晶粒尺寸对Ba$lt;sub$gt;0.70$lt;/sub$gt;Sr$lt;sub$gt;0.30$lt;/sub$gt;TiO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;陶瓷介电性能的影响规律及机理研究

通过制备晶粒尺寸处于0.1—10 μm之间的致密Ba_0.70Sr_0.30TiO₃陶瓷,系统研究了晶粒尺寸对居里温度T_C、铁电相介电常数ε_F、峰值介电常数ε_M的影响规律,并深入分析了其内在的影响机理.研究表明：晶粒尺寸减小时,T_C刚开始基本不变,直到晶粒尺寸小到一定程度时才开始降低,此变化规律可由Buesseum的内应力模型解释;随晶粒尺寸的增加,ε_F先增加后减小,此变化规律可由Shaikh的串并联模型来解释,主要影响因素有内应力、畴、晶界;ε_M随晶粒尺寸的增加,在晶粒尺寸较小时先增加后减小,晶粒尺寸较大时略有增加,此变化规律可由弥散相变理论和串并联模型共同解释,在晶粒尺寸较小时主要影响因素为内应力、微畴和晶界,晶粒尺寸较大时主要影响因素为晶界. 关键词： 0.70Sr_0.30TiO₃陶瓷')" href="#">Ba_0.70Sr_0.30TiO₃陶瓷 介电常数 居里温度 晶粒尺寸     

衬底温度对ZnO薄膜晶体结构和电学性质的影响研究

由GDARE法在较低温度下,以玻璃为衬底沉积ZnO薄膜,用SEM、AFM、XRD及交流阻抗谱测量等方法研究了衬底温度对薄膜表面形貌、晶体结构以及晶体导电性质的影响.研究结果表明,室温下沉积的薄膜为颗粒致密的非晶相结构,晶界电阻较小.在衬底温度大于50℃时,由GDARE法可沉积出具有一定c轴取向的ZnO薄膜.随衬底温度的升高,薄膜沿c轴择优生长趋势明显增强,内应力减小,晶界效应增强,晶界电阻增大.衬底温度大于100℃后,沿c轴的取向度增强趋势减缓.在衬底温度180～200℃时,可获得高度c轴取向的ZnO超细微粒薄膜,其结晶性能良好,表面光滑,平均粒径30～40nm,晶粒尺寸均匀,晶形规则,沿c轴的内应力很小,取向度达0.965.此时薄膜的晶界效应增强,晶界电阻明显大于室温下沉积的薄膜,而晶粒电阻所占比例很小,总阻抗以晶界电阻为主.同时还讨论了衬底温度对薄膜晶体结构及晶界特性的影响机理.     

透明陶瓷透光性能的影响因素

 研究了影响激光透明陶瓷透光性能的主要因素,讨论了陶瓷内部气孔和杂质颗粒等散射粒子、晶界结构中晶界折射率与晶粒折射率的差异以及晶界表面粗糙度等因素对陶瓷透光性能的影响,并定量分析了激光陶瓷透过率随气孔尺寸、气孔率、晶粒相对晶界折射率以及晶界表面粗糙度的变化关系。结果表明： 陶瓷的透过率随着气孔率的减小而增大,但透过率随气孔尺寸的增大而呈现出周期性振荡,且当气孔尺寸与入射光波长可比拟时,陶瓷的透过率会明显降低;在晶界结构中,晶界的折射率与晶粒的折射率相差越小,陶瓷的透过率就越高;晶界表面粗糙度越大,透过率越低。然而,晶界折射率不同于晶粒折射率,这使得其陶瓷透过率降低的程度比对晶界表面粗糙度的影响明显得多。在陶瓷制备过程中,需要重点排除尺寸与入射波长可比拟的气孔, 以抑制晶界结构中第二相的产生。     

孔隙率及晶粒尺寸对多孔PZT陶瓷介电和压电性能的影响及机理研究

采用添加造孔剂的方法制备多孔锆钛酸铅(PZT)陶瓷，并研究了孔隙率和晶粒尺寸对多孔PZT陶瓷介电和压电性能的影响及机理.研究表明：孔隙率的增加降低了多孔PZT陶瓷的介电常数，提高了静水压优值，并证明在一定条件下孔隙率与介电常数关系可由Okazaki经验公式及Banno模型预测；晶粒尺寸增加，多孔PZT陶瓷的介电常数、压电系数和优值增加，并可用Okazaki空间电荷理论解释晶粒尺寸对试样介电和压电性能的影响.对于添加重量百分数为10%造孔剂的多孔PZT陶瓷，当烧结温度为1300℃时，孔隙率为34%，d关键词： 多孔PZT陶瓷 静水压优值 压电性能 介电性能     

晶粒尺寸及衬底应力对铁电薄膜特性的影响

考虑衬底应力、畴壁运动和畴结构变化, 建立了修正的Landau-Devonshire热力学模型, 计算了生长在不同衬底上的含有纳米晶粒的PbZr_0.4Ti_0.6O₃(PZT)薄膜的电滞回线, 研究了矫顽场、剩余极化强度和相对介电常数对晶粒尺寸以及薄膜厚度的依赖关系. 结果表明, 矫顽场和相对介电常数对晶粒尺寸的依赖关系呈类抛物线状;衬底压应力使矫顽场和剩余极化强度增大, 使相对介电常数减小;随着厚度增加, 矫顽场先缓慢增加, 到200 nm 关键词： 铁电体 晶粒尺寸 衬底应力 薄膜厚度     

Nd_2O_3掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷在太赫兹频段的介电调制作用

报道了通过Nd2O3掺杂实现对Ca Cu3Ti4O12(CCTO)介电陶瓷在太赫兹(THz)波段介电常数和损耗的调制。采用固相反应法制备了Nd2O3掺杂的CCTO样品。结构分析表明Nd离子掺杂不影响陶瓷的主晶相结构;形貌表征显示Nd离子掺杂的CCTO陶瓷晶粒尺寸随掺杂质量百分比增加而呈现先增大后减小的趋势,对晶粒有明显的细化作用;THz测试结果显示CCTO的实介电常数与晶粒尺寸变化趋势相反;介电损耗和晶粒尺寸变化趋势相同。结果表明,通过Nd2O3掺杂调制CCTO晶粒的大小,能够实现对THz波段的介电调制功能。     

纳米复合永磁材料的有效各向异性与矫顽力

研究了纳米Nd2Fe14B/α-Fe复合永磁材料中晶粒交换耦合相互作用对有效各向异性的影响和变化规律.结果表明：晶粒之间的交换耦合作用使材料的有效各向异性Keff随晶粒尺寸的减小而下降、随软磁性相成分的增加而降低. 当晶粒尺寸 减小到4nm时，Keff值减小为其各自通常各向异性常数值的1/3—1/4.有效各向异性的变化特点与矫顽力的变化规律基本相同.纳米复合永磁材料矫顽力的降低主要由于有效各向异性的减小而引起. 关键词： 纳米复合永磁材料 交换耦合相互作用 有效各向异性 矫顽力     

晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制影响的模拟研究

利用分子动力学模拟方法研究了拉伸荷载作用下晶粒尺寸对纳米多晶铁变形机制的影响.研究结果表明杨氏模量随着晶粒尺寸的减小而减小.当晶粒尺寸小于15.50 nm时,纳米多晶铁的峰值应力和晶粒尺寸之间遵循反常的Hall-Petch关系,此时晶粒旋转和晶界迁移是其塑性变形的主要变形机制;随着晶粒尺寸的增大,变形孪晶和位错滑移在其塑性变形过程中逐渐占据主导地位.裂纹的形成是导致大晶粒尺寸模型力学性能降低的主要因素.纳米多晶铁在塑性变形中会出现孪晶界的迁移和退孪晶现象.此外还研究了温度对纳米多晶铁变形机制的影响.     

晶体相场法研究晶粒缩小过程中的位错湮灭与晶界迁移

通过晶体相场法模拟了与基体三种不同取向圆形晶粒在缩小过程中晶界上的位错湮灭机制与晶界迁移机制.研究结果表明:当圆形晶粒和基体的取向差17°时,圆形晶粒和基体形成位错核心重叠的大角晶界,用位错模型难以解释该演化过程,但结果表明圆形晶粒半径的平方与演化时间成线性关系,该关系与弯曲晶界迁移理论相互印证;当取向差为4°时,圆形晶粒和基体形成由分离位错构成的小角晶界,在该晶粒缩小的过程中,位错以径向攀移为主且会发生晶粒转动以调整位错间距,随着位错间距的减小相互靠近的位错发生反应;当取向差为10°时,晶界既有位错核心重叠较小的部分也有由分离位错构成的部分,在晶粒缩小时晶界演化表现为位错径向攀移和切向运动,两种运动的耦合运动使得能相互反应的位错相互靠近并发生反应.     

(Sr,Co,Nb)掺杂SnO2压敏电阻的电学非线性

研究了Sr对新型(Co, Nb)掺杂SnO2压敏材料微观结构和电学性质的影响.当SrCO3的含量从零增加到1.50mol%时,(Co, Nb)掺杂SnO2压敏电阻的击穿电压从240V/mm猛增到1482V/mm.样品的微观结构分析发现, 当SrCO3的含量从零增加到1.50 mol%时, SnO2的晶粒尺寸迅速减小.晶界势垒高度测量揭示,SnO2晶粒尺寸的迅速减小是击穿电压急剧增高的主要原因.对Sr含量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释.掺杂1.50 mol% SrCO3的SnO2压敏电阻非线性系数为21.4,击穿电压高达1482V/mm.