1 安徽工业大学化学与化工学院, 安徽 马鞍山 243002
2 临沂大学材料科学与工程学院, 山东 临沂 276005
开发一种性能优异的氨气气体传感器对人类健康和环境保护具有重要意义。利用溶胶凝胶法制备了MgFe2O4纳米材料, 并通过乙醇超声分散法与Ti3C2Tx复合, 制备了不同比例的Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料。随后, 采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析、Fourier红外光谱等方法对Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料的结构和形貌进行了表征, 研究了不同比例Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料的气敏性能。结果表明: 2.5% (质量分数) Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料在室温(25 ℃)对100 μL/L氨气的响应(Ra/Rg=4.7)比单一MgFe2O4纳米材料(Ra/Rg=1.3)高出3.6倍, 并且具有良好的气敏选择性和快速的响应/恢复时间(10.8 s/6.6 s)。
复合材料 碳化钛 氨气 气敏性能 composite material titanium carbide ammonia gas sensing properties
1 安徽工业大学化学与化工学院, 安徽 马鞍山 243002
2 临沂大学材料科学与工程学院, 山东 临沂 276005
工业生产生活中产生的乙醛气体需要实时高效监测, 利用水热法制备了WO3纳米片和一系列Ti3C2Tx-WO3复合材料。采用X射线衍射法、扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、X射线能谱等对制备出的Ti3C2Tx-WO3复合材料进行了结构和形貌表征。对Ti3C2Tx-WO3复合材料进行了气敏性能研究, 并且探究了碳化钛加入量对Ti3C2Tx-WO3复合材料气敏性能的影响。结果表明: Ti3C2Tx的加入能够有效提高WO3纳米片的气敏性能。当Ti3C2Tx的加入量在7%(质量分数)时, Ti3C2Tx-WO3复合材料的最佳工作温度优化为80 ℃。7% Ti3C2Tx-WO3材料在80 ℃时对100 μL/L的乙醛气体的灵敏度达到了32.9, 最低检测限为0.1 μL/L。
复合材料 碳化钛 乙醛 气敏性能 composite material titanium carbide acetaldehyde gas sensing properties
研究了正十边形对称结构光子晶体光纤布拉格光栅(PCFBG)特性, 分析了不同空气孔层数以及不同占空比对布拉格光栅反射谱的影响。在此基础上,对正十边形光子晶体光纤光栅的传感特性进行了研究。研究表明: 随着温度的增加, 该光纤光栅的反射谱谐振波长明显向长波方向偏移; 随着应力的改变, 光纤光栅的反射谱谐振波长变化趋势不明显。该光栅具有对温度敏感, 对应变不敏感的特点。这种空气孔排列为正十边形对称结构的光子晶体光纤光栅有望应用在光子晶体光纤光栅的传感领域中。
光子晶体光纤布拉格光栅 反射谱 谐振波长 传感特性 PCFBG reflection spectrum resonance wavelength sensing properties
1 南昌工程学院 信息工程学院, 南昌 330099
2 浙江理工大学 理学院, 杭州 310018
为保护光纤光栅, 提出了一种镀层和光纤光栅结合良好的无粗化过程的化学镀和电镀保护方法.基于应力分析法, 得到镀镍光纤光栅的温度灵敏度公式, 采用ANSYS有限元软件分析了电镀后光纤光栅应力随温度变化关系, 并进行了实验证实.结果表明: 光纤光栅电镀后温度灵敏度理论和实验值分别为20.6951 pm/℃、22.076 pm/℃.理论分析和实验、仿真结果基本一致.相比裸光纤光栅, 温度灵敏度增加到原来的2.2倍.该方法不仅可以获得厚度理想的保护层, 还可以提高光纤光栅的温度灵敏度.
电镀 传感性能 热应力 光纤布喇格光栅 Electroplating Sensing properties Thermal stress FBG ANSYS ANSYS
第二炮兵工程大学 国家重点学科实验室, 陕西 西安 710025
在分析压差式FBG(光纤布拉格光栅)传感原理的基础上, 采用液压校验仪和Q8384光谱仪对其静态压力传感特性进行了实验研究, 并对实验结果进行了误差分析。实验结果表明, 在0~0.35 MPa的压力范围内, FBG的灵敏系数为3 pm/kPa, 布拉格波长随着压差的变化呈现出良好的线性关系和重复性, 且迟滞现象较小, 可以用于液压系统的流量测量。
光纤布拉格光栅 压差式传感器 传感特性 误差分析 FBG differential pressure sensor sensing properties error analysis
中国海洋大学 信息科学与工程学院,山东 青岛 266100
采用水热合成的方法,在玻璃基底上制备了氧化锡纳米棒阵列,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶体结构和表面形貌进行表征,并解释了氧化锡纳米棒的生长机理。为了找到最佳的制备测试参数,研究了室温下,不同水热合成时间和退火温度对纳米氧化锡乙醇气敏特性的影响,并在此基础上研究了365 nm紫外光激活时氧化锡对乙醇气体的气敏特性,与无光照时对比。结果表明,室温下,水热合成反应6 h,500 ℃退火时,氧化锡纳米棒阵列对乙醇气体显示了较高灵敏性,365 nm紫外光照射时,氧化锡气体灵敏度比无光照时大大提高,稳定性增强,响应和恢复时间缩短到5 s以内。
光学材料 氧化锡 气敏特性 紫外光
五邑大学 数学物理系 纳米材料研究所，广东 江门 529020
采用直流磁控溅射的方法在Al2O3陶瓷管、硅基片上溅射制备了二氧化钛（TiO2）纳米薄膜材料.将薄膜样品放入管式退火炉中分别在500℃, 700℃和1 100℃温度下退火.由于退火温度的不同，薄膜的晶体结构、晶粒尺寸、晶向以及气敏特性都有所不同.利用X射线衍射（XRD）技术和薄膜气敏特性测试，分析了退火温度对薄膜气敏特性的影响.分析结果表明退火温度在500℃时，呈现锐钛矿结构，薄膜具有很好的选择性、很短的反应（恢复）时间.对TiO2薄膜表面进行修饰，发现此TiO2薄膜的最佳工作温度为370℃左右.薄膜的气敏机理也得到了讨论.
二氧化钛纳米薄膜 退火温度 乙醇气敏特性 TiO2 thin films Annealing temperature Ethanol-sensing properties
在载氢掺铒光纤上写入Bragg光纤光栅，得到新型光子学器件荧光光纤光栅．分别对其Bragg波长(λB)及荧光寿命(τ)的温度(T)及应变(ε)响应特性进行了实验研究，并且给出了λB和τ分别关于(T，ε)的拟合方程．实验结果表明：荧光光纤光栅的λB对T和ε的响应具备一般Bragg光纤光栅的优良特性，测得温度灵敏度为11．1pm／℃，应变灵敏度为1．19pm／με；而且τ对T和ε的响应也具有良好的线性关系，温度灵敏度为0．59μs／℃，应变灵敏度为6．16ns／με．实验结论为解决温度应力交叉敏感、实现温度应力的同时监测提供一条新颖的途径．
荧光光纤光栅 传感特性 曲线拟合 温度 应力 交叉敏感 Fluorescence fiber gratings Sensing properties Curve fitting Temperature Strain Cross-talking
