材料已得到广泛研究 [1-9]。在许多此类研究中,已报告了机械性能的显著变化和各种形式的水分引起的损坏 [4-8]。例如,吸收的水分已被证明会降低树脂的玻璃化转变温度 T~ [4,5],降低复合材料的基质主导性能,如横向拉伸强度和层内剪切强度 [4-6],并导致树脂膨胀,从而引起残余应力并导致微裂纹的形成 [5, 7-10]。吸收水分的这些有害影响被归因于树脂基质的塑化和降解以及纤维基质界面的降解 [5-10]。迄今为止,大多数水分研究都涉及热固性基质复合材料(例如石墨/环氧树脂),这些复合材料在 95% 至 100% 相对湿度环境中会吸收高达 1.2% 至 2% 的重量水分(纤维体积分数 v r 在 60% 至 68% 之间)[1,2,5-7]。最近,已经开发出热塑性(半结晶和非晶态)基质复合材料,与热固性基质复合材料相比,它们吸收的水分非常少 [3,4]。这种系统的一个例子是热塑性基质复合材料,由非晶态聚酰亚胺基质 Avimid | K3B 组成,并用 Magnamite | IM7 石墨增强
Stöber方法传统上用于创建非晶态玻璃样胶体,一直是材料科学的基石。但是,其应用仅限于狭窄的材料系统范围。HU研究团队现在扩大了该方法的范围,以包括MOF和CPS,利用基本蒸气扩散技术来控制生长动力学。这种新颖的合成途径可导致均匀且定义良好的MOF和CP球。
大多数机械加工操作(不包括钻孔和切断)通常不需要冷却液。但是,为了获得最佳表面光洁度和紧密公差,建议使用非芳香族水溶性冷却液。喷雾和加压空气是冷却切削界面的非常有效的方法。矿物油基切削液虽然适用于许多金属和塑料,但可能会导致非晶态塑料(如 Altron™ PC、Sultron™ PPSU、Duratron™ U1000 PEI 和 Sultron™ PSU)的应力开裂。
以 Ge 2 Sb 2 Te 5 (GST-225) 为代表的硫族化物相变材料 (PCM) 是一类在经历非晶态-结晶态相变时电子和光学特性会发生剧烈变化的材料。这一独特属性支撑了它们在非易失性电子数据存储(例如英特尔的 Optane TM 存储器)中的商业应用。受这一成功的启发,光子学自然而然地代表了 PCM 可以产生影响的下一个领域。事实上,过去几年来,基于 PCM 的光子学研究探索迅速扩展,其应用范围广泛,涵盖光开关、1-8 光子存储器、9 光学计算、10-14 有源超材料/超表面、15-25 反射显示、26,27 和热伪装。28,29 然而,这些光学设备的实现提出了独特的挑战和要求,通常与电子存储器的挑战和要求截然不同。因此,阐明这些材料在光子应用方面的一些常见困惑是有益的,这也是本文的重点。最后,我们还将就关键技术挑战提供我们的观点,这些挑战决定了光学 PCM 产生实际影响并在内存领域模仿其成功范例的未来道路。
单晶研究有助于更好地了解有机光伏器件的基本特性。因此,在这项工作中,厚度为 250 nm 至 1000 nm 的红荧烯单晶被用于生产倒置双层有机太阳能电池。接下来,研究了与单晶厚度相同的多晶红荧烯(正交、三斜)和非晶双层太阳能电池,以进行跨平台比较。为了研究单晶、多晶(三斜-正交)和非晶形式如何改变红荧烯/PCBM 界面处的载流子复合机制,进行了光强度测量。具有不同形式的红荧烯的有机太阳能电池中 JSC、VOC 和 FF 参数的光强度依赖性。除了双分子复合外,在采用非晶态和多晶态红荧烯的器件中还观察到单分子(Shockley Read Hall)复合,而由于供体受体界面的陷阱状态减少,单晶器件受陷阱辅助 SRH 复合的影响较小。迄今为止,这项提议的研究是唯一一项系统研究由不同结构形式的红荧烯制成的有机太阳能电池中的传输和界面复合机制的研究。
背景。要解释星际环境中复杂有机分子 (COM) 的存在,需要彻底了解气相和星际表面相互作用中发生的物理和化学反应。实验和计算机模拟对于建立与这些环境中有机分子形成相关的过程的综合目录至关重要。目的。我们将实验与定制的计算机模拟相结合,首次研究了乙醛 CH 3 CHO(一种重要的冷星际环境中的有机前体)在非晶态固体水中的解吸动力学。我们写这篇论文有两个目标。首先,我们想将这种分子在太空有机分子演化中的作用具体化。其次,我们想提出一个联合方案,基于计算和实验的结合来产生关于解吸量级的定量信息。该方案可用于改进对其他分子的测量。方法。我们利用结合半经验和密度泛函计算的分子动力学模拟,从理论上确定了解吸能和解吸的指数前因子。我们还在无孔非晶态固体水上对乙醛进行了程序升温解吸实验。理论和实验结果的结合使我们能够得出可靠的数量,这些数量对于理解星际冰顶上的星际 COM (iCOM) 的解吸动力学是必需的。结果。发现 CH 3 CHO 从无孔非晶态固体水 (np-ASW) 表面解吸的平均理论和实验解吸能分别为 3624 K 和 3774 K。理论确定的指数前因子为 ν theo = 2。 4 × 10 12 s − 1 ,而通过实验可以将这个量级限制在 10 12 ± 1 s − 1 。结论。将 CH 3 CHO 的解吸能与其他 COM(例如 CH 3 NH 2 或 CH 3 NO)进行比较,可以发现 CH 3 CHO 的挥发性更强。因此,我们认为,考虑到平均结合能,CH 3 CHO 应该在热核的冰升华阶段优先解吸,从而富集该特定组分的气相。此外,整体低结合能表明由于非热效应(即反应性解吸或宇宙射线诱导的解吸),恒星前核可能提前返回气相。这可以解释 CH 3 CHO 在恒星前核气相中的普遍存在。需要专门的实验室和理论努力来证实最后一点。
纳米复合涂层的硬度增强及其兴起的原因。简要概述了硬质纳米复合涂层领域的知识现状 [1]。第二部分致力于纳米复合涂层的热稳定性、纳米复合涂层的热循环以及使用溅射形成具有热稳定性和 1000 C 以上抗氧化性的非晶态涂层。作为例子,报道了 (i) nc-t-ZrO 2 /a-SiO 2 纳米复合涂层在高达 1400 C 的空气中耐热循环 [2] 和 (ii) a-(Si 3 N 4 /MeN x ) 和 a-(Si-B-C-N) 非晶态涂层在 1000 C 以上的空气中热稳定且抗氧化 [3]。第三部分报告了具有增强韧性的新型先进硬质纳米复合涂层,特别是 (i) 由分散在非晶基体 (AM) 中的纳米颗粒 (NG) 组成的 NG/AM 复合涂层和 (ii) 抗开裂的高弹性复合涂层。例如,(i) 具有低摩擦和磨损的 nc-TiC/a-C 纳米复合涂层和 (ii) Zr-Al-O [4]、Al-Cu-O 氧化物复合涂层 [5] 和 Al-O-N 氮化物/氧化物纳米复合涂层 [6],其硬度 H 18 GPa,低杨氏模量 E 满足条件 H/E 0.1,高弹性回复 We 70% 和大大增强的抗开裂性,这些涂层被详细报告。结果表明,具有增强韧性的硬涂层代表了一类具有巨大应用潜力的新型先进防护和功能涂层。最后,概述了先进硬纳米复合涂层的下一步发展趋势。参考文献
纳米复合涂层的硬度增强及其兴起的原因。简要概述了硬质纳米复合涂层领域的知识现状 [1]。第二部分致力于纳米复合涂层的热稳定性、纳米复合涂层的热循环以及使用溅射形成具有热稳定性和 1000 C 以上抗氧化性的非晶态涂层。作为例子,报道了 (i) nc-t-ZrO 2 /a-SiO 2 纳米复合涂层在高达 1400 C 的空气中耐热循环 [2] 和 (ii) a-(Si 3 N 4 /MeN x ) 和 a-(Si-B-C-N) 非晶态涂层在 1000 C 以上的空气中热稳定且抗氧化 [3]。第三部分报告了具有增强韧性的新型先进硬质纳米复合涂层,特别是 (i) 由分散在非晶基体 (AM) 中的纳米颗粒 (NG) 组成的 NG/AM 复合涂层和 (ii) 抗开裂的高弹性复合涂层。例如,(i) 具有低摩擦和磨损的 nc-TiC/a-C 纳米复合涂层和 (ii) Zr-Al-O [4]、Al-Cu-O 氧化物复合涂层 [5] 和 Al-O-N 氮化物/氧化物纳米复合涂层 [6],其硬度 H 18 GPa,低杨氏模量 E 满足条件 H/E 0.1,高弹性回复 We 70% 和大大增强的抗开裂性,这些涂层被详细报告。结果表明,具有增强韧性的硬涂层代表了一类具有巨大应用潜力的新型先进防护和功能涂层。最后,概述了先进硬纳米复合涂层的下一步发展趋势。参考文献
纳米层压膜是由不同材料交替层组成的复合膜 [1]。这些多层纳米结构因能够调整其机械或物理性质以用于各种特定应用而备受关注。例如,在微电子领域,人们考虑将其用作介电绝缘体 [2,3]。事实上,人们现正致力于制备具有高介电常数和良好化学/热稳定性的多组分体系。特别是 Al 2 O 3 -HfO 2 纳米层压膜似乎是最有前途的体系,可用于硅基微电子器件 [4-9] 以及下一代电力电子器件 [10-15]。能够充分利用 Al 2 O 3 和 HfO 2 单一材料的最合适性质,促使人们研究将它们组合成层压体系。实际上,众所周知,Al 2 O 3 具有极其优异的化学稳定性和热稳定性、大的带隙(约 9 eV)、与不同半导体衬底的带偏移大,但其生长会形成高的氧化物陷阱电荷密度,但其介电常数值并不高(约 9)[16]。对于 HfO 2 介电氧化物,虽然可以实现相当高的介电常数值(约 25),但由于其在相对较低的温度(约 500°C)下从非晶态转变为单斜晶态,因此可靠性较低,并且由于其带隙很小(5.5 eV)所以漏电流密度高[16]。在这种情况下,由两种 Al 2 O 3 -HfO 2 高 k 氧化物组成的纳米层状结构是提高热稳定性和维持高介电常数值的有前途的解决方案。