A R T I C L E heater in a vacuum chamber,where the sample tempera-ture is monitored using a K -type thermocouple in contact with the substrate heater.The oxidation loading appara-tus is large enough so that the brass specimens with dif-ferent surface roughness can be loaded simultaneously and then oxidized under the same oxidation conditions.The oxidation chamber is ?rst pumped to vacuum (～2×10?4Torr),and then ?lled with 220mbar oxygen pres-sure (the purity of oxygen is 99.999%).The chamber is then sealed and the brass samples are heated to 350 C at the rate of ～20 C/min and oxidized at the temperature for 1h.It is then cooled down in the same oxygen atmo-sphere to room temperature at the rate of ～10 C/min.Growth morphology and chemical composition of the oxi-dized samples are examined using ?eld emission scan-ning electron microscopy (FEG-SEM,FEI Supra 55VP),energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS),and X-ray diffraction (XRD,PANalytical’s X’Pert).Cross-sectional SEM samples are prepared by a cross-section polisher for analyzing the thickness of the oxide layer formed on the sandblasted brass substrates.3.EXPERIMENTAL RESULTS Figures 1(a)–(e)show the optical pro?ler 3D surface mor-phology of the brass substrates after being sandblasted with the different durations.It can be seen that the sub-strate without sandblasting has relatively smooth surface.Sandblasting for 3s creates some craters with diameter about 200 m on the sample surface.The number of craters increases and the surface becomes rougher when the sandblasting time is increased to 5s.However,contin-uing sandblasting makes the substrates smoothening again due to overlapping of craters,as revealed in Figure 1(e).Fig.1.3D surface images taken by pro?lometer showing the surface morphology of samples sandblasted for (a)0s,(b)3s,(c)5s,(d)7s,and (e)9s,respectively.(f)Surface roughness Ra versus sandblasting time.
The surface roughness of the brass substrates as a function of the sandblasting time is plotted in Figure 1(f).It can be seen that surface roughness increases with increasing the sandblasting time up to 5s,and then decreases with the further sandblasting.
The sandblasted samples with the different surface roughness as shown in Figure 1are then oxidized simul-taneously under the same condition at the temperature of 350 C and oxygen pressure of 220mbar for 1h.Figure 2(a)shows the typical surface morphology of the ?at sample (sandblasting for 0s)after oxidation.Interlaced bright and dark regions are observed,and Figures 2(b)and (c)show,respectively,zoomed-in SEM images from these surface regions.As can be seen in Figure 2(b),the bright regions are covered with a high density of nanowires with a length of several hundred nanometers and a diame-ter of 30–60nm.However,in dark regions,no nanowires or very few are observed.The chemical compositions of the bright and dark regions are measured by EDS and are shown in Figures 2(d)and (e).It can be seen that the bright regions have a higher composition for Zn than Cu,while
for the dark regions,the composition for Cu is higher than
https://www.doczj.com/doc/ca15923039.html,bined SEM imaging and EDS analysis of the dif-
ferent surface regions reveal that the bright regions with
a high density of nanowires are Zn-rich,while the dark
regions without nanowire growth are Cu-rich.
The surface morphologies of the oxidized brass sam-
ples sandblasted for the different durations are compared
in Figure 3.Figure 3(a)shows the typical surface morphol-
ogy of the bright regions on a ?at sample.Figures 3(b)–(e)
show the surface morphology of the samples sandblasted for 3,5,7,9s,respectively.It can be seen apparently
that the surface density of nanowires decreases gradu-
ally with increasing the sandblasting time,and the sub-strate sandblasted for 9s show barely nanowire formation.
ARTICLE
Fig.2.(a)Flat brass substrate oxidized at220mbar,350C for1h;(b)and(c)are high magni?cation SEM images from the white and black areas
of(a);(d)and(e)are the EDS patterns collected from(b)and(c),respectively.
The density of nanowires is measured from the SEM
images obtained from different surface regions and
Figure3(f)shows the evolution of the surface density of
nanowires as a function of the sandblasting time.It is also
Fig.3.Surface morphology of oxidized brass samples being sandblasted for(a)0s,(b)3s,(c)5s,(d)7s and(e)9s,respectively;(f)Surface
density of ZnO nanowires as a function of oxidation time.
noticed that the sandblasted samples have rough surface
compared to?at sample and the border regions of bright
areas(Zn-rich)and dark areas(Cu-rich)become undistin-
guishable with increasing the sandblasting time.
A R T I C L E Fig.4.Cross-sectional SEM images of samples sandblasting for (a)0s;(b)5s;(c)7s;(d)9s,respectively.The surface density of the nanowires decreases with increasing the sandblasting time.
Cross-section interfacial samples were made from the oxidized samples using a cross section polisher.Figure 4shows the interfacial SEM images obtained from the brass samples sandblasted for the different durations,which shows clearly that the oxidation results in the growth of an oxide layer on the brass substrates with nanowire forma-tion on the oxide layer.It can be seen that the brass sam-ple without sandblasting shows the growth of high density of long nanowires.The nanowire density decreases with increasing the sandblasting time.These growth features con?rm the SEM surface views of the samples as shown
in Figure 3.It can be also noticed from Figure 4that the
oxide layer is relatively uniform with a thickness of about
200nm,and there is no obvious difference in the oxide
thickness for the brass samples sandblasted for the differ-
ent durations.
XRD was used to determine the structural and phase
evolution of the oxide layer and nanowires from the oxi-
dation of the brass samples.Figure 5shows XRD patterns
from the ?at sample and the sample sandblasted for 9s.
As can be seen,almost all remarkable peaks can be
ascribed to the brass structure.Several weak ZnO peaks
are visible for the growth of the ZnO layer and ZnO
nanowires.The weak intensity of the ZnO peaks is due to
the thin thickness of the ZnO layer (～200nm).There is
no sign showing the peaks of CuO,which suggests there
is no CuO or very little CuO formed.
XPS is very sensitive to surface chemical composition
and is thus employed to measure the phase purity and the
chemical composition of the oxidized brass samples.The survey and the high-resolution scanning XPS spectra of the samples are shown in Figure 6.Figure 6(a)shows the
survey scan of the ?at brass sample,which reveals the
core level photoemission peaks corresponding to zinc,cop-
per,oxygen and carbon only.Figures 6(b)–(d)depict the
detailed scan for the Zn-2p3,Cu-2p3,and O-1s regions
of the samples sandblasted for the different duration.The
Zn-2p3peak located at 1021.7eV shown in Figure 6(b)
indicates that the zinc is in the form of ZnO oxide.20The intensity of the Zn-2p3peak from the different samples does not show much difference.From Figure 6(c),it is Fig.5.XRD pattern obtained from the oxidized ?at sample and sample undergone sandblasting for 9s.
ARTICLE Fig.6.XPS spectra of the oxidized brass samples sandblasted for different durations:(a)survey scan of the ?at brass substrate;(b)Zn-2p3region (c)O-1s region,(d)Cu-2p3region of samples sandblasting for different times.
clear that there are two peaks corresponding to O-1s.It can be seen that the evolution of the relative intensities of the two O-1s peaks shows clear dependence with the sand-blasting time.The ?rst one located at 531.1eV is related to O 2?in the wurtzite structure of ZnO,and the second one located at 529.7eV can be assigned to O 2?in CuO.20It can be also seen that the intensity of the O-1s peak associated with the CuO phase is very weak,suggesting the formation of very tiny amount of CuO.This is consis-tent with the XRD analysis as shown in Figure 5,where the amount of the CuO phase is too little to detect by the XRD.With increasing the sandblasting time,the intensity of the O-1s peak at 531.1eV increases while the intensity of the O-1s peak at 529.7eV decreases.Such a correlation Table I.Relative peak intensity and surface composition from XPS measurements on the oxidized brass samples sandblasted for different durations.Sandblasting
time (sec)Zn O Cu C Cu/Zn 025 549 516 88 10 659331 449 510 98 20 347
538 950 24 86 10 123735 153 32 49 20 068930 458 22 29 50 072suggests that the continued sandblasting promotes the for-mation of the ZnO phase while suppressing the growth of the CuO phase.Figure 6(d)shows the Cu-2p3peak,its binding energy located at 933.7eV indicates that the cop-per is in the form of CuO oxide.It shows clearly that the intensity of the Cu-2p3peak decreases with increasing the sandblasting time,suggesting that formation of the CuO phase is suppressed with the sandblasting.This is consis-tent with the evolution of the O-1s peak associated with the CuO phase as shown in Figure 6(c).The intensities of the XPS spectra are converted to element concentra-tions ratios given in Table I,which shows clearly that the relative intensity of Cu/Zn decreases with increasing the sandblasting time and demonstrates that the sandblasting
enhances the surface composition of Zn in the oxidized
brass samples.It can be also seen that carbon impurity is
also present and its composition is relatively consistent in
the different brass samples.
4.DISCUSSION
The ?rst study of high temperature oxidation of Cu–Zn alloy can be dated back to 1931,and detailed study
since then has showed that there is only ZnO formation in the brass systems of less than 76%Cu.21According
to the recent published work,22–24Cu 70Zn 30oxidized at
A R T I C L E Fig.7.XPS depth pro?le analysis of the oxidized brass sample (the ?at sample)using ion-sputtering to remove the material from the surface:the spectra of (a)Zn-2p3and (b)Cu-2p3as a function of the ion puttering time.
350 C and 220mbar should form zinc oxide only.Even though a small amount of Cu may be oxidized to form CuO by chance,the newly formed CuO would be easily reduced back to pure Cu by the reaction of Zn +CuO =ZnO +Cu.11Such a reaction direction is thermodynami-cally favorable because of the lower free energy for the formation of ZnO compared to CuO.However,in our case,the XPS results show clearly there are both ZnO and CuO formed on the surface.We attribute to this difference com-pared to the earlier studies to the uneven surface composi-tion of the brass samples,which show Zn-rich and Cu-rich regions,as demonstrated in Figure 2.Once the brass samples are exposed to oxygen at the ele-vated temperature,both zinc in Zn-rich regions and copper in Cu-rich regions are oxidized to form discrete ZnO and CuO nuclei.As the oxidation continues,these oxide nuclei grow and coalesce to cover the entire surface to form a continuous oxide ?lm containing both zinc oxide and cop-per oxide.The direct contact of CuO and ZnO grains in the oxide ?lm results in the reaction of Zn +CuO =ZnO +Cu since ZnO is more stable than CuO.Thus,CuO is decom-posed into pure Cu with the formation of ZnO,where the pure Cu is gradually buried in the subsurface region by the ZnO layer with the continued oxidation.For the present experiments,the oxidation temperature is relatively low (350 C)and the oxidation time is short (1h).There is still some remaining CuO in the Cu-rich area.This can explain why there is copper oxide detected by XPS.Even though the CuO phase is detected by XPS,there are no CuO diffraction peaks visible in the XRD pattern.This suggests that the CuO phase is little and it is mostly formed on the top surface of the sample as it is detected by XPS.The difference between the XRD and XPS results shown above can be attributed to the difference in depth pro?ling of each technique:XRD gives characteristic of the bulk materials while XPS shows the surface infor-mation in the range of few nanometers.25To con?rm the above speculation,the oxidized brass sample is sputtered for 10cycles for 10min at the voltage of 2kV .The sput-tering rate is taken SiO 2as a reference (5.9nm/min for SiO
2 .As shown in Figure 7,the intensity of the Zn-2p3peak increases with increasing the sputtering time,while the intensity of the Cu-2p3peak increases at ?rst and then decreases.The initial increase in the intensity of the Cu-2p3peak is due to the removal of the ZnO nanowire
layer by sputtering.With continued removal of the surface
material by sputtering,the intensity of the Cu-2p3peak
decreases while that of the Zn-2p3peak increases due to
the presence of more ZnO in the underlying ZnO layer.
The intensity evolution of the Cu-2p3and Zn-2p3peaks
as a function of the surface depth demonstrates clearly that
the amount of the CuO phase decreases while that of the
ZnO phase increases from the surface to the subsurface
region.
By exerting sandblasting on the surface,the initially uneven surface composition of the brass substrates can be
changed to even due to the formation of nanocrystalline
structures on the surface.The longer sandblasting time results in better mixed Zn-rich and Cu-rich regions with the shrinkage of Cu-rich regions.Therefore,CuO nuclei form more uniformly on the surface and thus ?ner CuO grains in the coalesced oxide layer compared to the oxi-dation of un-sandblasted surface that is expected to result in larger CuO grains in Cu-rich regions.Upon the contin-ued oxidation,these tiny CuO grains can be easily reduced by outward diffusing Zn to form pure Cu and ZnO.This explains why the intensity of the Zn-2p3peak increases while that of the Cu-2p3peak decreases with increas-ing the sandblasting time.Since the increased sandblasting improves the uniform distribution of initially formed CuO nuclei,the subsequent reduction of ?ne CuO grains by Zn upon the further oxidation results in the formation of pure Cu which is accumulated more uniformly in the subsurface region.The formation of ZnO nanowires requires continu-ous supply of Zn atoms from the brass substrate.However,the formation of pure Cu in the subsurface region blocks the supply of Zn and thus suppresses the formation of ZnO nanowires,as shown experimentally that the surface density of ZnO nanowires decreases with increasing the sandblasting time.
5.CONCLUSION
We have studied the effect of sandblasting on the for-mation of ZnO nanowires during the thermal oxidation of brass.For the oxidation of un-sandblasted brass sam-ples,there are Zn-rich regions,which are covered by high density of ZnO nanowires,and Cu-rich regions,where no ZnO nanowires form.It is shown that the increase in the sandblasting time leads to the gradual suppression of ZnO nanowire formation across the entire surface.XPS depth pro?le analysis shows there are both ZnO and CuO formed on the oxide surface,but the quantity of the CuO phase decreases from the surface to subsurface region. This is because the CuO phase can be easily reduced to pure Cu by outward diffusing Zn at the high temperature. It is also found that the quantity of CuO formed on the surface decreases with increasing the sandblasting time. These results are due to the fact that the chemical compo-sition of the brass substrate becomes more even with sand-blasting,which leads to more uniform nucleation of CuO nuclei across the entire surface.The subsequent reduction of the CuO phase by Zn in the coalesced oxide layer cor-respondingly results in the uniformly accumulated pure Cu in the sublayer region,which suppresses ZnO nanowire formation by blocking the supply of Zn atoms from the brass substrate.
Acknowledgments:This work was supported by the National Science Foundation under the Grant No.CMMI-0825737.We thank David Richner for access to the sand-blasting equipment.
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ARTICLE
氧化锌压敏电阻的电性能参数及添加剂的作用 压敏电阻是由在电子级ZnO 粉末基料中掺入少量的电子级Bi 2O 3、Co 2O 3、MnO 2、Sb 2O 3、TiO 2、Cr 2O 3、Ni 2O 3等多种添加剂，经混合、成型、烧结等工艺过程制成的精细电子陶瓷；它具有电阻值对外加电压敏感变化的特性，主要用于感知、限制电路中可能出现的各种瞬态过电压、吸收浪涌能量。 1 氧化锌压敏电阻电性能参数 1.1 压敏电压U 1mA 压敏电阻的电流为1mA 时所对应的电压作为I 随U 迅速上升的电压大小的标准，该电压用U 1mA 表示，称为压敏电压。压敏电压是ZnO 压敏电阻器伏安曲线中预击穿区和击穿区转折点的一个参数，一般情况下是1mA （Φ5产品为0.1mA ）直流电流通过时，产品的两端的电压值，其偏差为±0.1%。 1.2 最大连续工作电压MCOV 最大连续工作电压MCOV 指的是压敏电阻在应用时能长期承受的最大直流电压U D C 或最大交流电压有效值 U RMS 。最大直流电压的值为80%~92%U 1mA ，或产品在85℃下，正常工作1000h ，施加的最大直流电压；最大交流电压的值为60%~65% U 1mA ，或产品在85℃下，正常工作1000h ，施加的最大交流电压。 1.3 漏电流 I L 漏电流(mA)也称等待电流，是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下，流过压敏电阻器电流。IEC 对漏电流 I L 较为普遍的定义是：环境温度25℃时，在压敏电阻上施加其所属规格的最大连续直流工作电压 U DC 时，流过压敏电阻的直流电流。 一般而言，在材料配方和烧结工艺固定的情况下，漏电流适中的压敏电阻具有较好的安全性和较长的寿命。 1.4 非线性指数α 非线性指数α指压敏电阻器在给定的外加电压作用下，其静态电阻值与动态电阻值之比。 它是一个元件的电阻值是否随电压或电流变化和变化是否敏感的标志。ZnO 压敏电阻器是一种非线性导电电阻。α在预击穿区和击穿区是不同的，一般所指是预击穿区的非线性系数。IEC 规定： )/l g (1 1.01mA mA U U =α（瓷片直径7mm 及以上的压敏电阻） )/lg(1 01.01.0mA mA U U =α（瓷片直径5mm 的压敏电阻） IEC 规定的非线性指数实际上只能表示压敏电阻在0.1mA~1mA 或0.01mA~0.1mA 之间的平均非线性指数。由于击穿区的特性接近于直线，而且上述电流区域处于击穿区内，因此IEC 规定的非线性指数可以近似地表示压敏电阻击穿后的整体非线性特性的好坏。 1.5 电压比 电压比指压敏电阻器的电流为1mA 时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA 时产生的电压值之比。 1.6 残压 U R 残压 U R 是指特定波形的浪涌电流流入压敏电阻器时，它两端电压的峰值。一般来说，
纳米氧化锌的奇妙颜色 --作者冯铸（高级工程师，工程硕士宝鸡天鑫工业添加剂有限公司销售经理） 纳米级活性氧化锌有多种生产方式，而每种生产方式及各个生产方式的工艺差别的不同，使得最终产品的颜色不同，即呈现微黄色的程度不同。 一、物质颜色的由来 物质的颜色都是其反光的结果。白光是混合光，由各种色光按一定的比例混合而成。如果某物质在白光的环境中呈现黄色（比如纳米氧化锌），那是因为此物体吸收了部分或者全部的蓝色光。物质的颜色是由于其对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。 不同颜色的光线具有不同的波长，而不同的物质会吸收不同波长的色光。物质也只能选择性的吸收那些能量相当于该物质分子振动能变化、转动能变化及电子运动能量变化的总和的辐射光。换句话说，即使是同一物质，若其内能处在不同的能级，其颜色也会不同。比如氧化锌，不论是普通形式的，还是纳米形式的，高温时颜色均很黄，温度降低时颜色变浅。原因在于在不同温度时，氧化锌的分子能及电子能的跃迁能量不同，因此，对各种色光的吸收不同。 二、粗颗粒的氧化锌与纳米氧化锌的结构区别，及由此导致的分子内能差异 粗颗粒的直接法或间接法氧化锌是离子晶体。通常来说，锌原子与氧原子以离子键形式存在。由于其颗粒较粗，每个颗粒中氧原子与锌原子的数量相当多，而且两种原子的数量是一样的（按分子式ZnO看，是1：1）。但对于纳米氧化锌，其颗粒相当细，使得颗粒表面的未成键的原子数目大增。也就是说，纳米氧化锌不能再看成具有无限多理想晶面的理想晶体，在其表面，会有无序的晶间结构及晶体缺陷存在。表面这些与中心部分不同的原子的存在，使得其具有很强的与其他物质反应的能力，也就是我们通常所说的活性。 研究表明：在纳米氧化锌中，至少存在三种状态的氧，他们是晶格氧（位于颗粒内部）、表面吸附氧及羟基氧（--OH），而且，颗粒中锌的数量大于氧的数量，不是1：1的状况。这一点与普通氧化锌完全不同。纳米氧化锌的表面存在氧空缺，有许多悬空键，易于与其他原子结合而发生反应，这也是纳米氧化锌在橡胶中、催化剂中作为活性剂应用的基本原理。 由于纳米氧化锌与普通氧化锌的上述不同。使得其颗粒中分子能及电子能的跃迁变化能级不同，因此，其颜色也不同。普通氧化锌是白色，而纳米氧化锌是微黄色。 三、纳米氧化锌随时间及环境湿度变化，其颜色的变化 对于纳米氧化锌，由于其颗粒表面存在吸附氧及羟基氧，而这两种氧的数量会随着时间的变化而发生变化，比如水分的吸附及空气中氧气的再吸附与剥离等。这两种氧的数量的变化，必然会引起颗粒中分子及电子能级的变化，对光的吸收也不相同，因此，纳米氧化锌的颜色变浅。 四、纳米氧化锌的颜色与纯度的关系 纯的纳米氧化锌，其颜色是纯微黄的，显得色泽很亮。 当纳米氧化锌含杂质，如铁、锰、铜、镉等到了一定程度，会使氧化锌的颜色在微黄色中带有土色的感觉，那是因为铁、锰、铜、镉等的氧化物均为有色物质，相互混合后，几种色光交混，显出土白色。而纳米氧化锌（或者活性氧化锌，轻质氧化锌）随着时间变化而发生的颜色变化，会被土色所掩盖，而使颜色显得变化极小；当纳米氧化锌中含杂质再高时，其颜色会变得很深，更无法观测到其颜色随时间变化的情况。 如前所述，物质的颜色是其对外界光线选择性的吸收引起的。因此，在我们比较氧化锌的颜色时，最好在户外光亮的地方观察比较确切。选择不同的环境做比较，会得到不同的比较结果，这也体现了光反射的趣味性。 五、关于纳米氧化锌颜色的另外一种解释 纳米氧化锌是经碱式碳酸锌煅烧而得。在此过程中，如果碱式碳酸锌未能完全分解，纳米氧化锌的颜色就会显得白一些，因为碱式碳酸锌为纯白色。此外，在南方与北方生产，或在潮湿的雨天与干燥的天气下生产，也会影响颜色。因为纳米氧化锌可与湿空气及二氧化碳反应生成碱式碳酸锌，发生了煅烧过程的逆反应。这种变化对产品质量的影响有多大，现在尚难断定，因为碱式碳酸锌本身也是具有催化作用的，适于在脱硫剂及橡胶行业使用；而在饲料行业，碱式碳酸锌具有与氧化锌同样的功能，它也是一种饲料添加剂，同时，在饲料行业，我们关心的问题主要是重金属的含量是否达到标准要求。
探究掺杂二氧化钛对氧化锌压敏陶瓷 的影响 个人项目总结 学院材料与化学工程学院 专业无机非金属材料与工程 班级 13级无机非2班 指导教师徐海燕 提交日期 2016、1、2 在大三刚开学的时候，李燕老师对我们说我们大三的学生要做一
个CDIO项目，刚听到这个消息的时候，我的心里就在想“完了，自己的实践能力不好，以前从来没有做过这种项目，怎么办呢”，当时不知道怎么办，就按照老师的说法去找指导老师，我和室友一起找的老师是徐海燕老师，刚开始去见老师的时候，什么都没有准备，被老师教育了一顿，后来我们在去见老师的时候，都是先准备好每个人要说的东西，然后这样就不会害怕了，就这样在老师的指导下，我们一点一点把实验给做完，得到了我们想要的东西，在这次试验中，我学到了“学中做，做中学”实验原则和团队合作的实验精神，刚开始做实验的时候，我们一窍不懂，对要做什么，怎么去做一点都不了解，从最开始的实验任务布置下来，到去图书馆网上查找文献资料，再到实验方案的设计，以及后来的实验具体操作过程，我从中间的过程学到了很多知识，从对实验的一无所知，到后来知识的一点一点总结，我感觉到从书本上学到的知识得到了充分的运用。 我们一大组有十个人，后来因为实验的需要，我们学要不同条件下的实验结果，所以我们这一大组分成了三个小组，我们这组有四个人，在我们这四个人之中，每个人都有自己的任务，在每一次老师布置任务下来之后，我们都会分工好每个人需要做的东西，这样每个人都有事情可做，避免了有人偷懒的情况。 经过了差不多一个学期的实验，CDIO就快要结束了，结题汇报很快就要进行了，在整个CDIO项目期间，我感觉最重要的不是实验结果，而是实验过程让我们学到了些什么，需要掌握的知识，实验态度，
目录 摘要 (1) 1.ZnO材料简介 (1) 2.ZnO材料的制备 (1) 2.1 ZnO晶体材料的制备 (1) 2.2 ZnO纳米材料的制备 (2) 3. ZnO材料的应用 (3) 3.1 ZnO晶体材料的应用 (3) 3.2 ZnO纳米材料的应用 (5) 4.结论 (7) 参考文献 (9)
氧化锌材料的研究进展 摘要介绍了氧化锌（ZnO）材料的性质，简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 关键词：ZnO；晶体材料；纳米材料 1.ZnO材料简介 氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。难溶于水，可溶于酸和强碱。作为一种常用的化学添加剂，ZnO广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。纳米ZnO粒径介于1-100nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等[1–5]。下面我们简单综述一下，近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 2.ZnO材料的制备 2.1 ZnO晶体材料的制备 生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底，但它们之间存在较大的晶格失配，从而导致ZnO外延层的位错密度较高，这会导致器件性能退化。由于同质外延潜在的优势，高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。由于具有完整的晶格匹配，ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力：能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。除了用于同质外延，ZnO晶体
压敏电阻选用的基本知识 什么是压敏电阻器及其分类与参数? 压敏电阻器简称VSR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。它在电路中用文字符号“RV”或“R”表示，图1-21是其电路图形符号。 （一）压敏电阻器的种类 压敏电阻器可以按结构、制造过程、使用材料和伏安特性分类。 1．按结构分类压敏电阻器按其结构可分为结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器等。 结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触，才具有了非线性特性，而体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。 2．按使用材料分类压敏电阻器按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗（硅）压敏电阻器、钛酸钡压敏电阻器等多种。 3．按其伏安特性分类压敏电阻器按其伏安特性可分为对称型压敏电阻器（无极性）和非对称型压敏电阻器（有极性）。 （二）压敏电阻器的结构特性与作用 1．压敏电阻器的结构特性压敏电阻器与普通电阻器不同，它是根据半导体材料的非线性特性制成的。 图1-22是压敏电阻器外形，其内部结构如图1-23所示。 普通电阻器遵守欧姆定律，而压敏电阻器的电压与电流则呈特殊的非线性关系。当压敏电阻器
两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大。当其两端电压低于标称额定电压时，压敏电阻器又能恢复为高阻状态。当压敏电阻器两端电压超过其最大限制电压时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。 2．压敏电阻器的作用与应用压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其它电子产品中，起过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用。 图1-24是压敏电阻器的典型应用电路。 （三）压敏电阻器的主要参数 压敏电阻器的主要参数有标称电压、电压比、最大控制电压、残压比、通流容量、漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静态电容等。 1．压敏电压： MYG05K规定通过的电流为0.1mA，MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K 标称电压是指通过1mA直流电流时，压敏电阻器两端的电压值。 2．最大允许电压（最大限制电压）：此电压分交流和直流两种情况，如为交流，则指的是该压敏电阻所允许加的交流电压的有效值，以ACrms表示，所以在该交流电压有效值作用下应该选
重点高中生物必修三第三章第一节植物生长素的发现教案
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植物生长素的发现 一、教学目标 1.知识目标 （1）直到生长素的发现过程。 （2）领会生长素发现过程中相关的实验现象和结论。 2.能力目标 （1）通过探究实验的参与，培养学生动手能力，提高实验技能。 （2）通过教学使学生能初步运用所学知识进行分析的问题：通过对生长素的生理作用及特点的理解，灵活地应用于生活实际，解决生产实践中的问题。 （3）培养学生学会透过生命现象把握生命本质，运用生长素作用原理分析解决农业生产实际问题的能力。 （4）通过学生查阅有关资料，培养学生收集、处理资料和信息的能力以及知识的迁移和重组能力。 3.情感、态度及价值观目标 通过探究性学习活动，培养学生执著的探索精神，实事求是的科学态度、严谨的科研作风、团结协作的精神，提高学生的科学素质。 二、教学重点难点 重点： 生长素发现、向光性的原因。 难点： 1.生长素的产生、运输和分布。 2.科学实验设计的严谨性分析。 三、课时安排 1课时。 四、教学过程 导入新课 师：同学们好！首先，先告诉大家一个不幸的消息，前些天我们社区发生了一起跳楼事件。 生：是什么？
师：据家属说是有一盆盆栽自己掉下了楼，没有任何人触碰。大家想，植物好好的为什么会直接掉下楼去呢？这个问题相信大家都还比较难回答，现在老师给大家一点点提示——植物生长素。至于什么是生长素，怎么发现的生长素，便是我们这一节课将要研究的问题。 板书：植物生长素的发现及其作用 推进新课 师：观察下列现象，说明问题。 课件展示： ①放在窗台上的花盆中的植物，朝向光照的地方生长； ②向日葵幼嫩的花盘会随着太阳转； ③玉米胚芽鞘会弯向单侧光方向生长； ④向日葵、玉米胚芽鞘受到均匀光照时的生长状况。 师：看了这些资料，大家对“跳楼事件”肯定会有一定的看法了，先把这件事情放在一边，老师先问大家一个问题，就是从这几个资料中，大家可以找到什么共同点？ 生：植物体会弯向光源方向生长。 师：那么，为什么植物会向光生长呢？谁给的刺激呢？ 生：光照。 师：方向怎样？ 生：单侧光照下，才表现向光弯曲生长现象。 师：对，非常好，在生物学中我们把这种植物向光源方向生长的现象叫做植物的向光性。那么，同学们还知不知道其他类似的现象呢？大家先看这么一个资料。 课件展示： 展示植物根的向地性。 生：植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动叫向性运动。 师：体验下列现象是否是向性运动？找学生代表从不同方向刺激含羞草叶片，叶片闭合。请同学们思考回答：含羞草叶片受到刺激，产生闭合现象，是否是向性运动？为什么？ 生：不是，因为不管从什么方向刺激，都引起闭合。不是单一方向刺激引起的定向运动。 师：答得好。 师：请同学们讨论植物还有哪些向性运动的例子？学生讨论，老师简单总结：向性运动：单一，定向。 师：同学们了解清楚了向性运动，下面我们来探讨植物为什么会产生向性运动？
植物生长素的作用机理 陶喜斌 2014310218 种子科学与工程
摘要；经过多位科学家的研究，发现了与植物生长有关的重要激素——生长素。生长素在植物芽的生长，根的生长，果实的生长，种子休眠等方面有重要作用。那么，生长素是如何发挥这这些作用? 1;什么是生长素 生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，英文简称IAA，国际通用，是吲哚乙酸(IAA；。4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究~后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质，能够控制胚芽生长。1934年， 凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为吲哚乙酸，因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。 2;植物生长素的生理作用 生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长，高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡，这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。 在细胞水平上，生长素可刺激形成层细胞分裂~刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长~促进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。 在器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制~当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性~当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性~吲哚乙酸造成顶端 优势~延缓叶片衰老~施于叶片的生长素抑制脱落，而施于离层近轴端的生长素促进脱落~生长素促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟。 生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长，特别是细胞的伸长。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端，但弯曲的部位是在尖端的下面一段，这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长，是对生长素最敏感的时期，所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是；生长素能够改变植物体内的营养物质分配，在生长素分布较丰富的部分，得到的营养物质就多，形成分配中心。生长素能够诱 导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后，番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心，叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中，子房就发育了。 生长素在植物体作用很多，具体有；1.顶端优势 2.细胞核分裂、细胞纵向伸长、细胞横向伸长3.叶片扩大4.插枝发根5.愈伤组织6.抑制块根7.气孔开放8.延长休眠9.抗寒 3;生长素的作用机理 3.1生长素作用机理的解释 激素作用的机理有各种解释，可以归纳为二； 一、是认为激素作用于核酸代谢，可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化，形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶；，进而影响细胞内的新陈代谢，引起生长发育的变化。 二、则认为激素作用于细胞膜，即质膜首先受激素的影响，发生一系列膜结构与功能的变化，使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应
压敏电阻原理概述 本文就氧化锌压敏电阻的原理、特性、正确选用等问题进行简介，并提供一些应用电路实例供各位参考。 ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件，在正常电压条件下，这相当于一只小电容器，而当电路出现过电压时，它的内阻急剧下降并迅速导通，其工作电流增加几个数量级，从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏，它的伏安特性是对称的，如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的，它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率却很高，相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒，这就是一压敏电阻单元，每个单元击穿电压大约为 3.5V，如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多，其击穿电压就超高，基片的横截面积越大，其通流容量也越大。压敏电阻在工作时，每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量，而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率，这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端，如图(2)所示 压敏电阻的Zv与电路总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）构成分压器，因此压敏电阻的限制电压为V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧，甚至小于1Ω。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流，过电压大部分降落在Zs上，而用电器的输入电压比较稳定，因
而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线，两者相交于点Q，即保护工作点，对应的限制电压为V，它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压，它已超过了用电器的耐压值VL，加上压敏电阻后，用电器的工作电压V小于耐压值VL，从而有效地保护了用电器。不同的线路阻抗具有不同的保护特性，从保护效果来看，Zs越大，其保护效果就越好，若Zs=0，即电路阻抗为零，压敏电阻就不起保护作用了。图(4)所描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系。
学号：201140600113 纳米氧化锌的制备方法综述 姓名：范丽娜 学号： 201140600113 年级： 2011级 院系：应用化学系 专业：化学类
纳米氧化锌的制备方法综述 姓名：范丽娜学号： 201140600113 内容摘要:介绍了纳米氧化锌的应用前景及国内外的研究现状,对制 备纳米氧化锌的化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法、 化学气相法的基本原理、影响因素、产物粒径大小,操作过程等进行 了详细的分析讨论;提出了每种创造工艺的优缺点,指出其未来的研 究方向是生产具有新性能、粒径更小、大小均一、形貌均可调控、生 产成本低廉的纳米氧化锌。同时也有纳米氧化锌应用前景的研究。 Describes the application of zinc oxide prospects and research status, on the preparation of ZnO chemical precipitation, sol-gel method, microemulsion, hydrothermal synthesis method, chemical vapor of the basic principles, factors, product particle size, operating procedure, carried out a detailed analysis and discussion; presents the advantages and disadvantages of each creation process, pointing out its future research direction is the production of new properties, particle size is smaller, uniform size, morphology can be regulated, production cost of zinc oxide. There is also promising research ZnO. 关键字：纳米氧化锌制备方法影响研究展望 正文：纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生 变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效 应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在
生长素的发现 一、单选题 1.选取某种植物生长状况相同的四组枝条进行如图处理，其中甲、乙、丙切去顶芽， 丁保留顶芽．将切下的乙顶芽放回原位置，将切下的丙顶芽放置在琼脂块上一段时间后将琼脂块置于原顶芽位置．四组枝条均给予相同的单侧光照．下列叙述正确的是（） A. 最先发育为侧枝的是侧芽1和4 B. 乙组枝条在单侧光下表现为直立生长 C. 丙组枝条在单侧光下背光侧生长素多于向光侧 D. 若此实验在黑暗中进行，实验现象不变的是甲和丙 解析：A、最先发育成侧枝的是侧芽1，因为无顶芽，侧芽的生长素浓度降低，促进侧芽发育，A错误； B、乙组枝条向光弯曲生长，单侧光引起生长素分布不均，背光一侧多，生长素极性向 下端运输，使背光一侧生长快，植物表现出弯向光源生长，B错误； C、感光部位是顶芽，则单侧光刺激对琼脂块中生长素的分布没有影响，丙植株直立生 长，C错误； D、甲、丙均无尖端，所以生长素的分布与单侧光刺激无关，因而照光和不照光对其实 验结果无影响，D正确． 故选：D． 2.下图所示条件下，一段时间后，燕麦胚芽鞘生长状况一致的是 A. ③④ B. ①③ C. ②④ D. ①④ 解析：①垂直光照，燕麦胚芽鞘直立生长；②燕麦胚芽鞘尖端下部右侧放 上琼脂片，生长素可透过琼脂片，左侧光照，将向左弯曲生长；③燕麦胚 芽鞘尖端放上琼脂块，没有生长素，燕麦胚芽鞘不生长，也不弯曲；④燕 麦胚芽鞘尖端下部放上云母片，生长素无法透过云母片，燕麦胚芽鞘不生 长，也不弯曲。综上所述，A正确，BCD错误。故选A。 3.下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列说法正确的 是
A. 实验一证明胚芽鞘尖端产生了某种刺激 B. 鲍森·詹森的实验二证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部 C. 实验三证明胚芽鞘弯曲生长与光照无关 D. 实验四证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质 解析：A.实验一自变量为尖端是否感光，尖端感光向光弯曲生长，否则直立生长，说明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端，A错误； B.实验二中，无尖端的胚芽鞘不生长，尖端与下部隔断的胚芽鞘可以生长，说明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部，B正确； C.实验三中，尖端产生的刺激在其下部分布不均匀，使得胚芽鞘弯向对侧生长，说明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的，C错误； D.实验四中，可以证明造成胚芽鞘弯曲的原因是尖端产生了一种化学物质在其下部分布不均匀造成的，另外缺少空白对照，D错误。 故选B。 4.如图甲、乙、丙、丁为胚芽鞘的系列实验,下列有关实验现象和分析的叙述不合理的 是 A. 图丙中胚芽鞘Y的生长现象是向光弯曲 B. 图乙琼脂块中生长素的含量左多右少,主要是生长素在胚芽鞘尖端横向运输的结果 C. 图甲中的胚芽鞘向光生长 D. 图丁胚芽鞘向右弯曲,是生长素在其下端分布不均匀的结果 解析：A.实验丙中胚芽鞘Y不生长，原因是生长素只能由植物的形态学上端运输到形态学下端，A错误； B.图乙琼脂块中生长素的含量左多右少，主要是受到单侧光照使生长素横向运输的结果，B正确； C.图甲中的胚芽鞘受到单侧光照，向光生长，C正确； D.图丁胚芽鞘向右弯曲，是生长素在其下端分布不均匀的结果，D正确。 故选A。 5.如下图所示，a、b、c、d四个琼脂块中，a、c含生长素，下列不生长的胚芽鞘是 A. ① B. ② C. ③ D. ④
生长素的作用机理 生长素是发现最早的一类植物激素也是植物五大类激素中的一种．它参与着植物体内很多的生理作用如细胞的伸长生长、形成层的细胞分裂、维管组织的分化、叶片和花的脱落、顶端优势、向性、生根和同化物的运输等。所以研究生长素的作用机理对认识植物生长发育的许多生理过程有着不可估量的意义。 目前对激素作用的机理有各种解释，可以归纳为二：一是认为激素作用于核酸代谢，可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化，形成一些新的mRNA、新的蛋白质（主要是酶），进而影响细胞内的新陈代谢，引起生长发育的变化。另一则认为激素作用于细胞膜，即质膜首先受激素的影响，发生一系列膜结构与功能的变化，使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化，或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。此外，还有人认为激素对核和质膜都有影响；或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质，最后传到核中。 虽然对激素作用机理有不同的解释，但是，无论哪一种解释都认为，激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合，才能产生有效的调节作用。这种物质就是激素的受体。生长素作用于细胞时，首先与受体结合。经过一系列过程，引起细胞壁介质酸化和影响蛋白质合成，最终导致细胞的变化。 1.生长素受体结合蛋白（ABP1） ABP包括位于内质网膜上的ABP-I、可能位于液泡膜上的ABP-∏、位于质膜上ABP -III 以及生长素运输抑制剂 N1-naphthylp- hthalamic acid(NPA)和2，3，5一三碘苯甲酸(TIBA)的结合蛋白4类。 内质网上的ABP1合成后运输到细胞质膜上发挥生长素受体作用。生长素与细胞质膜上的ABP1结合后，钝化的坞蛋白转变为活性状态，并进一步激活质子泵将膜内H+泵到膜外，引起质膜的超极化，胞壁松弛，于是引起细胞的生长反应。内质网上的ABP1可能只是起贮藏库的作用。由于发育或其他信号引起的质膜上ABP1量的改变是通过内质网上的ABP1输出增加或减少调节的。由此可见，ABP1的分布和数量可以调节IAA功能的行使。 研究还发现，各种植物的ABP基因结构相似，编码的前体蛋白都具有主要的功能性结构序列。在氨基末端有一疏水信号序列，利于ABP在内质网膜间的穿透和转移，起信号转导作用；在羧基末端的KDEL四肽结构则使得ABP定位于内质网中的特定区域。研究认为，ABP1是一个同型二聚体糖蛋白，其亚基由163个氨基酸残基组成。如玉米的ABP1由3个组氨酸残基和1个谷氨酸残基组成1个结合部位，内含1个金属阳离子，这个部位极其疏水。在第2和第5位的半胱氨酸残基间还有1个二硫键，当生长素结合到这个部位时，羧酸酯与金属离子结合，而芳香环则与第151位的色氨酸残基等疏水性氨基酸残基结合。对ABP1羧基末端高度保守的氨基酸残基作定点突变时，发现第177位的半胱氨酸残基、第175位的天冬氨酸残基和第176位的谷氨酸残基是ABP1折叠和在质膜上起作用的重要残基，ABP1构象变化引发质膜信号传递。 2.信号转导 生长素信号传导分为两条主要途径：(1)质膜上的生长素结合蛋白(ASP)可能起接收细胞外生长素信号的作用，并将细胞外信号向细胞内传导．从而诱导细胞伸长。2)细胞中存在的细胞液／细胞核可溶性结合蛋白(SABP)与生长素结合，在转录和翻译水平上影响基因表达。生长素要引发细胞内的生化反应和特定基因表
【集成电路(IC)】氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用 【集成电路氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用性能参数】 “压敏电阻是中国大陆的名词，意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变"，或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。 压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素（Zn）和六价元素氧（O）所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾，压敏电阻器是按其用途来命名的，称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。 一、氧化锌压敏电阻器微观结构及特性 氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。它的微观结构如图1所示。氧化锌陶瓷是由氧化锌晶粒及晶界物质组成的，其中氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体，晶界物质中含有大量金属氧化物形成大量界面态，这样每一微观单元是一个背靠背肖特基势垒，整个陶瓷就是由许多背靠背肖特基垫垒串并联的组合体。图2是压敏电阻器的等效电路。
氧化锌压敏电阻器的典型V-I特性曲线如图3所示： 预击穿区：在此区域内，施加于压敏电阻器两端的电压小于其压敏电压，其导电属于热激发电子电导机理。因此，压敏电阻器相当于一个10MΩ以上的绝缘电阻(Rb远大于Rg)，这时通过压敏电阻器的阻性电流仅为微安级，可看作为开路。该区域是电路正常运行时压敏电阻器所处的状态。 击穿区：压敏电阻器两端施加一大于压敏电压的过电压时，其导电属于隧道击穿电子电导机理(Rb与Rg相当)，其伏安特性呈优异的非线性电导特性，即： I=CVα 其中I通过压敏电阻器的电流C与配方和工艺有关的常数 V压敏电阻器两端的电压α为非线性系数，一般大于30 由上式可见，在击穿区，压敏电阻器端电压的微小变化就可引起电流的急剧变化，压敏电阻器正是用这一特性来抑制过电压幅值和吸收或对地释放过电压引起的浪涌能量。 上升区：当过电压很大，使得通过压敏电阻器的电流大于约100A/cm2时，压敏电阻器的伏安特性主要由晶粒电阻的伏安特性来决定。此时压敏电阻器的伏安特性呈线性电导特性，即： I=V/Rg 上升区电流与电压几乎呈线性关系，压敏电阻器在该区域已经劣化，失去了其抑制过电压、吸收或释放浪涌的能量等特性。 根据压敏电阻器的导电机理，其对过电压的响应速度很快，如带引线式和专用电极产品，一般响应时间小于25纳秒。因此只要选择和使用得当，压敏电阻器对线路中出现的瞬态过电压有优良的抑制作用，从而达到保护电路中其它元件免遭过电压破坏的目的。 二、特点 (1) 通流容量大 (2) 限制电压低 (3) 响应速度快 (4) 无续流 (5) 对称的伏安特性(即产品无极性) (6) 电压温度系数低 三、氧化锌压敏电阻器应用及注意事项 1、氧化锌压敏电阻器应用原理 压敏电阻器与被保护的电器设备或元器件并联使用。当电路中出现雷电过电压或瞬态操作过电压Vs时，压敏电阻器和被保护的设备及元器件同时承受Vs，由于压敏电阻器响应速度很快，它以纳秒级时间迅速呈
文章编号:1005-7854(2004)02-0050-03 纳米氧化锌的表面改性 马正先 1,2 ,韩跃新2,印万忠2,王泽红2,袁致涛2,于富家2,马云东 3 (11济南大学,济南250022;21东北大学,沈阳110004;31辽宁工程技术大学,阜新123000) 摘 要:在新开发的纳米氧化锌应用中,大多是将氧化锌直接混入有机物中,而把氧化锌直接添加到 有机物中有相当大的困难,因此必须对纳米氧化锌进行表面改性。以自制纳米氧化锌为原料,采用钛酸酯偶联剂为改性剂对其进行了表面改性处理。试验发现,改性剂用量是影响改性效果的最重要影响因素,且其用量远远超出普通粉体用量,最后找出了最佳改性条件。借助于T EM 、IR 等测试手段,对纳米氧化锌粉体改性前后的变化进行了表征与分析。试验结果表明,最佳改性条件为:改性剂用量为40%,改性时间约为30min 。 关键词:纳米氧化锌;表面改性;红外光谱;钛酸酯偶联剂中图分类号:TB383 文献标识码:A SU RFACE M ODIFICA T ION OF N ANOM ET ER -SIZED ZINC OXIDE MA Zheng -x ian 1,2,HAN Yue -x in 2,YIN Wan -z hong 2,WANG Ze -hong 2, Y UAN Zhi -tao 2,Y U Fu -j ia 2,MA Yun -dong 3 (11Jinan University ,Jinan 250022,China;2.Northeaster n Univer sity ,Shengy ang 110004,China; 31L iaoning Technical University ,Fux in 123000,China) ABSTRAC T:In application of new ly prepared nano -sized zinc ox ide,it is directly added into organic compound mostly,w hich is difficult comparatively.So,it is indispensable that surface modification of nano -sized zinc ox ide is done.The tests on surface modification of sel-f made nano -sized zinc oxide w ere carried out w ith titanate as cou -pling agent.Results indicate that the use level of coupling agent is the most important factor to influence the modification and its dosage is w ell over that needed for common pow der.By m eans of IR and TEM ,unmodified and modified nano -sized zinc oxides are investigated and the optimal modifying conditions are the agent dosage of 40%and modifying time of about 30min. KEY WORDS:Nano -sized zinc ox ide;Surface modification;IR -spectrum ;T itanate coupling agent 收稿日期:2003-09-05 基金项目:国家自然科学基金项目(50374021) 作者简介:马正先,机械学院副教授、博士,主要从事粉体制备 与处理及其设备的研究。 1 引 言 氧化锌的用途十分广泛,主要用于橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化工和陶瓷等工业112。纳米氧化锌因其全新的纳米特性体现出许多新的物理化学性能,使它在众多领域表现出巨大的应用前景。纳米氧化锌除了作为微米级或亚微米级氧化锌的替 代产品外,在抗菌添加剂、防晒剂、催化剂与光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、压电材料、橡胶添加剂等新的应用场合也正在或 即将投入应用12-62。在这些应用过程中,大多是与有机物相混的,而氧化锌作为无机物直接添加到有机物中有相当大的困难:1颗粒表面能高,处于热力学非稳定状态,极易聚集成团,从而影响了纳米颗粒的实际应用效果;o氧化锌表面亲水疏油,呈强极性,在有机介质中难于均匀分散,与基料之间没有结合力,易造成界面缺陷,导致材料性能下降。所以,必须对纳米氧化锌进行表面改性,以消除表面高能 第13卷 第2期2004年6月 矿 冶M INING &M ET ALLURGY Vol.13,No.2 June 2004
生长素的生理作用教材分析 要点提炼 一、生长素的生理作用 1.两重性 生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素相似，它不直接参与细胞代谢，而是给 细胞传递一种调节代谢的信息，即促进细胞的伸长。研究发现，对于同一器官而言，生长素 对其作用具有两重性，即低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。浓度的高、 低是以生长素最适浓度为界划分的，低于最适浓度为“低浓度”，高于最适浓度为“高浓度”。 在低浓度范围内，浓度越高促进生长的效果越明显；高浓度范围内浓度越高，促进效果越差， 甚至抑制生长。由于不同的器官其生长素的最适浓度不同，所以同一浓度的生长素作用于不 同器官，其生长素的最适浓度不同。如10－6mol/L时，对茎有促进作用，对芽和根则起抑制 作用。所以生长素发挥作用因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类不同而有较大差异。一 般情况下，生长素浓度低时促进生长，浓度过高时则会抑制生长，甚至杀死植物。幼嫩的细 胞对生长素敏感，老细胞则比较迟钝。生长素的作用表现出两重 性：既能促进生长，又能抑制生长；既能促进发芽，又能抑制发芽；既能防止落花落果，又 能疏花疏果。 2.顶端优势 （1）观察猜想——顶端优势的原因 很早以前，人们注意到很多植物的顶芽生长很快，越接近顶芽的侧芽发育越慢，远离顶 芽的侧芽发育成侧枝，甚至使整个植物体呈现“塔”形,科学家就把这种顶芽优先生长，侧芽 生长受抑制的现象，称为顶端优势。是什么原因导致顶端优势呢？一位科学家做过一个小实 验：取各种情况基本相同的蚕豆苗，随机分成三组，第一组不作处理，第二组去除顶芽，在 切口处放一富含生长素的琼脂块，第三组去除顶芽，切口处放一块不含生长素的琼脂块。请 你猜想一下，各组的实验结果是什么？该实验能说明顶端优势的原因是什么？顶端优势实验结果：第一组蚕豆保持顶端优势；第二组蚕豆保持顶端优势；第三组侧芽发育，顶 端优势解除。 分析：比较第二、三组可以看出侧芽是否发育，顶端优势是否解除，关键取决于是否不 断地向侧芽运输生长素。综合分析以上三组实验可以总结出顶端优势的原因：顶芽产生的生 长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素比较敏感，因 此它的发育受到抑制，植株表现出顶端优势。去掉顶芽后，侧芽附近的生长素来源受阻，浓 度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动加快生长。 （2）顶端优势的应用 在生产实践中，顶端优势有很多应用，如对于棉花，农民会适时摘心（去除顶芽），促进侧枝 发育，使之多开花多结果，提高产量；对于果树，可以适时剪枝，或利用顶端优势，或解除 顶端优势，可以塑造一定的树形，使之更好地进行光合作用，提高水果的产量和品质；对于 想获取木材的树木，在种植时注意保护顶芽，以获得高、直的树干。思维拓展 从分析实验中可以培养多项能力，注意比较各组实验的不同之处，再联系实验结果的不 同，可分析得出结论——顶端优势是由于顶芽合成的生长素不断在侧芽积累的结果。多做类 似训练，有助于提高分析能力、综合能力。 知识拓展： 植物的向重力性 如果我们把任何一种植物的幼苗横放，几小时以后，就可以看到它的茎向上弯曲，而根 向下弯曲生长的现象，这就是向重力性的表现，向重力性是指植物在重力的影响下，保持一
植物生长素的发现 教学目标 知识与技能： （1）知道生长素发现过程 （2）掌握植物向光生长的知识 （3）学会科学的思维方法和研究方法，提高创新能力和实验设计能力 过程与方法： （1）掌握科学研究的流程 （2）引导学生亲身经历观察现象、发现问题、提出假说、设计实验、观察实验结果、得出结论 情感与价值观： （1）理解科学家的认识过程和实验方法，培养科学精神 （2）提高学生科学素质，树立严谨认真的科学态度。 教学重点设计实验，对实验结果分析，得出结论 教学难点引导学生设计、分析实验 教学方法教师的“过程式”教学和学生的探究性学习相结合 教学过程： 一、导课： 生物最基本的特征是新陈代谢，生物体随时都在进行着复杂的生命活动，这些活动能够顺利进行，又能对外界刺激变化做出非常精确的反应：向日葵的幼茎随着太阳转动，植物的幼苗破土而出，秋天的树叶随风飘落。这些都依靠生物体自身的调节作用。那么植物生命活动调节的奥秘是什么？ （关于植物激素的发现和研究，最早的是生长素） 二、简介：（多媒体）在植物生长素发现过程中作出重大贡献的科学家 1880 达尔文（英国） 1910 詹森（丹麦） 1914 拜尔
1928 温特（荷兰） 1934 郭葛（荷兰） 讲述科学家的生平简介和研究成果。 从1880年至1954年，前后经过五十四年的研究，最终发现了生长素。一项科学发明、科学发现需要几年、几十年乃至几代人的艰辛努力，这就需要我们不仅理解科学家的科学方法、实验过程，理解科学家的逻辑思维特点。更要有科学家的探索精神，有持之以恒、坚忍不拔的毅力 现在，让我们一起来探索！ 三、实验教学流程： 科学家做了大量实验，从其中经典的实验设计，可以看出科学思维的巧妙性。 （多媒体）生长素的发现 实验关键步骤 向光性现象——向光性研究——感光部位研究——研究性实验设计实验一观察在黑暗、单侧光下胚芽鞘的生长情况 1、（多媒体）呈现Flash动画： a、大小和形态相同的两个暗室 b、暗室内有大小和形态相同的完整胚芽鞘 c、暗室壁上有大小、形态和位置相同的两个孔 2、教师对实验关键点讲解并设问： 将两孔一个打开，另一个关闭，给以单侧光照射，请大家预测可能发 生的现象。 学生小组讨论发表见解 3、观察现象：小孔打开的暗室中，胚芽鞘发生了弯向光源生长的现象。 小孔关闭的暗室中，胚芽鞘直立生长。 验证推测，引起植物朝向光源生长的外界刺激是单侧光 4、结果分析：胚芽鞘具有向光生长的特性 （讲解）上述实验中用了研究问题的常用方法——对照实验，对照实验通常只能有一个变量，如果实验结果不同，就说明是由这一变量引起（学生分析）实验装置中的单一变量：单侧光