摘要： Increasing demands for energy storage and conversion has fueled research and development of next-generation electrochemical devices, including batteries, supercapacitors, and catalysts. Viability of technology beyond the proof-of-concept is dependent on the morphology and topology of the electrode, which should be carefully designed to maximize material utilization during operation. Despite the close relationship between microstructure and operational efficiency, there does not currently exist a single configuration that can be broadly applied across electrochemically active materials. The ideal microstructure is expected to have co-continuous and interpenetrating domains that have high interfacial area and present minimal resistance to ionic and electronic transport. In the following dissertation, I present a technique to create such a structure through bicontinuous interfacially jammed emulsion gels (bijels), which are generated via spinodal decomposition and therefore confer characteristic microstructural qualities to derivative materials. Domain size distribution, interfacial curvature, tortuosity, and self-similarity are discussed in detail and compared quantitatively to alternative microstructures that have been proposed for electrochemical devices. These qualities are shown to influence material utilization in two specific applications, energy storage in zinc electrodes, and electrocatalytic water splitting for hydrogen generation. Maintaining electronic conductivity in electrodes has been shown previously to delay capacity loss during repeated charge-discharge cycling. In the case of zinc anodes, converting the metallic material to the semiconducting zinc oxide creates heterogeneities in current distribution that inspire material reconfiguration and premature cell failure. Spinodal-like electrodes mitigate these effects by improving electronic accessibility of the active material and maintaining conduction pathways to a high degree of discharge compared to e

关键词： 飞秒激光   金属纳米颗粒   微加工   femtosecond laser   metal nanoparticles   micro-processing  

摘要： 介绍了飞秒激光在高纯度金属纳米颗粒的制备及纳米颗粒的尺寸和形状的改变,玻璃内部形成基于金属纳米粒子的“三维空间选择性”析出的彩色图案的制备,有机聚合物微光子器件的制备以及光存储、光波导和光开关器件的制备等方面的应用。关键词

关键词： 光学材料   飞秒激光   SiC晶体   纳米阵列   周期结构   optical materials   femtosecond laser   SiC crystal   arrays of nanoparticles   periodic structures  

摘要： 激光诱导周期性纳米微结构在多种材料包括电介质、半导体、金属和聚合物中观察到。研究了800 nm和400 nm飞秒激光垂直聚焦于6H SiC晶体表面制备纳米微结构。实验观察到800 nm和400 nm线偏光照射样品表面分别得到周期为150 nm和80 nm的干涉条纹, 800 nm圆偏振激光单独照射样品表面得到粒径约100 nm的纳米颗粒。偏振相互垂直的800 nm和400 nm激光同时照射晶体得到粒径约100 nm的纳米颗粒阵列, 该纳米阵列的方向随400 nm激光强度增加而向400 nm偏振方向偏转。利用二次谐波的观点对以上纳米结构的形成给出了解释。关键词

关键词： 微晶玻璃   氧化亚铜纳米晶   显微结构   抗菌性能   可见光催化   glass-ceramics   Cu2O nanocrystalline   microstructure   antibacterial property   visible light driven photocatalysis  

摘要： 新型Cu2O纳米微晶玻璃具有高Cu载量、低成本和易大规模制备等特点，有望成为载银抗菌玻璃较有潜力的替代者。通过采用XRD、Raman光谱、XPS、FESEM和TEM等表征方法重点研究了不同ZnO/K2O比对SiO2-Al2O3-K2O-ZnO-P2O5-B2O3-CuO微晶玻璃显微结构的影响，并分析讨论了其结构-性能关系。结果表明，微晶玻璃中Zn与P元素会富集在Cu元素所在区域的附近，适量的ZnO能使微晶玻璃中析出的Cu2O晶粒尺寸稳定在纳米级别，并能调节微晶玻璃中Cu元素的浸出速率。Cu2O纳米微晶玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抗菌效果，并能实现对维多利亚蓝B溶液的可见光催化降解，是一种极具发展潜力的新型功能微晶玻璃材料。

关键词： 热电材料   Mg3Bi2/Mg2Sn纳米复合膜   Seebeck系数   相界面   载流子浓度   迁移率   电导率   thermoelectric material   Mg3Bi2/Mg2Sn nanocomposite film   Seebeck coefficient   phase interface   carrier concentration   mobility   conductivity  

摘要： 利用高真空磁控溅射技术, 通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积, 制备了Mg3Bi2/Mg2Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定, 表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)进行观察、测量和分析。沉积薄膜的载流子浓度和迁移率通过霍尔实验获得, 电导率和Seebeck系数由Seebeck/电阻测试分析系统进行测量。结果表明, 沉积薄膜由Mg3Bi2和Mg2Sn两相组成, 随着薄膜中Mg2Sn含量的增加, 沉积薄膜的室温载流子浓度增加而迁移率下降。在整个测试温度范围内, 随薄膜中Mg2Sn含量的增加, 薄膜Seebeck系数不断升高而电导率下降。Mg2Sn相原子含量为28.22%的沉积薄膜在155 ℃获得最高功率因子为1.2 mW·m-1·K-2。在Mg3Bi2薄膜中加入适量的Mg2Sn第二相, 可明显提升Mg3Bi2薄膜材料的功率因子。关键词

关键词： 增透膜   亚波长纳米微结构   等效介质理论   胶体晶体   浸渍-提拉法   antireflective coating   sub-wavelength nanostructure   effective-medium theory   colloidal crystal   dip-coating  

摘要： 对亚波长纳米微结构-非紧密堆积多晶胶体晶体光学薄膜的增透特性进行了研究。采用浸渍-提拉法在玻璃表面组装了亚波长纳米微结构，并利用等效介质理论分析其光学性质，理论和实验符合。研究表明实验制备的纳米微结构具有优异的增透性质，通过控制组装条件可以控制膜层厚度实现高增透效率从可见光到近红外的有效调谐，且微结构在玻璃基底上的等效折射率接近1.22，透射率最大能提高约7%，达到998%的增透效果。关键词

关键词： 钙长石   发泡法   烧成温度   隔热   玻璃相   孔径分布   anorthite   foaming method   sintering temperature   insulation   glass phase   pore size distribution  

摘要： 本工作以矾土水泥与黏土为原料，采用发泡法制备了钙长石隔热耐火材料，通过XRD、SEM和导热仪等分析了烧成温度(1 110~1 310 ℃)对钙长石隔热耐火材料显微结构与性能的影响，并研究了该种钙长石隔热耐火材料的合成机理。结果表明：当烧成温度为1 110~1 160 ℃时，体系内开始生成钙长石，但原料微颗粒间的反应并不完全，生成的液相含量较少，强度较低；当烧成温度为1 210~1 260 ℃时，液相含量增多，钙长石的生成速度加快，强度增大，试样具有较低导热系数；当烧成温度为1 310 ℃时，液相含量迅速增多，线收缩率迅速增大，试样具有较大强度，但体积密度大幅增长，气孔率降低。在1 260 ℃时，制得了体积密度为0.53 g/cm3、气孔率为82.6%、抗折强度为1.15 MPa、耐压强度为1.99 MPa、800 ℃导热系数为0.101 W/(m·K)的钙长石隔热耐火材料。您的浏览器不支持 audio 元素。AI语音播报 关键词

关键词： 磁控溅射   纳米多层膜   显微硬度   退火   magnetron-sputtering   nano-multilayer films   microhardness   annealing  

摘要： 本文利用直流磁控溅射方法在石英玻璃基片上制备了一系列自支撑Cu/Zr纳米多层膜,使用箱式电炉对多层膜进行退火处理,利用显微硬度计、X射线衍射仪、扫描探针显微镜表征了多层膜的力学性能与微观结构,研究了不同工艺参数对纳米多层膜性能的影响。研究结果表明:当Cu调制层厚从42 nm增加至140 nm时,多层膜显微硬度从4.9 GPa逐渐降低至4.0 GPa;当Zr调制层厚从3.2 nm增加至4.8 nm时,显微硬度值从6.51 GPa降低至5.64 GPa,硬度值降低13.4%,而从4.8 nm增至8 nm时,显微硬度值变化不大(约5.7 GPa);合适的温度退火时,多层膜微观缺陷消失,表面形貌更均匀,显微硬度增加。利用Chu和Barnett提出的硬度增强理论模型对Cu/Zr纳米多层膜表现出的超硬现象进行了理论分析和解释。关键词

关键词： 激光诱导周期表面结构(L1PSS)   聚酰亚胺薄膜   紫外激光   Nd:YAG激光器   laser-induced periodic surface structures (LIPSS)   polyimide film   ultraviolet laser   Nd:YAG laser  

摘要： 在100 ℃, 150 ℃和270 ℃下固化得到了四种聚酰亚胺薄膜, 薄膜的固化温度对其性能有重要影响。 采用波长把5 nm的偏振紫外脉冲激光,在四种聚酰亚胺薄膜表面成功制备了纳米微条纹结构, 并研究了固化温度对微结构的形成过程及其形态的影响。关键词

关键词： 扫描近场光学显微镜   纳米微结构   近场光谱  

摘要： 扫描近扬光率显微镜（SNOM）是八七年代以来迅速发展起来的一种光学扫描探针显微技术。本文对SNOM的发展历史、基本原理、技术方法、理论问题及应用前景进行了系统的介绍。关键词