二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結的製備

二維材料異質結是構建納米電子學和光電子學“大廈”的基石,成為現代半導體工業的基本元素,其在高速的電子裝置和光電設備中扮演著重要角色。二維層狀材料,包括石墨烯、過渡金屬(鎢、鉬等)二硫化物在內,由於其獨特的電學、光學等性質可以充當異質結構的組成單元。橫向異質結是兩種材料通過共價鍵相連形成的,由於其構築方法簡單,在應用於帶隙工程方面有更大的潛力。隨著納米科學和技術的出現,等離激元納米結構迅猛發展,有科學家已經通過簡單的H-溢出方法製備了氫摻雜MoO3和WO3,即含氫青銅(氫鉬青銅與氫鎢青銅),表現出在可見光區域的強局部表面等離激元共振。這一研究結果提供了在氫摻雜的金屬氧化物半導體上實現等離激元共振的直接證據,並可能允許低價和地球豐富元素的大規模應用。

石墨烯-WO3橫向異質結的離域化效果圖
 
文章提供一種二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結的製備方法,其具體步驟如下:
1.將50-100品質份的二硫化鎢分散於5-10體積份的水或乙醇中,形成分散液,其中乙醇可以是任意體積濃度;
2.將分散液置於超臨界二氧化碳反應裝置中,在40-45°C、6-20MPa下攪拌反應0.5~7h,反應結束,降至常壓,並將未經剝離的二硫化鎢除去;
3.空氣中氧化後除去溶劑(其中氧化前溶液呈墨綠色,氧化後呈淺黃色或亮黃色),即得二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結。 
 
超臨界二氧化碳的高擴散性和低表面張力等特性使其可以作為滲透劑和膨脹劑打開二硫化鎢層間的縫隙,攪拌最終使得片層分離,離心後上層液中的單層二硫化鎢在空氣中被氧化成一水合三氧化鎢,而最終形成二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結。這種異質結構使得電子-空穴對分離,在光催化降解有機化合物和光催化制氫等領域有很好的發展前景。
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水煤漿用硬質合金噴嘴

水煤漿是70年代興起的新型煤基液體燃料,主要由65%的煤、34%的水以及1%的化學添加劑組成。相比於其他類型的燃料,其具有許多優點,如含硫量較低、燃燒效率高、SO2及NOX等污染物排放量都低於普通燃油和燃煤,被廣泛運用於電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代油、代氣、代煤燃燒,是當今潔淨煤技術的重要組成部分。而硬質合金噴嘴在水煤漿燃燒器中有著廣泛的運用,其通過良好的燃料霧化使得水煤漿燃料得到更為充分而有效的燃燒。根據燃料的性質以及對於霧化品質的要求不同,硬質合金噴嘴還可分為氣力式、機械式、旋杯式以及超聲波式。其結構的合理性決定了水煤漿的霧化效果,其材料的抗磨、抗熱衝擊性能則決定噴嘴的使用壽命,並直接影響水煤漿應用的經濟性和安全性。

水煤漿噴嘴工作時主要承受的是水煤漿的低角度沖蝕,磨損機理主要為塑性變形和微觀切削。而硬質合金水煤漿噴嘴的磨損主要有晶粒脫落、脆性斷裂和研磨損傷,並且硬質合金中的Co含量越高,其沖蝕磨損率越大,所以應該選用Co含量少或者沒用高硬度粘結相合金或者直接粉末冶金鑄造。。相比于其他金屬材料製備的水煤漿噴嘴,硬質合金材料噴嘴有更好的耐磨耐蝕性且使用壽命較長(通常在1000h以上)。但是,硬質合金本身脆性較大,其硬度較大、韌性以及抗熱衝擊性能低於其他金屬材料,不易於加工,不適合製作形狀結構複雜的噴嘴。目前,較為常見且性能較為優良的硬質合金水煤漿噴嘴主要有美國、加拿大等國的Y型噴嘴以及我國的撞擊式多級水煤漿霧化噴嘴,其通過在最容易發生磨損的部位鑲嵌上硬質合金以改善其耐磨耐蝕性能。

水煤漿用硬質合金噴嘴

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西門子加速器電子槍燈絲電壓優化

一般在新的加速管出廠前,電子槍燈絲的電壓已完成校準、調試和安裝,但是在長時間的運行下,電子槍會由於老化導致發射本能不斷減弱,會導致加速器計量率的漂移和下降,這種情況下就需要對燈絲進行電壓優化,這對保證穩定準確的劑量輸出具有很重要的作用。

如果電壓值過低,注入加速波導管的電子數目過少,導致INJI不穩定,電壓值過高,影響電子槍的工作壽命,所以在設置電壓時必須找到滿足電流脈衝INJI穩定時的電壓最小值。

1.準備6MV X線,進入維修模式,遮罩劑量相關連鎖;
2.連接示波器來監測INJI的波形,然後設置INJI值到100mA;
3.關閉RF dirver,關閉K1-CB1和RF modulator;
4.將機架旋轉到270℃;
5.確保注入器電壓處於關閉狀態,然後關閉高壓啟動開關;
6.把萬用表連接到X12和X13,旋轉R11去降低燈絲電壓到4.0V,如果電壓不能降低到4.0V,設置R11到最低的電壓;
7.斷開DMM;
8.打開高壓啟動;
9.開始出束;
10.關閉射線,直到注入器能安全接觸。將萬用表與X12和X13連接。順時針轉動R11,每次增加0.1V,然後斷開萬用表準備出束,此時記下INJI電流和電子槍燈絲電壓。一直重複此操作直到INJI總數不變。

為了確保電子槍能更穩定地工作,製作肖特基圖能確定提供加速管陰極穩定工作的電子槍燈絲的最低電壓,這樣能帶來最理想的陰極使用壽命。

加速器和電子槍燈絲

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加速器電子槍燈絲接地故障

電子槍燈絲機器在運行狀態中,在控制台監測面板上測得加速管電子槍燈絲電壓正常。機器在治療狀態時,從示波器上觀察磁控管電流MAG CU正常,在控制台監測面板上測得加速管電子槍電壓比常值要高。從中可以看出,故障可能出現在加速管或燈絲元件上。打開機架外殼,對加速管燈絲元件及燈絲電壓進行檢查。發現一個燈絲引線與燈絲元件脫焊,有可能是虛焊導致的。將其焊好後,機器還是無法出束,而且故障現象還是照樣。再對燈絲元件進行檢查,發現燈絲引線又發生脫焊。將引線再次焊好,在開關開的狀態下進行觀察。4分鐘後,引線再次脫焊。再次焊好後,測量燈絲兩端的電壓只有2.7V,而電阻R1,R2上的電壓分別為5.5V,但是正常情況下應該只有2.4V。由此看出,故障時燈絲元件R1,R2上的電壓是正常電壓值的2倍多。而電流與電壓是正比關係,所以燈絲的電流也就比正常的多出2倍。

又是什麼造成燈絲電流過大呢?首先查看燈絲(包括引線)接地。先測量引線對地電阻,檢測到只有2.5 kΩ,正常狀態應該是無窮大。這表明槍燈絲對地絕緣不好。其原因除了加速管電子槍燈絲對管殼絕緣不好外,還有可能引線擊穿老化造成。為了進一步檢查,取下加速管電子槍上方的貧軸塊和鉛遮罩,露出引線端子,檢查引線完好無損,那麼燈絲接地故障的原因可判定為電子槍內部出現問題。

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水熱法製備三氧化鎢納米線

三氧化鎢納米片、納米線、納米顆粒近年來,對於各種低維納米結構的三氧化鎢的研究不斷進行,如一維的納米線與納米管、二維的納米片等。由於它們具有較高的比表面積,以及某一特定方向的尺寸與Debye長度相比擬,這些低維的納米結構氧化鎢與微米結構或薄膜結構材料相比,具有更佳的性能,特別是在提升氣敏感測器的氣體敏感性、縮短回應時間、降低反應溫度等,和提高光學特性,如具有熱致變色、光致變色、電致變色、氣致變色等特性,展現出巨大的優勢。
 
水熱法是製備納米晶材料的一種常用方法,它的顯著優點是所需要的實驗設備簡單、成本低廉,一般不需要高溫熱處理就能得到結晶產物,並且可以實現批量生產。另外,水熱合成的密閉條件有利於進行那些對人體健康有害的有毒反應體系,減少環境污染。文章介紹一種利用水熱法製備三氧化鎢納米線的方法,其步驟如下:
1. 將適量鎢酸鈉溶於一定量的去離子水中,配製成重量比為1. 5〜8. 0%的鎢酸鈉溶液,在冰水浴中磁力攪拌1小時,形成無色透明的鎢酸鈉溶液;
2. 將適量3M/L的鹽酸緩慢滴加到所制得的鎢酸鈉溶液中並不斷攪拌1.5小時,形成淡黃色膠束溶液,將該膠束溶液以4000轉/分鐘的速度離心分離20分鐘;
3. 將離心分離後的產物均勻分散到適量11.5M/L的硫酸鉀溶液中形成混合溶液,並取80毫升該混合溶液轉入100毫升反應釜中,在180〜270°C下進行水熱反應12〜120小時;
4. 將水熱產物用去離子水和無水酒精反復洗滌,而後在70°C的空氣中乾燥12 小時,獲得具有高比表面積且能在450°C以下保持穩定的六方相三氧化鎢納米線。
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