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南昌大学
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找到 13 条结果
[期刊论文] 谭敦强 杨小霞 刘兵发
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北大核心 CSTPCD CA
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摘要:采用黄培云压制理论研究了纳米钨铜粉的压制行为,探讨了成形压力对坯料烧结性能的影响.结果表明:纳米钨铜粉末比纳米钨粉容易压制,铜含量越多越容易压制;细粉末钨粉或钨铜粉末的压制成形能力较差,粗粉末成形能力较好;采用单向压制,W-20%Cu(质量分数)在成形压力为500~600 MPa时出现明显的裂纹;在300 MPa时可以获得组织均匀、致密度为99.5%的烧结样品....
[博士论文] 刘兵发
材料学 南昌大学 2013(学位年度)
摘要:多晶硅太阳能电池的转换效率虽然稍低于单晶硅太阳能电池,但前者因制备工艺较简单、成本较低而更受市场的欢迎。目前,如何提高硅基太阳能电池的转换效率已成为光伏领域的研究热点之一。提高硅基太阳能电池的效率主要有两种途径:多晶硅硅锭制备工艺的改进和电池制备工艺的改进。
  多晶硅铸锭工艺主要有三种:浇铸法、直接熔融定向凝固法(布里奇曼法)和电磁铸造法(EMC);直接熔融定向凝固法是目前主流的生长工艺,该方法可以生长出取向性较好的柱状硅锭。为了得到尺寸更大、质量更高的多晶硅铸锭,多晶硅锭的生产工艺仍然需要进一步完善;通过计算机对多晶硅凝固进行数值模拟是一种经济有效的方法,大量实验表明模拟结果具有较好的可靠性。本论文采用CGSIM软件对多晶硅铸锭炉内的温度场、温度梯度和硅熔体中的流场进行数值模拟,得到了它们在不同长晶高度(隔热笼开度)和长晶速度时的分布图,为解释多晶硅硅锭不同位置出现微晶的机理提供了一定的实验依据,为今后进一步优化生产多晶硅锭的工艺提供参考依据。
  定向凝固多晶硅中存在较高密度的晶体缺陷(位错、晶界、微晶),这些缺陷的存在影响了多晶硅太阳能电池的转换效率。本论文借助光学显微镜通过观察位错的微观形貌来研究定向凝固多晶硅锭中的位错特征,发现了位错分布的高度不均匀性、以及大量的滑移位错。利用扫描电子显微镜(SEM)并结合背散射电子衍射(EBSD)技术观察定向凝固多晶硅样品的表面形貌,对其中的晶界类型、分布、晶粒间取向特征等进行了研究;这些结果有助于理解多晶硅太阳能电池的效率为什么低于单晶硅太阳能电池。本论文也研究了多晶硅锭定向凝固生长过程中微晶的形成,结合硅锭炉中温度场、温度梯度和流场及晶体形核和长大的相关理论解释了微晶形成的机理,并研究了微晶区域的面积百分比对太阳能电池光伏性能的影响行为。
  本论文使用SiH4和NH3作为反应气体,采用化学气相沉积技术制备了单层和双层氢化氮化硅(SiNx∶H)减反射薄膜。通过改变反应气体的流量比来控制SiNx∶H薄膜的折射率n值在1.8到3.3之间变化,改变沉积时间来控制双层SiNx∶H薄膜中的顶层和底层厚度;通过对多晶硅太阳能电池双层SiNx∶H减反射薄膜进行优化,得到了顶层和底层SiNx∶H薄膜的最佳参数:顶层折射率n1=1.9、底层折射率n2=2.3(λ=615nm);顶层和底层的厚度分别为d1=60nm和d2=23nm。优化后的双层SiNx∶H太阳能电池比单层SiNx∶H具有更好的光伏性能,这包括更高的转换效率η、更高的开路电压Voc和更大的短路电流密度Jsc。
  为进一步降低太阳能电池的光反射,在SiNx∶H减反射膜上生长了氧化物纳米结构,对这种纳米结构进行设计和模拟计算。考虑到ZnO在各种基体上能较容易地生长成纳米阵列,其纳米晶的形貌容易控制,本论文选择在SiNx∶H减反射膜上生长ZnO纳米结构来进一步降低太阳能电池的反射率。实验中,在SiNx∶H减反射膜上用水浴法生长ZnO纳米结构阵列膜层,形成梯度减反射薄膜,从而进一步降低太阳能电池的光反射率;采用严格耦合波分析方法(rigorous coupled-wave analysis,简称为RCWA)对此梯度膜层进行设计;研究了水浴温度、时间和溶液溶度对ZnO纳米柱生长特征及其性能的影响;得到了ZnO纳米柱的直径、长度和阵列之间的距离不同与对光的反射率之间的关系;用有限差分时域(finite-difference time-domain,FDTD)计算方法分析了这种纳米结构对降低电池光反射率的机制。
  为了获得到ZnO纳米棒的形状与对光的反射率之间的关系,论文采用水浴法在SiNx∶H层上成功地制备了掺铒的ZnO纳米须阵列;研究了生长时间对掺铒的ZnO纳米须阵列的微结构的影响,结果发现掺铒的ZnO纳米须阵列的长度和直径随生长时间的延长而增大。当生长时间增加到90和120min,掺铒的ZnO纳米须阵列的纳米须底部相互连接在一起,其顶部由针状变为平坦;使其减反射性能变差。60min生长的掺铒的ZnO纳米须阵列呈现出最好的减反射性能和光伏性能,其转换效率由15.64%增加到17.41%。在水浴法制备掺铒ZnO的过程中加入氨水,可得到抛物体纳米结构阵列膜,集成了此膜的电池在宽波长、宽角度下反射率仅为0.3%,光电转换效率可相对提高20%。通过光学模型的建立,论文对该实验结果进行了合理解释。
[硕士论文] 刘兵发
材料物理与化学 南昌大学 2006(学位年度)
摘要:钨系材料在国防和高技术领域占有重要、独特的地位,由于其高熔点特性,钨系材料的应用依赖于高温粉末冶金方法,粉体原料的细化乃至纳米化对降低烧结温度、提高材料性能意义重大。 本研究采用喷雾干燥、焙烧、球磨、高纯氢还原或纯氨氮化工艺由金属盐溶液出发制备W粉体、W-20Cu复合粉体、WN粉体。用X-射线衍射仪、扫描电镜和激光粒度仪分析和表征了制备过程中各阶段产物的物相、形貌、粒度及团聚形成的二次粒度分布。 研究结果表明:采用喷雾干燥—焙烧—球磨工艺可以制备出粒度约为100nm的WO3粉体,它们在团聚后形成的二次颗粒平均粒度为0.64μm;采用一步直接氢还原方法可在700℃下从上述WO3粉体制备出晶粒尺寸为39nm的、一次颗粒粒度为60-100nm的W粉体,其二次颗粒的平均粒度为2.91μm;以偏钨酸铵、硝酸铜为原料,采用喷雾干燥—焙烧—球磨工艺可制备出一次粒度为100-200nm的WO3和CuWO4混合粉体;采用氢还原工艺可在700℃下将这种粉体完全转变为W、Cu复合粉体,其中W的平均晶粒粒尺寸为59nm,Cu的平均晶粒尺寸为51nm;复合粉体的一次颗粒尺寸为80-120nm,在常温下团聚后形成的二次平均粒度为1.86μm;采用纯氨氮化工艺可以在650℃下由WO3粉体制得WN,其晶粒尺度为35nm,在常温下团聚后的二次平均粒度为6.4μm。与文献中已报道的采用氮、氢混合气进行氮化的工艺相比,纯氨氮化具有过程和产物更为稳定、工艺更为简单的优点。
[期刊论文] 刘兵发 谭敦强 周浪
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:研究了几种制备纳米钨-铜复合材料的工艺,介绍了它们的工艺流程,详细讨论了每种工艺的优缺点,旨在为改进工艺、开拓应用提供一些思路....
摘要:以偏钨酸氨为原料,采用喷雾干燥、焙烧、球磨和纯氨氮化工艺进行了氮化钨粉体制备研究.采用X-射线衍射仪、扫描电镜和激光粒度仪分析了制备过程中各阶段产物的物相、形貌、粒度及团聚形成的二次粒度.结果表明:采用喷雾干燥工艺、焙烧和湿磨工艺可以制备出粒度约为100 nm的WO3粉体,它在团聚后形成的二次颗粒平均粒度为0.64 μm;采用纯氨氮化工艺可以在650℃下将这种粉体完全转变为WN,其晶粒尺度为35 nm ,在常温下团聚后的二次平均粒度为6.4 μm....
摘要:以FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、RE2O3 (RE=Y、Nd、Gd、Dy)、HC1为原料,NaOH溶液为沉淀剂、H2 O2为氧化剂,采用氧化共沉淀法制备出稀土元素掺杂(RE=Y、Nd、Gd、Dy) Mn-Zn铁氧体(Mn0.5Zn0.5RExFe1-zO4),通过傅里叶变换红外光谱仪(IR),X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行表征,讨论了稀土元素掺杂的种类和量对样品的结构和磁性能的影响.结果表明:要得到单相尖晶石结构Mn-Zn铁氧体,稀土元素掺杂量应控制在x≤0.02;Mn0.5Zn0.5RExFe1-xO4的晶粒度随掺杂含量x的增大单调减少;掺杂稀土元素Y、Nd对Mn-Zn铁氧体的磁性有削弱作用,不宜掺杂;而少量的稀土元素Gd、Dy掺杂有利于样品的饱和磁化强度的提高,x=0.02时,其饱和磁化强度分别达到最大值26.5和29.3 emu/g....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:高温超导氧化物YBCO外延薄膜在掺入少量锆酸钡(BaZrO3,BZO)后,其超导性能会得到较大幅度的提高.研究了不同衬底温度对掺BZO的YBCO薄膜的外延特性及超导性能的影响.以固相反应法制备了YBCO及BZO原材料,利用固相烧结工艺制备了BZO含量为2%(质量分数)的YBCO-BZO复合靶材,采用脉冲激光沉积技术(PLD)在LaAlO3(100)基片上外延生长YBCO薄膜.以不同的衬底温度制备了YBCO薄膜,用X射线衍射和高分辨透射电子显微技术对所制备的YBCO薄膜的外延特性进行了分析.最后比较了在不同衬底温度下制备的YBCO薄膜的超导性能,得到了最佳衬底温度....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:采用反复冷冻-融化技术(冻融)制备了Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶,并以相同方法制备了不交联、不掺磁的PVA/CS共混水凝胶和交联、不掺磁的PVA/CS交联水凝胶,研究对比了三类水凝胶的溶胀性能、再溶胀性能和力学性能随组分配比及冻融次数的变化行为,并研究了Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶的磁性能.结果表明:随着交联剂和Fe3O4的加入和冻融次数的增加,水凝胶的溶胀率减小,再溶胀速率减缓,但力学性能却呈现出增大趋势.Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶各个样品的磁滞回线皆剩磁很少,矫顽力很小,且剩磁和矫顽力的大小取决于Fe3O4掺量的大小,与冻融次数基本无关,随着Fe3O4掺量的增加剩磁和矫顽力都增大....
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:利用化学方法制得了纳米Fe3 O4粒子,然后将其与聚乙烯醇(PVA)的胶态溶液共混,通过冻融法制备了纳米Fe3O4/PVA磁性水凝胶.采用综合热分析仪、拉伸试验机及ppms-9综合物性检测系统对磁性水凝胶进行了表征和测试.结果表明,纳米Fe3O4粒子的加入会降低磁性水凝胶的热稳定性;磁性水凝胶的力学性能和磁学性能随纳米Fe3O4含量及冻融次数的改变而显著变化....
摘要:采用传统固相反应法制备了不同SiO_2掺量的CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO) 陶瓷材料,并研究了SiO_2含量对CCTO陶瓷物相结构、微观形貌及介电性能的影响.结果表明:高温烧结时,SiO_2不会与CCTO发生固相反应,而作为第二相物质存在于CCTO陶瓷的晶界,并对CCTO陶瓷的微观结构产生不同程度的影响.CCTO陶瓷的介电常数和介电损耗随SiO_2含量的增多而相应减小.阻抗分析表明,CCTO陶瓷的晶粒电阻随SiO_2的掺入略有改变,而晶界电阻则随SiO_2的掺入而显著增大.分析认为,晶界电阻的增大是导致CCTO陶瓷介电损耗降低的主要原因....
摘要:多晶硅锭中经常出现硬质夹杂颗粒,严重影响线切割硅片的表面质量,严重时造成硅片切割生产中断线.我们采用光学显微镜、扫描电镜特征X射线能谱仪、X射线衍射仪等手段对定向凝固多晶硅锭中的夹杂进行了分析.采用溶解硅基体后沉淀萃取的方法取得硅锭不同部位的夹杂.分析结果表明,硅锭中夹杂的物相主要有两种:β-SiC和β-Si3N4,SiC的数量较多;二者形貌有显著区别:前者呈不规则块状,而后者则呈平直杆状.硅锭的顶表面附近夹杂高度富集,但内部仍偶有大于100微米的较大的碳化硅夹杂颗粒出现....
摘要:以Au薄膜为催化剂、ZnO与碳混合粉末为反应源,采用碳热还原法在单晶Si衬底上制备了ZnO纳米线阵列.通过扫描电子显微镜( SEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计对样品的表征,研究了反应源温度对ZnO纳米线阵列的定向性和光致发光性能的影响.样品在源温度920℃条件下沿(002)方向择优生长,定向性最好,温度过低不利于ZnO纳米线阵列密集生长,而温度过高导致Zn原子二次蒸发,因而也不利于纳米线阵列的定向和择优生长;样品在源温度880℃有最强的近紫外带边发射,表明温度过高和过低都不利于ZnO晶体结构的优化;由于ZnO纳米线在缺氧氛围下生长,氧空位是缺陷存在的主要形式,因此所有样品都有较强的绿光发射.温度升高导致纳米线生长速度提高而增加了氧空位缺陷数量,从而使样品绿峰强度增强并在源温度920℃时达最大值,但温度的进一步升高可导致ZnO纳米线表面Zn元素的蒸发而降低氧空位缺陷的数量,从而抑制绿峰强度....
摘要:采用偏钨酸铵、硝酸铜通过喷雾干燥、焙烧、球磨工艺制备纳米氧化钨铜复合粉末.采用扫描电镜、X射线衍射仪等检测了复合粉末各个过程中的形貌、成分、组织.结果表明:采用喷雾干燥方法能制备出平均粒径20μm以下的中空结构的前驱体粉末,粉末为结晶体;经过焙烧、球磨破碎能获得平均粒径为80nm左右的复合氧化钨铜粉体....
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