摘要：忆阻器和能量存储电容器具有相同的三明治结构,然而两个器件需要的操作电压有明显差异,因此在同一个器件中,研究操作电压的影响因素并对操作电压进行调控,实现器件在不同领域的应用是十分必要的一个工作.本文利用反应磁控溅射技术在ITO导电玻璃、Pt/Si基底上生长了多晶ZrO_2和非晶TaO_x薄膜,选用不同金属材料Au, Ag和Al用作上电极构建了多种金属/氧化物介质/金属三明治结构的电容器,研究了器件在不同偏压极性下的击穿强度.结果发现:底电极是ITO的ZrO_2基电容器在负偏压下的击穿电场比Pt电极器件稍大.不管底电极是ITO还是Pt, Ag作为上电极时器件的击穿强度均存在明显的偏压极性依赖性,正偏压下的击穿电场减小了一个数量级;相反,在Al作为上电极的Al/TaO_x/Pt器件中,正向偏压比负向偏压下的击穿电场增加了近2倍.上述器件的不同击穿行为分别可以由氧化物电极和介质界面层间氧的迁移和重排、电化学活性金属电极的溶解迁移和还原以及化学活性金属电极与氧化物界面的氧化还原反应来解释.该实验结果对有不同操作电压要求的器件,如忆阻器和介质储能电容器等在器件设计和操作方面具有指导意义.

摘要：为了改善Al粉在混合炸药中的释能特性,综合微结构设计和Al颗粒表面改性优势,构筑了三维网状六硝基六氮杂异伍兹(CL-20)/Al@Co/硝化细菌纤维素(NBC)复合物。首先采用置换法在Al粉表面包覆Co,形成核壳结构Al@Co粒子;再利用模板法将Al@Co和CL-20沉积在NBC的三维网状结构中,得到三维网状CL-20/Al@Co/NBC复合物。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行形貌结构表征,并通过热分析、感度和燃烧测试进行性能分析。结果表明,Al@Co粒子为Co在Al表面形成一层厚度约32 nm包覆层。CL-20/Al@Co/NBC复合物呈三维网状结构,与相应的NBC+CL-20+Al混合物及CL-20/Al/NBC复合物相比,Al的高温热分解峰温分别提前123.7℃和99.5℃,放热量分别增加5.93 kJ·g^(-1)和4.50 kJ·g^(-1)。且CL-20/Al@Co/NBC的点火延迟时间更短、燃烧速率更快;撞击感度(30 J)和摩擦感度(192 N)均有所降低。

摘要：近年来,金属-有机骨架(MOFs)及其衍生物由于具有高孔隙率、可修饰的官能团、可控的化学成分等优点,在改善硅负极体积膨胀和导电性等方面取得了很大进展。通过讨论MOFs及其衍生物在锂离子电池硅负极的最新研究成果,重点阐述了以MOFs为基体的硅负极的结构设计,提出了影响其电化学性能的相关因素。最后,针对MOFs及其衍生物在电化学应用中的研究瓶颈和可能的发展方向提出看法。

摘要：氘氚冰靶的均匀性和表面光滑程度对靶的表现非常重要,高质量的冷冻靶要求靶丸表面最大温差不高于0.1 mK,而影响冷冻靶温度场的因素众多。本文采用计算流体力学软件FLUENT研究了套筒壁厚(0.2、0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2 mm)、材料(AL5052、SS304和高纯铜)以及黑腔结构(单凸环和双凸环)对冷冻靶温度场的影响。计算结果表明:黑腔采用双凸环结构,靶丸表面温差较小;随套筒壁厚的增加,黑腔内气体自然对流强度降低,靶丸表面温度场均匀度提高,靶丸表面温差减小;由于铜具有高的导热系数及比热,选用铜作为套筒材料使得靶丸表面温度更低,温度场更加均匀。将套筒壁厚、材料、黑腔结构综合考虑,发现套筒壁厚为1 mm、材料选用高纯铜、采用黑腔结构双凸环设计时靶丸表面温度场均匀性最好。

摘要：以3,5‐二硝基‐4‐溴吡唑(1)为底物,经水解与中和反应合成了4‐羟基‐3,5‐二硝基吡唑(H‐DNOP,2),并利用其酸性,设计、合成了DNOP的三种离子型含能化合物(3~5)。采用核磁、红外、X射线单晶衍射等手段对化合物3~5的结构进行表征;利用差示扫描量热仪‐热重联用研究了化合物3~5的三种离子盐的热性能,其中肼盐(3)的热分解温度最高为210.3℃。采用BAM测试方法测试了撞击感度和摩擦感度,并基于等键方程和Kamlet‐Jacobs方程预测了其能量参数。结果表明,三种含能化合物的实测感度较低,撞击感度均为36 J,摩擦感度均为360 N,比三硝基甲苯(TNT)(撞击感度为15 J,摩擦感度为353 N)和黑索今(RDX)(撞击感度为7.4 J,摩擦感度为120 N)钝感;三种化合物理论爆速为7758~8288 m·s^(-1),爆压为26.06~29.96 GPa。

摘要：以4-溴-3,5-二硝基吡唑为原料,设计并合成了一系列乙基桥连4-氨基-3,5-二硝基吡唑与多种致爆基团的含能化合物。采用核磁波谱分析和X-射线单晶衍射分析对其结构进行表征,并测试了其热稳定性和机械感度;运用Gaussian 09程序和EXPLO5软件预估了其爆轰性能。结果表明,所合成的新型含能化合物的热分解温度范围为167.3~294.1℃、撞击感度≥18 J、摩擦感度≥240 N,显示出良好的热稳定性和低的机械感度。爆速范围为7939~8448 m/s,爆压范围为25.0~30.8 GPa。

摘要：高通量含能分子设计需要兼顾准确性与效率的性能预测方法。结合原子化方案,对常见的3种不同水平的理论方法(半经验PM6方法、密度泛函理论方法 B3LYP/6-31G(d,p)和高精度的完全基组CBS-4M方法)用于高通量含能分子设计筛选的生成焓(HOF)计算适宜性进行了评估。计算并比较了20种含能分子的固相HOF,发现不同理论水平预测结果存在较大差异;而基于10种常见含能分子的不同水平下的HOF,实验密度和Kamlet-Jacobs(K-J)、Becker-Kistiakowsky-Wilson(BKW)与Virial-Wu(VLW)3种模型预测的爆轰性能差别不大。其中B3LYP方法具有最佳适宜性,具有较高的计算效率且爆轰性能预测结果同CBS方法接近,如基于BKW模型计算的爆速和爆压的平均相对偏差仅为0.4%和1.2%。而低精度的PM6方法和高耗时的CBS方法难以满足兼顾高通量含能分子设计筛选中的精度和效率的要求。这表明,在高通量的含能分子设计筛选中,可考虑中等精度的方法进行快速的HOF预测。

摘要：目的 表面结垢行为是影响海上油田石油开采的重要因素之一,为了解决这一问题,设计并研制了一种可大规模喷涂的超防垢复合涂料。方法 以超疏水二氧化硅纳米粉、硅微粉、醋酸丁酯和丙烯酸树脂为主要原料,采用两步喷涂工艺技术制备具有超疏热水特性的超防垢复合涂料,通过接触角测量仪、延时拍摄手段和沸水蒸发结垢实验分别评价了涂层的润湿性、耐磨性、自清洁特性、防垢防腐特性,并且借助场发射扫描电子显微镜和体式显微镜对其表面形貌的变化进行表征。结果 将该复合涂层喷涂于N80钢片表面后,其表面上95℃热水的接触角大于150°、滚动角小于10°。该复合涂层在经砂纸打磨70周期或10h的水冲实验后,接触角大于150°,说明表面仍保持了优异的疏水性能。沸水蒸发结垢实验表明,与未处理的N80钢片相比,该复合涂层在沸水结垢实验50 h后,表面无明显结垢现象,阻垢率约为98.00%,且仍然保持优异的超疏热水特性。在经王水浸泡60 min和1 mol/L氢氧化钠溶液浸泡12 h后,接触角大于150°,说明表面具有优异的抗化学腐蚀性能。结论 研制了一种超防垢复合涂料,喷涂于N80钢片后获得的超疏热水涂层具有优异的疏热水特性、高温稳定性和抗水冲特性。可以有效保护基底表面,大幅增强表面的防垢、防腐特性,为解决海上油田井筒的防垢问题提供了新的思路。

摘要：金刚石具有最宽的禁带宽度、高载流子迁移率、最高的热导率、良好的化学惰性和优异的抗辐射性能。因此金刚石器件极具应用潜力,但合成金刚石条件苛刻、难以加工并且成本高昂,要使得金刚石器件进一步应用,甚至取代硅器件必须降低生产成本,提高金刚石的生长质量。本文采用6 kW圆柱形谐振腔式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)设备,在输入功率、气体压力和生长温度等工艺条件不变的情况下,考察自行设计的样品台几何结构(圆柱形样品台和梯形样品台)对同质外延单晶金刚石生长的影响;基于此,在梯形样品台上,探索了不同甲烷浓度对外延单晶金刚石的生长特征影响。利用等离子体发射光谱(OES)诊断分析等离子体放电环境的特征,同时通过激光拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和原子力显微镜(AFM)的测试手段对外延金刚石的表面形貌和晶体质量进行分析。结果表明:在3%的甲烷浓度下,平面圆柱样品台生长的金刚石生长速率为4μm·h^(-1),表面形貌光滑,拉曼半峰宽为3.6 cm^(-1),晶体质量较高;梯形样品台生长的金刚石生长速率为1.8μm·h^(-1),表面出现较多刻蚀坑,形貌较粗糙,拉曼半峰宽为4.5 cm^(-1),晶体质量较差。此外,在梯形样品台上,增加甲烷浓度至5%时,金刚石的生长速率提高至3.8μm·h^(-1),表面形貌较光滑,刻蚀坑消失,拉曼半峰宽为3.7 cm^(-1),金刚石质量明显改善。以上结果证实样品台几何结构可以对金刚石生长的等离子体环境产生影响,进而影响同质外延金刚石的生长质量。

摘要：烧绿石基陶瓷材料是理想的核废物固化基材,本研究采用燃烧反应结合快速加压工艺,以Cu O为氧化剂、Ti为还原剂,在5 min内快速制备出烧绿石基Y2-xGdxTi2O7/Cu复合材料固化体。以Gd作为三价锕系核素的模拟物,设计Gd取代Y2-xGdxTi2O7烧绿石中的Y位。结果表明,Gd能完全取代Y位形成Gd2Ti2O7烧绿石,所得产物没有杂质相出现,且在烧绿石基体中没有出现相分离现象。选择Gd1.0样品进行浸出试验,结果表明该样品具有优异的水热稳定性,Cu、Y和Gd元素的42d归一化浸出率分别低至2.4×10^-2、1.1×10^-5和5.3×10^-6 g·(m2·d)-1。