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【专利成果推介第6期】 新材料专题

发布时间:2022年04月02日 15:43点击:

一、对乙酸乙酯气体敏感的氧化锌制备方法

氧化锌作为典型的n型半导体材料,是目前研究和应用最广泛的气敏材料之一。现有氧化锌气敏材料的制备主要有两种方法,一是化学气相沉积法,二是湿化学法。化学气相沉积法通常是以有机锌盐作为锌源,氧气作为反应气体,氩气作为载气,在高温环境下,通过锌与氧气的氧化还原作用,使氧化锌生成并沉积在基片上。化学气相沉积法通常用于制备氧化锌阵列,所制备的产物均匀,但是产量较低、设备成本和生产成本高、影响因素多。湿化学法制备氧化锌纳米单晶粉体,通常米用水热法、溶剂热等方法制备纳米棒、纳米花等氧化锌单晶结构。以上两种方法均可以获得形貌可控的氧化锌纳米单晶体,但存在产量低的问题。

本发明提供一种用于乙酸乙酯气体检测,且气敏性能好的氧化锌气敏材料的制备方法。

专利优势:

(1)操作方法简单,氧化锌纳米单晶的产量高,生产成本低。

(2)本发明在氧化锌纳米单晶上修饰重金属金,提高了氧化锌纳米单晶对乙酸乙酯的气敏性能。

(3)制成的产物最佳使用温度为240°C,且对于浓度高于10ppm的乙酸乙酯气体有很好的响应,且灵敏度与乙酸乙酯的浓度呈现良好的线性关系。


二、基于纳米级单层Bi(i-x)CaxFeO3-x/2阻变膜忆阻器的制备方法

忆阻器,又名记忆电阻,是继电阻、电容和电感之后出现的第四种无源电路元件。由于其具有非易失性、突触功能和纳米尺度结构,在高密度非易失性存储器、人工神经网络、大规模集成电路、可重构逻辑和可编程逻辑、生物工程、模式识别、信号处理等领域具有巨大的应用前景。近年来,不断有新的忆阻材料及忆阻体系报道,但物理实现的忆阻器模型还很少。实物忆阻器大都是针对某类应用,对于研究忆阻器特性、忆阻电路理论以及电子电路设计等不具有一般性和普适性。目前尚未实现商业化生产。己报道的实物忆阻器的制备,在原材料选择和制备工艺方法上要求高、条件苛刻,条件一般的实验室或科研单位难以完成相关实物忆阻器元件的制备。

本发明提供一种易于物理实现、制备工艺简单、控制难度小、质量稳定、生产效率高、成本低廉的单层纳米阻变膜忆阻器的制备方法,所制备出的忆阻器适于一般电路理论研究和电路设计、具有一般性和普适性。

专利优势:

(1)本发明省略了用作阻变膜成分的陶瓷材料预先烧制步骤。

(2)阻变膜陶瓷材料化学成分方面+2价阳离子(Ca2+)部分取代+3价阳离子(Bi3+)进行A位取代,与现有技术的+2价的金属阳离子的相互替代相比,增大了阻变层(单层陶瓷纳米薄膜)中分子结构的不对称性。

基于上述的改进,使得陶瓷材料的阻变膜在结构上,大幅增加了空穴数量,导致忆阻器忆阻性能的显著改善与提高。


                                               

三、以LTCC生瓷带为衬底的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法

忆阻器(记忆电阻)是继电阻、电容和电感进入主流电子领域后第四种无源电路元件,是一个与磁通量和电荷相关的无源电路元件。忆阻器的阻变行为与生物体神经可塑性有着高度的相似性,因而在发展神经突触仿生器件及神经形态计算机等方面具有潜力。

但是目前所制备出的忆阻器忆阻性能较差;制备工艺复杂,制备周期长,能耗偏高;所制得的忆阻器材质硬而脆,易因碰撞导致破裂或损伤,不便于运输。

本发明提供一种易于物理实现、制备工艺简单、控制难度小、质量稳定、生产效率高、成本低廉的以LTCC生瓷带为衬底的单层纳米薄膜忆阻器的制备方法。

专利优势:

(1)本发明省略了用作阻变膜成分的陶瓷材料预先烧制步骤。

(2)本发明阻变膜陶瓷材料化学成分方面用+2价阳离子(X2+=Mg2+Zn2+Ca2+)部分取代+4价阳离子(Ti4+)进行B位取代,增大了Ba(Ti1-yXy)O3-y分子结构的不对称性,提高了Ba(Ti1-yXy)O3-y中的空穴量,有利于增强Ba(Ti1-yXy)O3-y薄膜忆阻器的忆阻性能。

基于上述的改进,使得陶瓷材料的阻变膜大幅增加了空穴数量,导致最终的忆阻器忆阻性能的显著改善与提高。



四、用非晶态合金包覆零件的工艺及模具

非晶态合金具有高强度、高硬度、良好的耐磨性和耐蚀性等较好的力学、物理和化学性能,从而决定其应用的领域非常广泛,具有广阔的应用前景。

非晶态合金在模具内成形后,存在两方面的问题:一是成形后如果直接通过模具的顶出系统顶出零件,由于零件在成形后还是过冷液态,顶出零件时易导致零件损坏,如:顶穿、变形、破裂等;二是成形后如果让成形零件在模具内随着模具空冷,将需要很长的冷却时间,容易导致成形的零件部分晶化,无法得到完全的非晶态合金件,另外生产效率也很低。

专利优势:

(1)本专利先将需要包覆非晶态合金的零件放在固定座上,再将组合式模腔放入固定座,再将非晶态合金坯料通过组合式模腔中间的孔放入模腔中,最后将压头放入组合式模腔中间的孔,便于组装和拆卸,可大幅度提高生产效率。

(2)本专利用斜面保证组合式模腔与固定座之间的装配精度,通过过渡配合方式保证压头与组合式模腔之间的装配精度。

(3)本专利分瓣式组合模芯可以保证非晶态合金包覆层的成形精度及表面质量,可以防止表面氧化,具有较高的生产效率,避免非晶态合金包覆层的晶化现象。

(4)本专利在成形过程中需要加工4-5套分瓣式组合模芯,这样可以保证有一套模芯在组装,一套模芯在加热,一套模芯在成形,一套模芯在冷却,保证成形流程顺利进行,节约非晶态合金零件的生产时间。

(5)本专利使用的通用标准框架不用加热,在室温下操作即可,生产过程中节能、环保。



成果联系方式:   蒋学凯17660458662

电子邮箱:jszy@sdust.edu.cn