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Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料制备及H_(2)S气敏性能

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复合材料学报 2024年第2期41卷 816-826页

作者：桂阳海吴锦涛田宽郭会师张心华郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450000 河南恒安电力股份有限公司郑州450001

近年来,H_(2)S作为哮喘和慢阻肺的新型生物标志物对人体健康监测具有重要意义,因此人们对低功耗、高选择性、低检出限和高稳定性H_(2)S传感器的研究显得十分迫切。通过两步原位生长的方式合成了Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3... 详细信息

近年来,H_(2)S作为哮喘和慢阻肺的新型生物标志物对人体健康监测具有重要意义,因此人们对低功耗、高选择性、低检出限和高稳定性H_(2)S传感器的研究显得十分迫切。通过两步原位生长的方式合成了Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料。以原位水热法合成的WO_(3)纳米片为基底,通过调控水浴反应时间,在WO_(3)纳米片上原位生长了不同的Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料。利用FE-SEM、FTIR、XRD和TG等方法对复合材料进行表征和气敏性能测试。结果表明:反应20 min所制得的Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)复合材料具有最优异的气敏性能,在最佳工作温度(90℃)下对浓度为50×10^(−6)H_(2)S气体的响应值高达109,响应和恢复时间分别为130 s和182 s,对H_(2)S气体表现出优异的选择性。该复合材料在低浓度H_(2)S(3×10^(−6))氛围中,仍具有良好的响应恢复曲线。在一个月内进行的3次重复测试中,表现出较好的重复性和长期稳定性。Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)气敏材料的原位制备及气敏性能研究为气敏传感器器件的制备提供了新思路,为气敏材料的多样性提供了新途径。在环境检测和智能医疗方面有着潜在的应用价值。

关键词：纳米材料 WO_(3) Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O H_(2)S 复合材料原位气敏

Cr_(2)O_(3)对ZnO-Bi_(2)O_(3)基高压压敏陶瓷性能的影响

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材料工程 2024年第4期52卷 54-60页

作者：桂阳海涂远生田宽郭会师黄海张心华郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450000 南阳金牛电气有限公司河南南阳473000 河南恒安电力股份有限公司郑州450001

采用固相烧结法制备ZnO-Bi_(2)O_(3)-Co_(2)O_(3)-NiO-Mn_(3)O_(4)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)压敏陶瓷,研究不同掺杂量的Cr_(2)O_(3)对ZnO压敏陶瓷的微观结构和电气性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电化学工作站分别对样品的物相、微观形貌及电性能进行表征。结果表明:Cr_(2)O_(3)的加入不仅具有抑制ZnO晶粒异常生长和提升晶粒均匀分布的作用,而且能显著降低ZnO晶粒电阻,增加晶界电阻。在Cr_(2)O_(3)添加量为0%~0.21%(摩尔分数,下同)范围内,随着添加量的增大,压敏陶瓷的非线性系数表现为先增加后减小。当Cr_(2)O_(3)掺杂量为0.14%时,ZnO压敏陶瓷具有优异的电气性能:电位梯度E_(1 mA)=216 V·mm^(-1)、泄漏电流J_L=0.36μA·cm^(-2)、非线性系数α=25、残压比K=1.815、老化系数K_(ct)=0.647。此外,该压敏陶瓷在4/10μs波形下100 kA脉冲电流冲击2次后U_(1 mA)仍保持为初始的96.75%,表现出良好的冲击稳定性,在配电系统避雷器中具有巨大的应用潜力。

关键词： ZnO压敏陶瓷 Cr_(2)O_(3)掺杂微观结构电气性能阻抗性能

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ZIF-67修饰WO_(3)纳米片的制备及其气敏性能

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复合材料学报 2023年第2期40卷 940-949页

作者：桂阳海钱琳琳田宽郭会师张景浩万程涛杨晓艳郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450000

金属氧化物半导体气敏传感器在有毒有害气体检测领域逐渐表现出巨大的应用前景,但是金属氧化物半导体传感器通常在检测时受环境湿度影响较大,这极大地限制了其应用。本文采用水热法成功在陶瓷管表面原位生长WO_(3)纳米片,并以此为基底,... 详细信息

金属氧化物半导体气敏传感器在有毒有害气体检测领域逐渐表现出巨大的应用前景,但是金属氧化物半导体传感器通常在检测时受环境湿度影响较大,这极大地限制了其应用。本文采用水热法成功在陶瓷管表面原位生长WO_(3)纳米片,并以此为基底,在其表面生长ZIF-67多孔材料,通过调控W和Co的比例制备了不同比例的ZIF-67/WO_(3)复合材料,利用XRD、SEM、FTIR和比表面积测试仪(BET)等方法对所制备的材料进行物相和形貌表征。针对其不同比例的复合材料的气敏性能进行了研究。结果表明:W∶Co摩尔比为1∶1的ZIF-67/WO_(3)(1∶1)复合材料性能最好,在220℃对三乙胺表现出优异的选择性,对体积分数为100×10^(-6)的三乙胺的响应值可达140.34,响应和恢复时间分别为9 s和7 s。研究了空气相对湿度(RH)对ZIF-67/WO_(3)(1∶1)传感器的影响,结果表明,在高达75%RH环境下该材料仍能保持较好的响应值,相对于纯WO_(3)气敏材料具有较好的抗湿性能。

关键词： WO_(3) ZIF-67 复合材料原位三乙胺抗湿气敏

硅源种类对一维SiC纳米材料结构和发光性能的影响

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化工新型材料 2020年第12期48卷 108-110,115页

作者：郭会师李文凤黄庆飞郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450051 河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001

以Si粉和SiO2粉为硅源,活性炭为碳源,Fe2O3为添加剂,采用碳热还原法,在氢气保护下经1500℃保温3h烧制,研究了硅源种类对一维SiC纳米材料结构和发光性能的影响。结果表明,Si粉与活性炭的反应活性强于SiO2粉,易于制得发光性能较好的一维Si... 详细信息

以Si粉和SiO2粉为硅源,活性炭为碳源,Fe2O3为添加剂,采用碳热还原法,在氢气保护下经1500℃保温3h烧制,研究了硅源种类对一维SiC纳米材料结构和发光性能的影响。结果表明,Si粉与活性炭的反应活性强于SiO2粉,易于制得发光性能较好的一维SiC纳米材料,其具有光滑的表面及无定形SiO2外壳包裹的核壳结构,并具有较宽的发射波长。因非晶态SiO2层的存在及一维SiC纳米材料内部结构缺陷的共同作用,其在467nm和435nm处的带隙较SiC体材料显示出较大的蓝移现象。

关键词：硅源种类 SiC 一维纳米材料结构发光性能

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浅谈中国大学教学改革现状及其应对措施

河南化工 2017年第2期34卷 57-58页

作者：李文凤郭会师河南工业大学材料学院河南郑州450001 郑州大学材料学院河南郑州450052

随着科技水平的飞速发展,传统教学模式已不适应高科技人才培养目标的要求,导致大学教育问题凸显,使教学改革愈发显示其重要性和紧迫性。基于大学教学改革现存问题,从建立健全的管理制度、倡导多方力量协调配合及兼顾改革内容和实施路径... 详细信息

随着科技水平的飞速发展,传统教学模式已不适应高科技人才培养目标的要求,导致大学教育问题凸显,使教学改革愈发显示其重要性和紧迫性。基于大学教学改革现存问题,从建立健全的管理制度、倡导多方力量协调配合及兼顾改革内容和实施路径的重要性方面提出了教学改革途径,以期培养出适应社会发展需要的高科技人才,以更好地服务于国家的建设和社会的发展。

关键词：教学改革现存问题改革措施

SiC微粉添加量对SiC耐磨材料结构和性能的影响

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人工晶体学报 2016年第11期45卷 2679-2682页

作者：黄庆飞李文凤郭会师丁志静侯永改河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001 郑州大学高温材料研究所郑州450052

以紧密堆积的三级配SiC颗粒(粒径为325μm、212μm、80μm,质量比为17∶7∶1)为基础配方,将0wt%、1wt%、2wt%、3wt%和4wt%且粒径为5μm的SiC微粉添加到SiC耐磨材料中,经1600℃保温3 h烧制,研究了SiC微粉添加量对SiC耐磨材料结构和性能... 详细信息

以紧密堆积的三级配SiC颗粒(粒径为325μm、212μm、80μm,质量比为17∶7∶1)为基础配方,将0wt%、1wt%、2wt%、3wt%和4wt%且粒径为5μm的SiC微粉添加到SiC耐磨材料中,经1600℃保温3 h烧制,研究了SiC微粉添加量对SiC耐磨材料结构和性能的影响。结果表明:SiC微粉可促进SiC耐磨材料的烧结致密化,并改善其力学性能,当其添加量为3wt%时,试样的综合性能较优,其体积密度和显气孔率分别为2.63 g/cm3和7.62%,硬度、抗折强度和磨损量分别为2458 HV、183 MPa和0.26 g/min。SiC耐磨材料烧结性能和力学性能的提高可归因于SiC微粉充填在SiC颗粒间,缩短了扩散传质路径,且较小粒径的SiC微粉具有较大的表面能,烧结时易于晶粒重排,保证了烧结网络的连续性,增大了颗粒间的结合程度。

关键词： SiC微粉 SiC耐磨材料力学性能显微结构

微波辅助合成Cr_(2)O_(3)纳米颗粒及气敏性能

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电子元件与材料 2022年第8期41卷 802-809页

作者：桂阳海钱琳琳田宽郭会师陈杰郑州轻工业大学材料与化学工程学院河南郑州450000

金属氧化物半导体气敏传感器在有毒易燃气体检测方面有着重要的应用价值,但在实际检测中存在工作温度高、选择性差等问题,因此制备一种简单高效的气敏传感器尤为重要。分别采用微波气-液界面法和微波一锅法制备了纳米Cr_(2)O_(3)材料,... 详细信息

金属氧化物半导体气敏传感器在有毒易燃气体检测方面有着重要的应用价值,但在实际检测中存在工作温度高、选择性差等问题,因此制备一种简单高效的气敏传感器尤为重要。分别采用微波气-液界面法和微波一锅法制备了纳米Cr_(2)O_(3)材料,并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术对合成样品的物相和形貌进行表征。研究了不同方法制备的Cr_(2)O_(3)的气敏性能。结果表明,微波气-液界面法相对于微波一锅法制备的Cr_(2)O_(3)纳米颗粒更均匀且尺寸较小,对醇类气体表现出良好的气敏性能,尤其是异丙醇气体。在最佳工作温度210℃,对体积分数为50×10异丙醇的最大响应为6.30,检出限低至3×10,在长期的循环测试中,显示出优异的响应和稳定性。

关键词： Cr_(2)O_(3) 微波气-液界面法一锅法异丙醇气敏

AlN-Y_2O_3配比对SiC耐磨材料结构和性能的影响

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人工晶体学报 2016年第7期45卷 1918-1922页

作者：李文凤黄庆飞郭会师高元侯永改邹文俊河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001 郑州大学高温材料研究所郑州450052

在AlN-Y_2O_3添加量为6wt%的前提下,将摩尔比分别为10∶90、20∶80、30∶70和40∶60的AlN、Y_2O_3引入SiC耐磨材料中,于氧化气氛下经1600℃保温3 h烧成,研究了AlN、Y_2O_3配比对SiC耐磨材料结构和性能的影响。结果表明:AlN、Y_2O_3配比... 详细信息

在AlN-Y_2O_3添加量为6wt%的前提下,将摩尔比分别为10∶90、20∶80、30∶70和40∶60的AlN、Y_2O_3引入SiC耐磨材料中,于氧化气氛下经1600℃保温3 h烧成,研究了AlN、Y_2O_3配比对SiC耐磨材料结构和性能的影响。结果表明:AlN、Y_2O_3配比对SiC耐磨材料的性能影响较大,当其为30∶70时,SiC耐磨材料的性能较优,其体积密度和显气孔率分别为2.66 g/cm^3和3.95%,磨损量为0.11 g/min,硬度和抗折强度分别为2774 HV和185 MPa。SiC耐磨材料较优异的烧结性能和力学性能可归因于新生成的Y_2Si_2O_7和3Al_2O_3·2SiO_2充填于SiC颗粒间所起的强化作用。

关键词： SiC AlN-Y2O3 力学性能显微结构

纳米MgO添加量对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结性能的影响

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耐火材料 2018年第6期52卷 430-433页

作者：郭会师黄宇翔李文凤桂阳海孙雨安郑州轻工业学院材料与化学工程学院河南郑州450051 河南工业大学材料科学与工程学院河南郑州450001

为了改善Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结性能和力学性能,在Al_2O_3-ZrO_2材料配料中添加不同量(质量分数分别为0、0. 25%、0. 5%、0. 75%、1%和1. 25%)的纳米MgO,经成型、干燥、1 550℃保温3 h烧后,检测试样的烧后线变化率以及烧后试样的体积... 详细信息

为了改善Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结性能和力学性能,在Al_2O_3-ZrO_2材料配料中添加不同量(质量分数分别为0、0. 25%、0. 5%、0. 75%、1%和1. 25%)的纳米MgO,经成型、干燥、1 550℃保温3 h烧后,检测试样的烧后线变化率以及烧后试样的体积密度、显气孔率、吸水率、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:1)添加纳米MgO可促进Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结致密化,并改善其力学性能。当纳米MgO添加量为1%(w)时,Al_2O_3-ZrO_2材料的综合性能较佳,试样的体积密度、显气孔率、吸水率和线收缩率分别为3. 34 g·cm-3、18. 7%、5. 9%和7. 6%,常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度分别为251、81. 0和24. 0 MPa。2)纳米MgO对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结致密化和力学性能的提高归因于MgO和ZrO_2形成有限固溶体时于ZrO_2晶体中引入的缺陷促进了Zr^(4+)的扩散速率,以及亚稳态t-ZrO2发生应力诱导相变时对基体材料产生的强化作用。

关键词：纳米MgO Al2O3-ZrO2材料固溶体烧结力学性能