        4.3.4 光催化性能
        4.3.5 光催化机理探究
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 单原子Ni负载和掺杂的CdS QDs用于光解水产氢性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验内容
        5.2.1 Fe~(2+),Co~(2+),Ni~(2+)离子掺杂CdS QDs的制备
        5.2.2 光催化分解水产氢活性测试
    5.3 实验结果及讨论
        5.3.1 结构与形貌分析
        5.3.2 化学组成与价态分析
        5.3.3 光学性能研究
        5.3.4 光催化性能测试
        5.3.5 光催化机理探究
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 锌缺陷ZnS/CdS复合光催化剂的构筑及光催化机理探究
    6.1 引言
    6.2 实验内容
        6.2.1 CdS纳米棒的制备
        6.2.2 CdS/ZnS复合物的制备
        6.2.3 光催化分解水制氢活性测试
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 光催化剂制备流程
        6.3.2 晶体结构与形貌
        6.3.3 光学性能
        6.3.4 表面化学价态和电子结构
        6.3.5 光电测试与光催化性能研究
        6.3.6 荧光与寿命测试
        6.3.7 光催化机理探究
    6.4 本章小结
    参考文献
第七章 CdTe QDs/NaTaO_3异质结光催化剂的设计合成与光生电荷动力学研究
    7.1 引言
    7.2 实验内容
        7.2.1 NaTaO_3的制备
        7.2.2 TGA-Cd e QDs的制备
        7.2.3 TGA(MPA)-CdTe QDs/NaTaO_3的制备
        7.2.4 光催化分解水制氢反应
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 密度泛函理论计算
        7.3.2 催化剂制备原理
        7.3.3 结构与相貌分析
        7.3.4 表面结构与化学价态分析
        7.3.5 光学性能分析
        7.3.6 光电性能测试
        7.3.7 光催化性能测试
        7.3.8 光催化反应机理
    7.4 本章小结
    参考文献
第八章 总结与展望
    总结
    展望
攻读博士期间的研究成果
致谢

(10)高介电低损耗硅橡胶基介电弹性体复合材料的制备与研究(论文提纲范文)

学位论文数据集
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 电活性聚合物(EAPs)
        1.2.1 电子型EAPs
        1.2.2 离子型EAPs
    1.3 介电弹性体
        1.3.1 介电弹性体致动器及工作原理
        1.3.2 介电弹性体发电机及工作原理
        1.3.3 介电弹性体材料的种类
        1.3.4 介电弹性体电力学性能
    1.4 硅橡胶介电弹性体研究进展
        1.4.1 高介电常数材料填充的硅橡胶复合材料
        1.4.2 导电材料填充的硅橡胶复合材料
        1.4.3 化学改性硅橡胶复合材料
    1.5 碳纳米管的改性
    1.6 本课题的研究目的和主要内容
        1.6.1 课题的目的与意义
        1.6.2 课题的研究内容
第二章 MWCNT-DA与硅橡胶复合材料的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验主要仪器与设备
        2.2.3 实验步骤
    2.3 测试与表征
        2.3.1 MWCNT-DA测试与表征
        2.3.2 MWCNT-DA/PDMS测试与表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 红外光谱分析
        2.4.2 拉曼光谱分析
        2.4.3 热失重分析
        2.4.4 TEM分析
        2.4.5 SEM形貌分析
        2.4.6 交联密度分析
        2.4.7 介电性能分析
        2.4.8 拉伸性能分析
        2.4.9 热机械性能分析
        2.4.10 机电性能分析
        2.4.11 电致形变性能分析
    2.5 小结
第三章 烯丙基改性乙烯基硅橡胶的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 主要仪器与设备
        3.2.3 实验步骤
    3.3 测试与表征
        3.3.1 乙烯基硅橡胶基体的测试与表征
        3.3.2 ADS@AC测试与表征
        3.3.3 ADS@AC/SR测试与表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 乙烯基硅橡胶基体结果与讨论
        3.4.2 ADS@AC结构表征
        3.4.3 ADS@AC/SR性能分析
    3.5 小结
第四章 结论
参考文献
致谢
作者及导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书

四、用电子分析天平测量静电力及真空介电常量(论文参考文献)

  • [1]垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用[D]. 徐晨轩. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]铌镁酸钡掺杂对钛酸钡钙基无铅压电陶瓷结构及性能的影响[D]. 张玉聪. 吉林大学, 2021(01)
  • [3]选区表面改性电化学沉积镍实验研究[D]. 白雪琛. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]文丘里静电水膜除尘器性能优化实验研究[D]. 饶贞标. 江西理工大学, 2021(01)
  • [5]含离子液体吸收工质对热物性研究[D]. 曹燕. 常州大学, 2021(01)
  • [6]PdSe2纳米线薄膜/Si异质结近红外集成光电探测器[D]. 林亚楠. 合肥工业大学, 2021
  • [7]锂—有机电池用PVA/HNTs纳米纤维耐热隔膜及其电化学性能[D]. 郑思林. 天津理工大学, 2021(08)
  • [8]交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究[D]. 王宏哲. 东南大学, 2020(02)
  • [9]银/镉基半导体光催化材料的设计合成、电子结构调控和性能研究[D]. 王芳. 内蒙古大学, 2020(05)
  • [10]高介电低损耗硅橡胶基介电弹性体复合材料的制备与研究[D]. 刘龙阳. 北京化工大学, 2020(02)

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用电子分析天平测量静电力和真空介电常数
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