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具有优良隔热和力学性能的低热导率W/Al2O3纳米多层功能膜的构建

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材料导报 2020年第2期34卷 2023-2028页

作者：吴珊妮赵远姜宏文峰熊春荣海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南大学海南省特种玻璃重点实验室

本研究以高纯W与Al2O3为靶材,在常温下采用磁控溅射法在钠钙硅玻璃表面交替镀制了W及Al2O3纳米多层膜。在多层膜总厚度相同的条件下,研究了不同W/Al2O3周期厚度对隔热性能的影响。采用台阶仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、场发射... 详细信息

本研究以高纯W与Al2O3为靶材,在常温下采用磁控溅射法在钠钙硅玻璃表面交替镀制了W及Al2O3纳米多层膜。在多层膜总厚度相同的条件下,研究了不同W/Al2O3周期厚度对隔热性能的影响。采用台阶仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电镜(TEM)等对多层膜的形貌及结构进行了表征。采用瞬态热反射法(TTR)、纳米压痕仪分别分析了多层膜的隔热性能和力学性能。结果表明,实验沉积的多层膜中各单层均匀连续,不存在断层现象,且层间界面清晰。Al2O3膜层呈非晶形态,W膜层具有亚稳态β-W(210)的择优取向,并在周期厚度为5 nm时呈现明显的非晶态。随着膜层界面密度的增大,多层膜的热阻增大,热导率减小,硬度增大。周期厚度为5 nm、膜层数为41层的W/Al2O3多层膜具有较为优异的隔热性能与力学性能,其热阻为3.14×10^-7 m^2·K·W^-1,有效热导率为0.36 W·m^-1·K^-1,硬度为8.53 GPa,膜/基结合力为42.20 mN。所制备的多层膜在室温到500℃之间具有良好的热稳定性。

关键词： W/Al2O3多层膜磁控溅射热导率周期厚度瞬态热反射法

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刻蚀法制备高透过率防眩高铝玻璃

表面技术 2023年

作者：王其琛郝霞赵竞一王闻之段佳岐赵会峰李军葛姜宏海南大学海南省特种玻璃重点实验室海南海控特玻科技有限公司 4. 特种玻璃国家重点实验室海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室

目的采用刻蚀法制备了具有高透过率的高铝玻璃，分析刻蚀时间对玻璃表面形貌和性能的影响。方法将经过HF(2.3mol/L)溶液酸洗10min后的玻璃样品清洗烘干，然后放入H2SO4(0.1mol/L)，HCl(0.4mol/L)，Na2SiF6(0.02mol/L)的混合溶液中进... 详细信息

目的采用刻蚀法制备了具有高透过率的高铝玻璃，分析刻蚀时间对玻璃表面形貌和性能的影响。方法将经过HF(2.3mol/L)溶液酸洗10min后的玻璃样品清洗烘干，然后放入H2SO4(0.1mol/L)，HCl(0.4mol/L)，Na2SiF6(0.02mol/L)的混合溶液中进行不同时间的表面刻蚀处理，形成了超表面凹坑结构，这种结构使部分光线经过有限次数的反射和折射后成为透射光的一部分，这种凹坑结构也相当于在空气和玻璃之间增加了一个具有梯度折射率的介质层，从而减少反射率和增加透过率。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线能谱仪(EDS)、紫外可见近红外分光光度计等仪器，对刻蚀前后玻璃的表面进行分析研究。结果随着刻蚀时间的延长，蚀坑的直径逐渐增大，同时致密度也在逐渐增加直至相互融合，而坑深先增大后减小。可见光波长范围内的平均透过率先增加后降低，反射率先降低后增加，且透过率均大于玻璃原片，反射率均小于玻璃原片。刻蚀前后玻璃成分基本不变，铅笔硬度达到9H。结论刻蚀后，在玻璃表面形成超表面凹坑结构，当刻蚀时间为20 min时，蚀坑直径达到2.5 ～ 5.0 μm左右，深度达到927.2 nm左右，平均透过率达到95.95%，平均反射率达到4.01%。

关键词：化学刻蚀透过率高铝玻璃超表面凹坑结构玻璃表面

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采用盐类化学试剂制备减反增透膜层的方法

表面技术 2020年第5期49卷 177-184页

作者：郝霞潘国治崔永红赵会峰姜宏海南中航特玻科技有限公司海南澄迈571924 特种玻璃国家重点实验室海南澄迈571924 海南大学海南省特种玻璃重点实验室海口570228

目的提高玻璃表面透过率,降低反射率。方法利用Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7等碱性盐溶液对预处理后的玻璃表面进行化学刻蚀,通过对玻璃表面纳米多孔结构以及断面刻蚀膜层厚度的调控,实现入射光在传递过程中产生相消干涉,从而实现对光的减... 详细信息

目的提高玻璃表面透过率,降低反射率。方法利用Na2CO3、Na3PO4、Na4P2O7等碱性盐溶液对预处理后的玻璃表面进行化学刻蚀,通过对玻璃表面纳米多孔结构以及断面刻蚀膜层厚度的调控,实现入射光在传递过程中产生相消干涉,从而实现对光的减反增透效果。通过扫描电镜观察玻璃腐蚀前后的表面形貌和断面膜层厚度,用紫外可见分光光度计对刻蚀前后玻璃的透过率和反射率进行测试,进一步调节刻蚀液浓度、刻蚀时间和刻蚀温度,优化实验方案,提高透过率。结果经碱性盐溶液刻蚀后,在24 h、92℃条件下,玻璃表面形成宽为20~30 nm,膜层厚度为100~150 nm,分布比较均匀的细微沟槽,玻璃的平均透过率达97.53%,比原始基片提高了7%,刻蚀前后成分基本无变化,光学性能得到了有效提高。固定刻蚀液浓度和刻蚀时间,样品透过率随刻蚀温度的升高,先增大后降低;固定刻蚀液浓度和刻蚀温度,样品透过率随刻蚀时间的增加,先增大后降低;固定刻蚀时间和刻蚀温度,样品透过率随刻蚀液浓度的增加,先增大后降低。结论采用碱性盐类化学试剂对玻璃表面进行化学刻蚀,使玻璃表面的化学键断裂,在玻璃表面形成疏松膜层结构,当刻蚀层达到一定厚度时,一定波长的光在玻璃表面发生相消干涉,可有效提高玻璃表面的透过率,降低反射率。

关键词：纳米结构玻璃表面减反增透化学刻蚀透过率反射率

椰壳活性炭氧化后负载硅基复合氧化物低温脱硝催化剂的研究

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分子催化 2016年第2期30卷 140-150页

作者：邢帅姜宏熊春荣马艳平海南大学海南省特种玻璃实验室海南海口570228

椰壳活性炭经硝酸氧化处理后做载体,采用浸渍法负载含SiO_2的复合氧化物,用做低温脱硝催化剂.在锰氧化物中添加Ti O2,可以提高催化剂的抗硫性能,但低温脱硝活性降低.然而在锰氧化物中添加SiO_2,不仅提高了催化剂的抗硫性能,而且也提高... 详细信息

椰壳活性炭经硝酸氧化处理后做载体,采用浸渍法负载含SiO_2的复合氧化物,用做低温脱硝催化剂.在锰氧化物中添加Ti O2,可以提高催化剂的抗硫性能,但低温脱硝活性降低.然而在锰氧化物中添加SiO_2,不仅提高了催化剂的抗硫性能,而且也提高了脱硝活性.TEM结果表明加入SiO_2可以有效的减小复合氧化物晶粒尺寸,更提高了其在载体上的分散度.NH_3-TPD结果显示加入SiO_2后催化剂表面酸性显著增强.XPS分析发现加入SiO_2还增大了催化剂表面Mn^(4+)的相对含量.此外,经硝酸氧化处理过的椰壳活性炭,表面含氧基团增加,从而也大大提高了对NH_3及NO的吸附容量.在相同脱硝条件下,与原料活性炭负载的催化剂比较,硝酸氧化处理后的活性炭负载的催化剂具有更高的脱硝效率.

关键词：低温脱硝活性炭浸渍法 SiO2

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低介电高硼硅酸盐玻璃的性能研究

功能材料 2015年第21期46卷 21050-21053页

作者：沈阳姜宏何文琦李长久俞琳海南大学海南省特种玻璃重点实验室海口570228 海南省特种玻璃工程技术研究中心海南老城579124

以硼硅酸盐玻璃为基础玻璃系统,研究了超高硼含量区间,硼硅酸盐玻璃结构和性能的变化规律。通过红外光谱分析了硼硅酸盐玻璃在不同B2O3含量的情况下的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数、转变温度、软化温度和高温粘度。研究结果表明,高... 详细信息

以硼硅酸盐玻璃为基础玻璃系统,研究了超高硼含量区间,硼硅酸盐玻璃结构和性能的变化规律。通过红外光谱分析了硼硅酸盐玻璃在不同B2O3含量的情况下的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数、转变温度、软化温度和高温粘度。研究结果表明,高硼玻璃难以析晶;随着B2O3含量的增加,玻璃结构中[BO4]、[BO3]数量增多,其中以[BO3]为主;玻璃的热膨胀系数呈现出S型变化,转变温度和软化温度都逐渐减小;介电常数与介电损耗都出现极小值,过量的B2O3会起到反作用;此外B2O3起到降低高温粘度的作用,但降低作用有限。

关键词：高硼含量硅酸盐玻璃低介电常数热性能

CeO_2/Pr_2O_3掺杂SrO-CaO-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统封接玻璃的研究

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硅酸盐通报 2015年第S1期34卷 95-99页

作者：周毅姜宏李长久贾阳陈阔海南大学海南省特种玻璃重点实验室海口570228

制备掺杂稀土氧化物CeO_2和Pr_2O_3的SrO-CaO-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统封接玻璃,通过差热分析、X-射线衍射分析、SEM分析、流动性测试和热膨胀系数测试对玻璃的性质进行了研究。发现Pr_2O_3掺杂玻璃和CeO_2掺杂玻璃相比,Pr_2O_3掺杂玻... 详细信息

制备掺杂稀土氧化物CeO_2和Pr_2O_3的SrO-CaO-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统封接玻璃,通过差热分析、X-射线衍射分析、SEM分析、流动性测试和热膨胀系数测试对玻璃的性质进行了研究。发现Pr_2O_3掺杂玻璃和CeO_2掺杂玻璃相比,Pr_2O_3掺杂玻璃具有较高的玻璃转变温度(T_g)和较低的热膨胀系数,玻璃网络结构更致密。对掺杂后的两组玻璃试样和SUS430不锈钢分别进行封接,在SEM下观察到界面结合紧密。掺杂CeO_2的封接玻璃与不锈钢结合更好,界面无裂纹和孔洞。

关键词： SOFCs 封接玻璃稀土氧化物析晶

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氟硅碱钙石微晶玻璃快速微晶化机理研究

硅酸盐通报 2015年第S1期34卷 47-51页

作者：周毅姜宏李长久贾阳陈阔海南大学海南省特种玻璃重点实验室海口570228

以34.8SiO_2、15.0 CaF_2、13.6 CaO、9.4 Na_2O、1.4 K_2O、3.5 ZnO、4.7 TiO_2(重量百分比)组成玻璃为基础制备具有快速微晶化特性的R_2O-CaO-SiO_2-F系微晶玻璃。采用差热分析(DTA)技术、X射线衍射(XRD)技术、场发射扫描电镜(FESEM)研究了微晶玻璃分相的成因、分相对析晶的影响和作用规律、机理。XRD分析得出微晶玻璃中的晶相为硬硅钙石、氟化钙和氟硅碱钙石,证实低温放热峰为分相峰。分相峰温度为611℃,析晶峰温度为725℃。分相处理降低了析晶活化能,从而缩短了析晶的时间。扫描电镜观察到玻璃样品的分相微观形貌为花瓣状,析出的晶粒的形貌为堆叠在一起的小球颗粒,并连通在一起为"蠕虫"状。说明分相使结晶成分偏聚于某一相,有利于基础玻璃的快速析晶;析晶过程是在分相基础上,球形相的有序化和聚集生长。

关键词：微晶玻璃分相快速微晶化析晶

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碳掺杂ZnO薄膜及可见光催化氮合成氨

化工进展 2019年第2期38卷 913-920页

作者：姚凯姜宏熊春荣海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570100 海南大学海南省特种玻璃实验室海南海口570100

采用磁控溅射双靶共溅射方法,在玻璃表面成功制备了高催化活性的碳掺杂ZnO薄膜。通过X射线衍射仪、高倍透射电镜、X射线光电子能谱仪等表征了碳掺杂ZnO薄膜,并在可见光催化氮合成氨实验中评价了薄膜的催化剂性能。结果表明碳掺杂的ZnO... 详细信息

采用磁控溅射双靶共溅射方法,在玻璃表面成功制备了高催化活性的碳掺杂ZnO薄膜。通过X射线衍射仪、高倍透射电镜、X射线光电子能谱仪等表征了碳掺杂ZnO薄膜,并在可见光催化氮合成氨实验中评价了薄膜的催化剂性能。结果表明碳掺杂的ZnO薄膜中存在碳量子点,尺寸为4nm,晶面间距0.21nm,薄膜可以吸收可见光。同时ZnO晶格中的碳提高了ZnO导带的位置,增强了激发电子的还原能力。当碳掺杂量为1.03%时,氨氮产量为5.15×10–4mol/(h·cm^2)。利用反胶束蚀刻法又成功地在玻璃表面蚀刻出了微米坑,坑口径为0.5～2μm,坑深为100～500nm。与平面玻璃表面上的薄膜比较,在光催化氮合成氨实验中微米坑玻璃表面上薄膜的氨氮产量提高了约1.4倍,膜基结合力提高了2倍多。结合薄膜的能带结构图讨论了碳掺杂ZnO薄膜的光催化机理。

关键词：膜磁控溅射光化学氨

填充床中椰壳活性炭负载季铵盐催化CO_2连续环加成

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精细化工 2015年第8期32卷 878-882页

作者：丁春华张育莲张峻宁熊春荣海南大学海南省特种玻璃重点实验室海南海口570228

将一种季铵盐固定在椰壳活性炭(CSAC)颗粒上,得到负载型季铵盐催化剂,于填充床反应器中无溶剂条件下连续催化CO2与环氧氯丙烷(ECH)环加成反应。采用低温氮气吸附、红外光谱(FTIR)、热重分析、X射线光电子能谱(XPS)测定了催化剂的结构、... 详细信息

将一种季铵盐固定在椰壳活性炭(CSAC)颗粒上,得到负载型季铵盐催化剂,于填充床反应器中无溶剂条件下连续催化CO2与环氧氯丙烷(ECH)环加成反应。采用低温氮气吸附、红外光谱(FTIR)、热重分析、X射线光电子能谱(XPS)测定了催化剂的结构、热性能。考察了压力、温度、反应时间对环加成反应性能的影响。结果表明,在ECH空速为14.1 h-1(WHSV),压力为1.4 MPa,温度为140℃时,ECH转化率为50.3%,氯丙烯碳酸酯(CPC)的选择性大于98%。

关键词：椰壳活性炭季铵盐 CO2 环氧氯丙烷环加成反应环状碳酸酯填充床催化与分离提纯技术