Singular variation property of elastic constants of piezoelectric ceramics shunted to negative capacitance

Piezoelectric shunt damping has been widely used in vibration suppression, sound absorption, noise elimination, etc.In such applications, the variant elastic constants of piezoelectric materials are the essential parameters that determine the performances of the systems, when piezoelectric materials are shunted to normal electrical elements, i.e., resistance,inductance and capacitance, as well as their combinations. In recent years, many researches have demonstrated that the wideband sound absorption or vibration suppression can be realized with piezoelectric materials shunted to negative capacitance. However, most systems using the negative-capacitance shunt circuits show their instabilities in the optimal condition, which are essentially caused by the singular variation properties of elastic constants of piezoelectric materials when shunted to negative capacitance. This paper aims at investigating the effects of negative-capacitance shunt circuits on elastic constants of a piezoelectric ceramic plate through theoretical analyses and experiments, which gives an rational explanation for why negative capacitance shunt circuit is prone to make structure instable. First, the relationships between the elastic constants c_(11), c_(33), c_(55) of the piezoelectric ceramic and the shunt negative capacitance are derived with the piezoelectric constitutive law theoretically. Then, an experimental setup is established to verify the theoretical results through observing the change of elastic constant c_(55) of the shunted piezoelectric plate with the variation of negative capacitance.The experimental results are in good agreement with the theoretical analyses, which reveals that the instability of the shunt damping system is essentially caused by the singular variation property of the elastic constants of piezoelectric material shunted to negative capacitance.     

La3+掺杂Ca1-xLaxCu3Ti4O12陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备了La3+掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,研究了La3+掺杂量对Ca1-xLaxCu3Ti4O12(x=0;,1;,3;,5;,7;)陶瓷物相结构、微观形貌和介电性能影响,对La3+掺杂影响CCTO陶瓷介电性能的机理进行了分析.结果表明:x为3;时,开始出现杂相;x高于5;时,陶瓷晶粒开始细化;La3+掺杂可以显著提高CaCu3Ti4O12陶瓷的介电常数,同时介电损耗在高频段也相应降低,从而有助于CCTO陶瓷的综合介电性能的提升.     

磁光材料Verdet常数贡献性的讨论

Verdet常数是表征材料磁光性能的重要参数,具有波长和温度依赖性.为了更好地分析入射光波长、温度等对Verdet常数的影响机理,从基础理论切入,分析了现有理论的优缺点.结合光的波粒二象性特性,提出了波动跃迁性贡献理论,即法拉第效应是光的波动性作用以及电偶极跃迁作用带来的贡献之和,波动性对偏转角的贡献为正,跃迁性贡献为负.在抗磁性材料中,波动性贡献大于跃迁性贡献,Verdet常数为正;顺磁性材料中,跃迁性贡献远大于波动性贡献,Verdet常数为负.进而分别以典型抗磁性材料重火石玻璃ZF1和顺磁性材料铽镓石榴石为例,并结合相关数据、参数、模型,对理论进行了验证.试验结果表明,在精确描述材料Verdet常数方面,波动跃迁性贡献理论具有一定的优越性.     

撞击诱导硝基甲烷分子第一步分解反应的动力学计算

本文基于分子温度与压强的关系,计算在不同压强下基态和最低三态硝基甲烷的分子温度,对应计算其沿着CN键裂解反应的热化学和动力学参数.发现基态的硝基甲烷沿着CN键的分解反应是吸热反应,不具自发性,反应转换温度为1550.2 K,平衡常数在80-1202 K温度范围内很低.最低三态的硝基甲烷沿着CN键的裂解是放热反应,反应的Gibbs自由能在80-2558.5 K范围内为负,有好的自发性,且反应较为彻底.298.15-2558.5 K温度范围内反应活化能随着温度的升高而改变,使反应速率随着温度的升高而急剧增大.对应硝基甲烷爆压15 GPa,其分子温度为4617.6 K,该温度下三态分子分解反应的反应速率为1.088×10~8cm~3·mol~(-1)·s~(-1).推算硝基甲烷沿着CN键分解反应混合物的终态温度,当混合物为硝基、甲基和基态的硝基甲烷分子时,反应的终温为1611.37 K,等效能为1676.47 cm~(-1).当混合物为硝基、甲基、基态和最低三态的硝基甲烷分子时,反应的终温为1184.79 K,等效能为1232.65 cm~(-1).两种情况下终态等效能都足以维持硝基甲烷分子沿C-N键裂解反应的发生.这个能量也足以导致混合物中的NO_2分解为NO和O,这与实验检测的结论相一致.     

HS+HO2气相反应机理及主通道速率常数的理论研究

采用CCSD(T)/6-311++G(3df, 2pd)//B3LYP/6-311+G(2df, 2p)双水平计算方法构建了HO₂+HS反应体系的单、三重态反应势能面,并对该反应主通道的速率常数进行了研究。研究结果表明,标题反应经历了八条反应通道,其中三重态反应通道R1是标题反应主通道。此通道包含路径Path 1 (R → ³IM1 → ³TS1 → P1(³O₂+H₂S))和Path 1a (R → ³IM1a → ³TS1a → P1(³O₂+H₂S))两条路径。利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)并结合小曲率隧道效应模型(SCT),分别计算了主路径Path 1和Path 1a在200-800 K温度范围内的速率常数k^TST、k^CVT和k^CVT/SCT,在此温度区间内路径Path 1和Path 1a具有负温度系数效应。速率常数计算结果显示,对主路径Path 1和Path 1a而言,变分效应在计算温度段内有一定影响,与此同时量子力学隧道效应在低温段有显著影响。路径Path 1和Path 1a的CVT/SCT速率常数的三参数表达式分别为k₁^CVT/SCT(200-800 K) = 1.54×10^-5T^-2.70exp(1154/T) cm³ ·molecule^-1·s^-1和k_1a^CVT/SCT(200-800 K) = 5.82×10^-8T^-1.84exp(1388/T) cm³·molecule^-1·s^-1。     

环糊精对阿斯巴甜的甜感增强作用及二者相互作用热力学

目前环糊精（CD）对阿斯巴甜（ASP）甜感强度的影响研究主要集中在环糊精对阿斯巴甜的稳定性研究。我们认为CD对ASP甜感强度的提升与其和ASP的结合常数有一定的关系。本文选择了五种环糊精,α-环糊精（α-CD）、β-环糊精（β-CD）、γ-环糊精（γ-CD）、羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）、甲基-β-环糊精（Met-β-CD）,研究了这些环糊精存在下ASP的感官甜度的变化及二者的相互作用。结果表明,β-CD可以明显提升ASP的甜感强度。等温滴定量热（ITC）和荧光光谱对ASP与CDs结合过程亲和力的研究表明,ASP与β-CD的结合是自发的,并且具有最大的结合常数。差示扫描量热（DSC）、核磁共振（¹H NMR）以及傅里叶变换红外（FT-IR）揭示了其结合过程的机制。本研究对理解甜味剂甜感强度与热力学结合常数的关系具有重要的意义,也为基于结合常数筛选风味保持剂的方法提供有益的基础。     

丁酸甲酯单分子解离的非谐振效应

使用MP2/6-311++G（2d,2p）方法和基组,计算了丁酸甲酯单分子解离反应体系详细的势能面。应用RRKM理论,计算了在1000-5000 K的温度范围内的正则系综的速率常数。与此同时,在微正则系综下,我们计算了温度为1000-5000 K对应的能量从451.92到1519.52 kJ·mol^-1的速率常数。计算结果表明反应通道2、4和5的非谐振效应比较明显。因此对于丁酸甲酯单分子解离反应体系来说其非谐振效应是不能忽视的。     

高效液相色谱法研究白藜芦醇光致异构化动力学与平衡常数

反式白藜芦醇有多种生理活性,自然资源丰富,但存在光不稳定现象。以光致异构平衡对照品溶液,采用高效液相色谱建立了同时测定顺、反异构体浓度的方法。方法学考察显示符合含量测定要求,反式异构体在1.5~60 μ mol/L、顺式异构体在1.5~55 μ mol/L范围内线性关系良好,R²均达0.999。将该方法应用于研究光致异构化动力学及平衡常数,结果显示反式白藜芦醇在室温避光条件下中性、偏酸性及乙醇介质中稳定;25 ℃时在50%（v/v）乙醇介质中的光异构平衡常数为11.7±0.3。以光致异构平衡液制作标准曲线的策略简单方便,具有可操作性;反式白藜芦醇的稳定性与介质有关,在pH < 7的溶液中光致异构化为一级反应。     

单分子膜法测阿伏伽德罗常数实验中扩散剂的新探索

在单分子膜法测阿伏伽德罗常数实验中,为了克服扩散剂苯毒性大且实验误差大等缺点,通过查阅文献资料,发现环己烷、正己烷的物理性质符合在实验中作扩散剂的要求,并且毒性较苯低,所以选用环己烷、正己烷与苯做对比实验。实验结果表明,用环己烷作扩散剂测得的NA最接近理论值。故在用单分子膜法测阿伏伽德罗常数的实验中,环己烷可以代替苯作扩散剂。既能减小实验误差,又可以降低实验过程中有毒药品对实验者的危害。     

Field-induced phase transitions in chiral smectic liquid crystals studied by the constant current method

In ferroelectric liquid crystals, phase transitions can be induced by an electric field. The current constant method allows these transition to be quickly localized and thus the(E, T) phase diagram of the studied product can be obtained.In this work, we make a slight modification to the measurement principles based on this method. This modification allows the characteristic parameters of ferroelectric liquid crystal to be quantitatively measured. The use of a current square signal highlights a phenomenon of ferroelectric hysteresis with remnant polarization at null field, which points out an effect of memory in this compound.