PZT－95／5压电陶瓷的冲击波活化改性研究

研究了冲击波对ＰＺＴ－９５／５压电陶瓷的活化改性作用，对ＰＺＴ－９５／５粉末及块状材料进行动态冲击波加载。实验表明：在合适的条件下，冲击波作用可提高样品的密度ρ，压电应变常数ｄ３３，介电常数ε，降低介电耗损系数ｔｇδ％。通过对样品进行Ｘ射线衍射，扫描电镜ＳＥＭ、透射电镜ＴＥＭ和Ｘ射线光电子能谱ＸＰＳ等微观测试分析，揭示了冲击波改性的机理主要是：晶粒细化，晶界破坏，孔隙增多，缺陷增多，相变产生等，从而达到对样品改性的作用     

聚偏氟乙烯在动载荷作用下压电特性的研究

 本文利用爆炸激波管研究了聚偏氟乙烯（PVF₂）在0.01至1 MPa的冲击波作用下的压电特性。实验发现，大约在0.25 MPa附近，压电灵敏度出现急剧下降，然后很快趋于稳定。本文还利用X射线衍射仪观察了冲击载荷下PVF₂的晶型变化，X射线衍射结果表明，PVF₂在3~4 MPa的冲击波几十次反复作用下晶型不发生明显改变。     

冲击加载下PZT-95/5陶瓷铁电－反铁电相变实验研究

 用石英计测量了PZT-95/5陶瓷在冲击波作用下发生铁电－反铁电一级相变时产生的双波结构，相变起始压力约为0.5 GPa。对不同状态下的PZT-95/5陶瓷材料进行了扫描电镜电畴分析，结果表明，在该压力区域陶瓷发生了铁电－反铁电相变。     

利用平面装置冲击合成PZT 95/5粉体的研究

 利用平面冲击波加载装置，以Pb₃O₄、ZrO₂和TiO₂为原料，Nb₂O₅为掺杂剂，合成了粒度均匀的亚微米级PZT 95/5粉体。实验通过改变飞片的厚度来调节其击靶速度，从而获得不同的冲击条件，并且实验的冲击条件均达到了PZT 95/5的合成要求。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分析表明，冲击合成后的样品存在明显的晶粒细化效应，同时产生了严重的晶格畸变和大量的晶格缺陷。     

PZT-95／5陶瓷晶粒度对冲击波作用下击穿电压的影响

Zr：Ti比为95：5的PZT陶瓷(简称PZT-95／5陶瓷)在冲击波作用下由铁电相转变成反铁电相去极化产生脉冲电流，可以作为脉冲电源发生器。这种电源基于PZT陶瓷在冲击波作用下去极化释放出束缚电荷而工作的，只有在冲击波作用下其内部不发生电击穿的条件下，才能在外电路形成电能输出，因此，PZT-95／5陶瓷在冲击波作用下的电击穿问题在其中起着非常关键的作用。     

PZT95/5粉体的冲击合成反应机理初探

 采用柱面冲击波回收装置，通过炸药爆轰产生的冲击波作用于Pb₄O₃、ZrO₂和TiO₂混合物粉体以合成PZT95/5粉体。通过对回收粉体进行的X射线衍射（XRD）分析，并结合冲击波理论，从实验和理论两个方面探讨了PZT粉体的合成机理和过程。结果表明，PZT的合成反应与Pb₃O₄的分解反应几乎同时进行，由于冲击波的特殊性，系统的温度和压力能同时满足Pb₃O₄分解和PZT合成的反应热力学条件，由Pb₃O₄分解的PbO一旦形成，就立刻与ZrO₂、TiO₂等氧化物反应生成PZT；冲击波合成PZT粉体属于特殊的固相反应，物质的扩散速度和反应速度大大提高。     

BaCO3和TiO2粉末混合物冲击压缩性和BaTiO3冲击合成的实验研究

 利用高能炸药爆轰驱动冲击波、狭缝扫描闪光隙高速照相技术和阻抗匹配解原理，在10~100 GPa压力范围内，测量了BaCO₃和TiO₂粉末混合物的冲击绝热数据。同时，利用轴对称柱面和平面爆轰装置，进行了该混合物样品的冲击后回收实验和回收样品的X射线衍射分析，考察BaTiO₃的冲击合成。测量出的冲击绝热数据，以冲击波压力和比容平面上的结果为例，在约30和45 GPa两个压力值时，比容发生明显跃变。冲击绝热数据与回收样品X射线衍射分析结果相结合，判断出，这两个跃变分别对应于TiO₂从锐钛矿相转变到高压β-TiO₂相，BaCO₃与TiO₂开始急剧化学反应合成出BaTiO₃并放出CO₂。此外，在压力为10 GPa左右作回收实验，其回收样品的X射线衍射分析表明TiO₂由锐钛矿相完全转变为金红石相。     

冲击波压缩PZT-95/5铁电陶瓷的电介质击穿

 应用冲击波加载技术，在垂直加载的条件下，研究了PZT-95/5铁电功能陶瓷的电击穿。通过实验和数值模拟，得到了冲击波加载下的动态击穿特征参数，讨论了其击穿机理。     

高压对纳米ZnO和ZnO/SnO2复合材料的结构和发光性能的影响

 利用溶胶-凝胶法制备出了纳米晶ZnO与含有3%摩尔分数SnO₂的ZnO/SnO₂复合材料，在六面顶压机上对制备出的两种样品进行了室温下、6GPa的高压处理。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和光致荧光谱（PL）等方法，对高压处理前后样品的结构和发光性质进行了表征。结果表明：高压处理后回收到的纳米晶ZnO和ZnO/SnO₂复合材料的平均粒径分别减小5.9%和26.3%；高压处理后ZnO和ZnO/SnO₂复合材料光致发光谱的发光带强度都有所降低，但ZnO/SnO₂复合材料发光带强度降低幅度比纯ZnO小，对产生这些现象的原因进行了讨论。     

静高压下Al-Mn准晶形成及其结构稳定性的研究

 静高压（4.5 GPa）下Al₆Mn合金熔态淬火（冷却速度约为10² ℃/s），得到Al₆Mn合金的高压淬火样品。X射线分析表明：Al₆Mn合金的高压淬火样品中含有准晶二十面体相、Al₆Mn相及Al的面心立方相；与常压结果相比，高压淬火方法的冷却速率可比常压的低约3个数量级的条件下产生准晶二十面体相。其晶化温度与急冷甩带的相近。对静高压（2.5 GPa）下Al₆Mn准晶条带样品的晶化过程进行了研究。X射线分析表明：静高压下Al₆Mn准晶条带样品的晶化过程中，出现了一种新的未知亚稳相——准晶向晶体转化中的一种中间过渡态，具有类T相形式；与常压结果比较，高压下准晶相晶化温度提高。     

Giant Static Dielectric Constant of Strained PbTiO3

First-principles density functional perturbation calculations are employed to study the dielectric and piezoelectric properties of strained tetragonal PbTiO3. Lattice distortion, static dielectric constant, Born effective charge, zone-centre phonons, and piezoelectric constant are obtained. For the strained tetragonal PbTiO3, we obtain a giant static dielectric constant （3600） under a strain 0. 77%. Moreover, the calculated piezoelectric constant e15 of strained PbTiO3 reaches about 203 C/m^2 which is about 20 times of that of unstrained system. The giant static dielectric constant is mainly due to the softening of the lowest-frequency phonon mode and the reduce of Ti-O bond length. This work demonstrates a route to a giant static dielectrics for electrically microwave and other devices.     

Preparation and dielectric study of high-quality PLZT x/65/35 (x = 6,7,8) ferroelectric ceramics

Ferroelectric ceramics are an important class of solid-state materials as they exhibit a wide range of applications. Various compositions of the ferroelectric ceramic (Pb,La)(Zr,Ti)O₃ (known as PLZT) were prepared and their dielectric properties were studied. It is difficult to prepare phase-pure PLZT compounds by the direct solid-state reaction method. Its preparation required the use of a special 'covering method' adopted to facilitate phase formation using the solid-state reaction method. High-quality PLZT samples of different compositions (x/65/35, x=6,7,8) prepared using the 'covering method' without adding any excess PbO (to avoid PbO loss) resulted in single-phase formation. The 8/65/35 composition has yielded a dielectric constant of 11273 at T_C, which is in good agreement with the literature value [1, 2]. Also, as the lanthanum content x was varied from 6 to 8 mole %, T_C decreased and the low-frequency (1 kHz) room-temperature dielectric constant value increased. The present publication gives a detailed account of the evolution of the phase-pure PLZT compositions and their physical properties.     

JB-9001钝感炸药冲击Hugoniot关系测试

 利用“压力对比法”实验技术，通过锰铜压力计测试待测炸药样品和LY12铝样品在LY12铝飞片的同时撞击下的界面压力p_exp和p_Al，从冲击波关系式和正交回归直线拟合分析，确定了JB-9001钝感炸药的冲击Hugoniot关系。     

Improvement in Dielectric Tunability of Ba0.6Sr0.4TiO4-Mg2TiO4 Composite Ceramics via Heterogeneous Nucleation Processing

Dielectric tunable composite ceramics Ba0.6Sr0.4 TiO4-Mg2 TiO4 （BST-MT） are prepared with a heterogeneous nucleation sol-gel approach. The Mg2 TiO4 powders are synthesized by the conventionM solid-state reaction method. The micro-sized MT powders with dispersant Ciba-4010 are introduced into Ba-Sr-Ti sol to obtain uniform and homogeneous mixture compounds with nano-sized BST particles synthesized via heterogeneous nucleation （HN） in the sol-gel process. Thus, the mierostructural and dielectric properties can be tailored. The dielectric constants of BST-MT composite ceramics can be adjusted in a larg＇e range from 294 to 1790, and the dielectric tunability can be adjusted from 29.4% to 37.0% with different MT contents from 60wt% to 20wt%. Compared to the samples prepared by the conventional solid-state （SS） process, the BST-MT composite ceramics by the heterogeneous nucleation sol-gel process exhibit a more uniform microstructure, and improve dielectric properties.     

CHF3 Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma by Optical Emission Spectroscopy

We investigate the intermediate gas phase in the CHFs 13.56 MHz/2 MHz dual-frequency capacitively couple plasma （CCP） for the SiCOH low dielectric constant （low-k） film etching, and the effect of 2MHz power on radicals concentration. The major dissociation reactions of CHF3 in 13.56MHz CCP are the low dissociation bond energy reactions, which lead to the low F and high CF2 concentrations. The addition of 2MHz power can raise the probability of high dissociation bond energy reactions and lead to the increase of F concentration while keeping the CF2 concentration almost a constant, which is of advantage to the SiCOH low-k films etching. The radical spatial uniformity is dependent on the power coupling of two sources. The increase of 2 MHz power leads to a poor uniformity, however, the uniformity can be improved by increasing 13.56 MHz power.     

Fe78B13Si9、(Fe0.99Mo0.01)78B13Si9非晶合金的激波晶化实验研究

 研究了Fe₇₈B₁₃Si₉、(Fe_0.99Mo_0.01)₇₈B₁₃Si₉非晶合金的激波晶化行为。激波是由氢-氧爆炸产生的。实验结果表明：激波能使非晶合金在微秒时间内晶化,晶化主相为α-Fe基固溶体,次晶化相为Fe₃Si,且观察到α-Fe基因溶体晶格常数变小。用DTA分析进一步证实：激波晶化是比较完全的,晶化相相当稳定。     

高岭石的高温高压相图及其地学意义

 用阻抗匹配法和PZT压电探针技术,在100 GPa的冲击压力范围内测量了初始密度分别为1.375 g/cm³和2.001 g/cm³两种孔隙度叙永石样品的Hugoniot状态方程。根据其p_H-ρ_H线所给出的高温高压相变点,用Grüneisen状态方程计算其相变点压力所对应的温度,并结合常压下受热相变的温度值,建立了“高岭石/Al₂O₃+SiO₂+H₂O”的温度-压力相平衡图。通过该相图与线性地热线的交点推断：高岭石至少可在上地幔50 km深处作为一种含水（OH^-）矿物而稳定存在;或在俯冲板块中至少于133 km深处作为一种含水（OH^-）泥质沉积物的过渡相而存在。     

顽火辉石(Mg0.92,Fe0.08)SiO3的冲击相变和高压状态方程及其地球物理意义

 用阻抗匹配法和电探针技术在48~140 GPa冲击压力范围内对化学组分为(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃、初始密度为3.06 g/cm³的天然顽火辉石进行了冲击压缩实验。根据本工作13发实验数据，结合McQueen等人的数据可以看出，(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃顽火辉石在冲击压缩过程中，大约经历三个明显区域：低压相区，压力范围为0~40 GPa；混合相区，压力范围为40～67 GPa；高压相区，压力范围为68～140 GPa。在低压相区，D-u关系已由McQueen给出；而在高压相区（68～140 GPa），可由本实验数据得到。由叠加原理计算得到的混合物(Mg_0.92, Fe_0.08)O(Mw)+SiO₂(St)的D-u关系及p-ρ关系曲线明显偏离了实验数据的拟合曲线，从而排除了在高达140 GPa冲击压力下，钙钛矿结构的(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃发生向氧化物化学分解相变的可能性。对高压相区的实验数据进行拟合，可以得到(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃钙钛矿的Grüneisen参数γ。通过三阶Birch-Murnaghan有限应变状态方程，由冲击波实验数据得到了零压等熵体积模量K_0S=259.6(9) GPa及其对压力的一阶偏导数K′_0S=4.20(5)，其ρ₀=4.19 g/cm³。(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃钙钛矿冲击压缩下的密度数据与PREM密度剖面吻合很好，支持钙钛矿为主要成分的下地幔模型。     

下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的相稳定性——对冲击回收样品的微观分析

 在60~110 GPa冲击压力（估算温度为2 300~4 800 K）范围内进行了5发原始样品为(Mg_0.92,Fe_0.08)SiO₃顽火辉石的冲击压缩回收实验，对回收样品进行的X射线衍射（XRD）和红外吸收光谱（IR）分析结果表明：（1）回收样品的主相均是单链状结构硅酸盐，而非钙钛矿结构；（2）回收样品中均未观察到氧化物SiO₂和(Mg_0.92,Fe_0.08)O的XRD 和IR特征谱线；（3）回收样品的XRD、IR特征谱线变得简略，并发现了与原始样品有某些不同的特征谱线，随冲击压力增加，这种变化趋于明显；（4） 通过对比冲击压力在85 GPa以下和97 GPa以上回收样品的XRD、IR特征谱线，没有观察到明显的新谱线特征出现。结合先前的冲击Hugoniot状态方程实验数据分析，可以认为：在冲击压缩过程中样品处于钙钛矿结构，在冲击卸载过程中样品发生了由钙钛矿结构向单链状结构的逆转相变；特别是，在实验的温度压力范围内，不可能发生由(Mg_0.92,Fe_0.08)SiO₃向SiO₂和(Mg_0.92,Fe_0.08)O的化学分解相变，顽火辉石的高压相——钙钛矿结构是稳定的。回收样品和原始样品的谱线差异可能对应于高压加载或卸载过程引起的某种晶格畸变，而高压加载导致钙钛矿型顽火辉石晶格畸变的可能性更大。这一结果将对下地幔矿物学模型的建立和下地幔地震波探测结果的解释提供基础物理依据。