- 刘威;张淑婷;卢秋莹;张家杰;
采用热聚合法结合溶胶法制备了TiO_2改性g-C_3N_4异质结光催化材料。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪以及光致发光(PL)光谱仪等对其结构和性能进行了表征,研究了其对有机染料亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解活性。结果表明,TiO_2颗粒分布在g-C_3N_4的片层表面与其形成稳固的异质结结构,g-C_3N_4和TiO_2之间具有强烈的协同作用,提高了光催化材料在可见光区域的响应强度,并且有效地阻止了光催化材料中光生电子和空穴的复合,大大提高了催化剂的光催化反应效率。在可见光照射下,3.0 g g-C_3N_4制备的异质结复合材料对MB的降解率可达90.3%,与纯g-C_3N_4相比光催化性能有显著提高。循环测试表明该异质结光催化材料具有很好的光催化稳定性。
2021年12期 v.58;No.535 1064-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K] [下载次数：2007 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：71 ] - 樊艳;马军爽;
制备了一种用于促黄体生成素(LH)电化学传感器的多壁碳纳米管/亚甲基蓝/金纳米颗粒(MWCNT/MB/AuNP)纳米复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对制备的纳米复合材料进行形貌表征。采用方波伏安(SWV)法和循环伏安(CV)法对AuNP的催化能力、纳米复合材料合成的最优化比例和氧化还原性能进行测试;对利用纳米复合材料制备的LH电化学传感器进行SWV测试。实验结果表明该纳米复合材料具有良好的氧化还原性能;利用纳米复合材料制备的电化学传感器具有良好的重复性和较宽的线性范围,能够在3.5～140 mIU/mL浓度内进行LH的检测。该纳米复合材料可推广应用于其他类型电化学传感器的制备。
2021年12期 v.58;No.535 1071-1076页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：90 ] - 朱桂兵;杨智然;孙蕾;
选择Sn_(96.5)Ag_(3.0)Cu_(0.5)(SAC305)和Sn_(63)Pb_(37)(Sn-37Pb)两种焊料制成焊膏和焊球,印制电路板(PCB)焊盘采用Ni/Au化学电镀处理,以芯片尺寸封装(CSP)和方形扁平无引脚(QFN)封装两种器件为研究载体,设计一种为芯片持续提供电载荷和恒温的测试夹具并将其置于热循环和跌落耦合冲击实验中,研究该多场耦合环境对微焊点疲劳寿命的影响。结果表明在持续电载荷和恒温环境下,在Ni/Au处理的焊盘上,微焊点的抗跌落冲击寿命的下降速度是先快后慢;焊点受到低于100周的热循环冲击时,它的抗跌落冲击寿命的下降速度约为1.3次/周,高于100周后的下降速度逐渐降低至约0.05次/周;与非持续多场载荷作用下焊点相比,它的寿命下降约40%。在低周热循环和低能级跌落耦合冲击条件下,无铅和有铅焊点的抗跌落冲击寿命相当,在高周热循环和高能级跌落耦合冲击条件下,无铅焊点具有更高的抗跌落冲击寿命。
2021年12期 v.58;No.535 1077-1082页 [查看摘要][在线阅读][下载 1533K] [下载次数：378 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：43 ]
- 孟星佑;李寒阳;孙雨阳;刘会聪;王凤霞;孙立宁;
研制了一种应用于人机交互的柔性三维力触觉传感器,将其与仿人灵巧手集成,具有仿人灵巧手实时感知法向力与切向力的能力。该传感器采用了碳纳米管和聚二甲基硅氧烷的纳米复合物作为敏感材料,具有2×2的传感单元,每个单元具有双敏感层堆叠结构。三维力解耦实验结果表明,基于上下敏感层的压阻效应,传感器具有较高的灵敏度,x轴和y轴方向灵敏度在0～0.4 N内均为1.8 V/N,z轴灵敏度在0～3 N内为3.1 V/N。将传感器安装集成在仿人灵巧手的手指上,成功实现了仿人灵巧手的稳定抓握、自适应抓取和传递水瓶,保证了仿人灵巧手在人机交互控制上的安全性。
2021年12期 v.58;No.535 1083-1087+1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K] [下载次数：1471 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：63 ] - 董璇;王保志;张成功;王欢;李以贵;
为达到拓宽有效输出带宽的目的,设计了一种二自由度的锆钛酸铅(PZT)悬臂梁式压电能量采集器。通过激光切割加工悬臂梁式压电能量采集器,制备了镂空式的二自由度的PZT悬臂梁式压电能量采集器结构。利用COMSOL软件,对二自由度的PZT悬臂梁式压电能量采集器结构进行了设计和仿真。仿真结果表明设计的二自由度的能量采集器具有两个输出电压峰值;并降低了一阶固有频率。利用数字信号发生器、功率放大器、振动台、示波器等仪器搭建了测试系统,并对该样品进行了性能测试。测试结果表明,在0.5g加速度下,未进行切割加工的单自由度悬臂梁式压电能量采集器的固有频率为31.23 Hz,输出峰值电压为15 V;进行切割加工后的二自由度悬臂梁式压电能量采集器的固有频率为27.13 Hz和61.11 Hz,输出电压峰值为15.4 V和2 V。相较于未切割的悬臂梁式压电能量采集器,该悬臂梁式压电能量采集器的输出电压略有提升,一阶固有频率也有所降低。得出有限元计算结果和实验结果基本一致。
2021年12期 v.58;No.535 1088-1093+1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：54 ] - 李晓红;张斌珍;段俊萍;
根据惯性微流控粒子分选原理,设计并制备了基于收缩-扩张结构的微流控芯片,用以实现不同直径粒子的连续分离,并利用COMSOL软件对通道结构进行了流体速度仿真分析,发现当流体通过收缩通道时,流体速度迅速增大。采用微电子机械系统(MEMS)技术制备了微流控芯片:芯片由聚二甲基硅氧烷(PDMS)通道和玻璃基底两部分组成,利用惯性力和Dean力作用,从而实现粒子有效分选。实验过程中,采用两种不同直径的聚苯乙烯微球作为实验样本,分别在150和300μL/min的高体积流量下将两种粒子的混合溶液注入通道,进行了多次实验,实验结果显示直径5μm的聚苯乙烯微球的分选效率达到93.8%,证明该结构分选效果好、分离效率高。
2021年12期 v.58;No.535 1094-1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：715 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：65 ]
- 张新月;李艳丽;孔祥东;韩立;
超导微桥是决定超导热电子混频器性能的关键结构,为提高超导热电子混频器的工作温度并拓宽其中频带宽,用超导转变温度约40 K的MgB_2超导薄膜制备超导微桥。研究了一种MgB_2超导微桥的制备方法。首先利用聚焦离子束(FIB)直写技术在(0001)SiC衬底上制备出尺寸约1μm×1μm的微桥结构,然后采用混合物理化学气相沉积(HPCVD)法,在带有微桥结构的SiC衬底上生长厚度约20 nm的MgB_2薄膜,从而得到MgB_2超导微桥。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)的表征结果显示,微桥处的薄膜致密,晶粒沿垂直于衬底表面的c轴方向生长;原子力显微镜(AFM)分析薄膜的粗糙度约为0.8 nm;电阻-温度(R-T)测试结果表明,MgB_2微桥的上超导转变温度约为40.43 K;由电流-电压(I-V)测试结果计算得到MgB_2超导微桥的临界电流密度约为1.2×10~7A/cm~2。该工作对基于超导微桥结构的超导热电子混频器等超导电子学器件的制备具有重要的参考意义。
2021年12期 v.58;No.535 1100-1107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] [下载次数：187 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：56 ] - 王佩英;邱霁玄;王欢;张成功;李以贵;
为进一步提高微热对流式惯性传感器的设计精度与灵敏度,对常用的悬臂梁结构进行了优化。设计了三种不同悬臂梁结构尺寸的微热对流式陀螺仪作为实验载体。为得到悬臂梁结构对传感器灵敏度的影响,仿真分析了三种不同尺寸悬臂梁的加热器功耗与性能因数的关系。采用微电子机械系统(MEMS)工艺分别制备了三种微热对流式陀螺仪芯片,并对其进行封装。为验证仿真实验得出的悬臂梁不能过宽过厚的结论,对所制备的三种陀螺仪分别进行了加热器功耗与性能因数以及角速度与输出电压的测试实验。测试结果表明:在对加热器和热敏电阻分别施以工作电压7和2 V时,测得三种陀螺仪X方向上的灵敏度分别为1.9、0.4和1.1μV/rad/s。因此对于微、纳米级热对流式惯性传感器,其悬臂梁结构对热敏电阻传热的影响不能忽略,可通过优化悬臂梁的结构尺寸进而提高传感器的灵敏度。
2021年12期 v.58;No.535 1108-1113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K] [下载次数：225 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：78 ] - 曹茂启;吴大旺;向丁玎;罗小虎;代虹镜;龙成梅;
室温下的电化学氮还原反应(NRR)为合成氨提供了一条温和的途径。然而,常温常压下电化学NRR的活性和选择性较差。过渡金属氧化物上的氧空位可以为N_2分子的吸附和活化提供独特的活性位点。制备了一种氧空位Co_3O_4(V-Co_3O_4)纳米线阵列。喇曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试显示氧空位可以稳定地存在于V-Co_3O_4纳米线阵列上。电化学测试表明,V-Co_3O_4具有高效的电化学氮还原反应活性和选择性。在工作电极上施加-0.3 V时,氨的产量高达10.9μg·h~(-1)·cm~(-2),法拉第效率为6.3%。这种低成本的过渡金属氧化物是有前途的固氮催化剂之一。
2021年12期 v.58;No.535 1114-1120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K] [下载次数：760 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：127 ] - 杜黎明;管钰晴;孔明;平少栋;谢张宁;雷李华;傅云霞;
基于双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪系统的薄膜厚度测量方法,通过膜厚比对分析对椭偏仪进行能力认证,实现纳米薄膜的高精度测量研究。设计了一套复合型膜厚标准样片,采用多种仪器测量其膜厚并对测量结果进行有效比对,给出相应的不确定度评定方法,研究了纳米薄膜厚度的量值溯源传递方式。首先用穆勒矩阵椭偏系统测量标定值为(100.4±0.4)nm的SiO_2/Si纳米薄膜标准样片,得到了膜厚测量结果为100.85 nm,相对误差仅为0.45%,说明了系统具有高精度的薄膜厚度测量能力;然后利用该系统测量标称值为50 nm的SiO_2/Si复合型膜厚标准样片,得到6次连续重复性测量的膜厚平均值为55.80 nm,标准偏差为0.005 nm,扩展不确定度为0.84 nm,包含因子为2,验证了复合型膜厚样片的准确性。最后,进行计量型原子力显微镜和椭偏仪膜厚测量对比实验,得到复合型膜厚样片的测量结果具有良好的一致性,开辟了一种以复合型膜厚标准样片为标准物质的纳米膜厚量值溯源传递新途径。
2021年12期 v.58;No.535 1121-1127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K] [下载次数：1035 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：44 ]