0.2wt% Bi2O3、CuO、B2O3对5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的性能影响

采用传统的固相反应法,研究了三种烧结助剂Bi2O3、CuO、B2O3对5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。实验结果表明,掺入0.2wt%的Bi2O3、CuO、B2O3产生了液相,有效地降低了体系的烧结温度。Bi2O3和CuO的加入没有改变烧结体的微观形貌,它们介电常数和品质因数随烧结温度的变化趋势和体积密度趋于一致,均在体积密度最大时最高。当温度大于1300℃时,加入0.2wt%B2O3试样有柱状晶体生成,并随着烧结温度的升高而增多,柱状晶体的存在可能促使Q×f值较大的提高,当烧结温度过高时(1350℃),由于柱状晶体过多使得烧结体不均匀导致Q×f值下降。Bi2O3、CuO、B2O3的加入没有改变烧结体的晶相组成,因此所有烧结体均有近零的温度系数。结果表明,加入0.2wt%B2O3的5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3在1325℃烧结温度具有最佳的介电性能:εr=54.87,Q×f=55 726 GHz,τf=-0.6 ppm/℃。     

硼酸对BaAl2Si2O8陶瓷相转变和微波介电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备BaAl2Si2O8(BAS)基微波介质陶瓷。研究添加H3BO3对BaAl2Si2O8基微波介质陶瓷的烧结特性、相转变、微波介电性能以及微观结构的影响。结果表明,H3BO3可以将BAS陶瓷烧结温度降低200℃左右,可以有效促进六方钡长石向单斜钡长石转变。当H3BO3添加量为10mol%时,具有最佳的综合微波介电性能,εr=6.3,Q×f=14700 GHz。H3BO3添加量为30mol%时,τf值最接近零值,为-13 ppm/℃。     

AD95陶瓷的层裂强度及冲击压缩损伤机理研究

采用激光位移干涉测试技术测量了AD95 陶瓷在一维应变冲击压缩下的自由面或样品/窗口界面粒子速度剖面, 确定了层裂强度及其与加载应力的变化关系, 在此基础上讨论了冲击压缩损伤程度与加载应力的关系. 研究结果表明: AD95陶瓷发生冲击压缩损伤的阈值应力约为3.7 GPa, 小于其雨贡纽弹性极限(HEL, 约5.47 GPa); 小于阈值应力不发生冲击压缩损伤, 层裂强度随加载应力的增加逐渐增大; 大于阈值应力冲击压缩损伤快速发展, 层裂强度迅速降低; 在HEL附近层裂强度降低到零, 丧失了抗拉能力, 表明材料发生了严重的冲击压缩损伤.     

Mn4+掺杂对BiFeO3陶瓷微观结构和电学性能的影响研究

利用传统的固相反应法制备了BiFe_1-xMn_xO₃ (x= 0-0.20)陶瓷样品, 研究了不同Mn⁴⁺掺杂量对BiFeO₃陶瓷密度、物相结构、显微形貌、 介电性能和铁电性能的影响.实验结果表明:所制备的BiFe_1-xMn_xO₃ 陶瓷样品的钙钛矿主相均已形成,具有良好的晶体结构, 且在掺杂量x=0.05附近开始出现结构相变.随着Mn⁴⁺添加量的增加, 体系的相结构有从菱方钙钛矿向斜方转变的趋势,且样品电容率大幅度增大, 而介电损耗也略有增加;在测试频率为10⁴ Hz条件下, BiFe_0.85Mn_0.15O₃ (ε_r=1065)的 ε_r是纯BiFeO₃ (ε_r=50.6)的22倍; 掺杂后样品的铁电极化性能均有不同程度的提高,可能是由于Mn⁴⁺稳定性优于 Fe³⁺,高价位Mn⁴⁺进行B位替代改性BiFeO₃陶瓷, 能减少Bi³⁺挥发,抑制Fe³⁺价态波动,从而降低氧空位浓度,减小样品的电导和漏电流.     

基于虚拟仪器的压电陶瓷驱动技术研究

针对压电陶瓷驱动器的非线性应变,以压电陶瓷微位移驱动原理为基础,分析了扫频激光器腔长控制原理;在硬件时钟的定时下,分析了压电陶瓷的驱动特性,并通过调整驱动信号的步长电压来调节压电陶瓷的非线性。设计了基于虚拟仪器的控制系统,并对线性化方法进行了原理分析和实验。实验结果表明,该测量系统可以使压电陶瓷在其伸长范围内线性地伸长。     

Tunable Ba0.5Sr0.5TiO3 film bulk acoustic resonators using SiO2/Mo Bragg reflectors

Tunable and switchable Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 film bulk acoustic resonators（FBARs） based on SiO 2 /Mo Bragg reflectors are explored,which can withstand high temperature for the deposition of Ba x Sr 1 x TiO 3（BST） films at 800 C.The dc bias-dependent resonance may be attributed to the piezoelectricity of the BST film induced by an electrostrictive effect.The series resonant frequency is strongly dc bias-dependent and shifts downwards with dc bias increasing,while the parallel resonant frequency is only weakly dc bias-dependent and slightly shifts upwards at low dc bias（ 45 V） while downwards at higher dc bias.The calculated relative tunability of shifts at series resonance frequency is around 2.3% and the electromechanical coupling coefficient is up to approximately 8.09% at 60-V dc bias,which can be comparable to AlN FBARs.This suggests that a high-quality tunable BST FBAR device can be achieved through the use of molybdenum（Mo） as the high acoustic impedance layer in a Bragg reflector,which not only provides excellent acoustic isolation from the substrate,but also improves the crystallinity of BST films withstanding higher deposition temperature.     

The effect of intragranular microstress in A1203-SiC nanocomposites

A theoretical model is established to investigate the intragranular particle residual stress in A1203-SiC nanocom-posites. Using this model, we calculate the average compressive stress on the A1203 grain boundary （GB） and the average tensile stress within A1203 grains caused by SiC nanoparticles. The normal compressive stress strengthens the GB, and the average tensile stress weakens the grains. The model gives a reasonable interpretation of the strength changes of A1203-SiC nanocomposites with the number of SiC particles.     

The doping effects of BiFe1-xCoxO3 （x=0.0-0.8） in layered perovskite BiaTi3O12 ceramics

BisFe1-xCoxTi3O15 （x=0.0, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, and 0.8） multiferroic ceramics are synthesized in two steps using the solid state reaction technique. X-ray diffraction patterns show that the samples have four-layer Aurivillius phases. At room temperature （RT）, the samples each present a remarkable coexistence of ferromagnetism （FM） and ferroelectricity （FE）. The remnant polarization （2Pr） reaches its greatest value of 14 gC/cm2 at x = 0.6. Remnant magnetization （2Mr） first increases and then decreases, and the greatest 2Mr is 7.8 menu/g when x = 0.5. The magnetic properties for x = 0.4 are similar to those for x = 0.6, indicating that the magnetic properties originate mainly from the coupling between Fe3＋ and Co3＋ ions, rather than from their own magnetic moments.     

杭州老虎洞窑古陶瓷成分的化学计量学研究

用支持向量机算法研究了与杭州老虎洞古陶瓷有关的两个断源、断代问题。作为化学计量学的～种新型分类算法,支持向量机在小样本问题上表现出良好的泛化能力,与特征选择方法结合,可以有效处理样本少,特征多的问题。本研究综合利用支持向量机、特征选择算法和其它化学计量学算法研究了杭州凤凰山麓万松岭附近的古窑遗址和“传世哥窑”的断源、断代问题,证明老虎洞窑与郊坛下窑产品截然不同,万松岭附近地面收集瓷片样本是老虎洞窑宋代地层的瓷片滑落所致,而“传世哥窑”样品可能是老虎洞窑元代时的产品。实验表明：支持向量机算法与化学分析相结合可以成为研究古陶瓷断源和断代问题的一种新方法。     

三维层流等离子体射流中陶瓷颗粒的运动与加热

本文对带载气-颗粒侧向喷射的三维层流等离子体长射流中陶瓷颗粒的运动与加热进行了模拟研究,并与忽略载气喷射影响时的结果进行了比较。模拟结果表明,侧向载气喷射所引起的三维效应对颗粒行为有明显影响,陶瓷颗粒在等离子体射流中加热时颗粒内部可能出现相当大的温差,取决于环境参数,陶瓷颗粒表面温度可以高于也可以低于中心温度。