铌酸铅钡铁电单晶的生长和物理性质

本工作首次由熔体中用提拉法生长出完整的Pb_xBa_(1-x)Nb_2O_6(铌酸铅钡)大块铁电单晶,并对单晶的物理性质作了研究和测量.研究表明,当x=0.37时,晶体室温下属于点群4mm对称性,呈铁电相.居里温度T_c=260℃.室温下,相对介电常数ε_(11)~T/ε_0=600,ε_(33)~T/ε_0=130,压电系数d33=44×10~(-12)库仑/牛顿,热释电系数p=9×10~(-5)库仑/米~2·K.用腐蚀c-切片的方法由扫描电子显微观察到单晶的方形铁由畴结构花样     

BaTiO3电流变液微波衰减可调控特征

分别考虑微波传播方向与电流变液颗粒链方向相垂直与平行的情况,对BaTiO 3电流变液的微波衰减行为进行了研究.实验发现在垂直的情形,当流体浓度较低时,微波衰减随电场强度增加而加大,并且随浓度增加电场调节微波衰减的幅度增加.超过一定浓度后,衰减由增加改变为减小,同时衰减的电场调节幅度较大.存在一个饱和电场强度,低于此值时,衰减变化显著;超过此值后,衰减变化趋于平稳.在平行的情形,发现衰减随电场强度单调增加.另外,微波衰减随电场强度的变化具有弛豫效应.初步认为微波衰减调控特征与外电场作用下电流变液结构转变和BaTiO 3 自身极化状态改变有关.     

弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅的工程畴结构研究

综述了目前对铁电晶体畴结构进行观测的主要技术方法,及国内外相关研究单位对新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅[(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-xPT)]的工程畴结构的研究进展。以往的研究表明,该类单晶的机电性能与其工程畴结构之间存在着密不可分的关系,这些研究结果对阐明PMN-xPT单晶在不同极化方向与工程畴结构状态下,其优异机电性能的起源机制与发生规律,进而指导剪切波换能器、垂直极化方向的大应变驱动器等电机器件的设计与制作,具有重要的理论意义与实际应用价值。     

电流变体系中的相变

基于点偶极子模型, 用统计的方法计算电流变体系的自由能, 考虑体系中粒子的渗透压,研究其液- 固相变.理论研究结果表明:当外加电场强度大于一临界值 E_c 时, 渗透压变为负值,体系发生由液相向固相的转化.     

开路和短路电学边界外延铁电薄膜的畴结构及铁电性能

考虑基体对外延铁电薄膜内畴变的约束,采用应力函数方法求解外延铁电薄膜畴变时的本征应力,并结合相场法分析了不同电学边界条件下铁电薄膜的畴结构与极化强度.对短路电学边界下PbTiO_3外延铁电薄膜畴结构的计算表明,由a畴到a/c/a畴转变时的薄膜厚度与采用有限元方法模拟的结果十分接近.通过对开路电学边界下铁电薄膜畴结构的分析发现,由a畴到a/c/a畴转变时的薄膜厚度远大于短路条件下的转变厚度.基体约束引起的应力变化使得薄膜内畴结构出现a畴和a/c/a畴的分层.铁电薄膜的平均自发极化强度随厚度的增加而增加,从a畴向多畴转变后,极化强度有显著的增加.     

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.     

外加电场作用下层状铁电多晶材料板的模拟

建立了一个模拟在外加电场作用下的层状铁电多晶板的模型．该模型认为铁电材料的能量密度函数是变形和电位移的非凸函数以及引入了畴变对材料行为的影响．为了满足各晶粒间的运动学约束及电位移场的连续性条件,模型认为每个晶粒具有某种混合构形．通过常应力和常电场强度假设及利用加载过程中须满足的连续性条件,该模型将求解板对外加电场的响应问题转化为求解各晶粒中的应力及各晶界上的电位势的代数方程组的问题．同时,该模型利用两电畴的Ｇｉｂｂｓ自由能之差作为畴变的方向的判据,由要求板的Ｇｉｂｂｓ函数最小来确定畴变量的大小．     

铁电材料的非线性本构行为

针对铁电试样电畴随机分布的情况,提出了多电畴力学模型．模型中极化后的铁电试样由许多靠近极化电场方向的随机分布的电畴所组成．每个电畴看作是一个单元,每个单元的翻转驱动力计算公式中的应力和电场强度采用宏观应力和电场强度,利用标定的电畴翻转驱动力与电畴翻转体积分数之间的强化关系,计算出每个单元的电畴翻转体积分数,将外加应力和电场强度和求得的电畴翻转体积分数代入本构方程就可以求得各个单元的应变和电位移,对所有单元进行体积平均得到铁电试样的宏观本构响应．同时也对铁电试样的非线性本构行为进行了有限元模拟．在有限元计算中,首先由宏观应力和电场强度计算出每个单元电畴翻转驱动力,进而得到各单元电畴翻转体积分数,就可以针对本次加载进行有限元计算,计算中考虑到各单元自发极化方向不同而引起的交互作用得到各单元的应力、应变和电位移,体积平均求得试样的宏观本构行为．根据以上两种方法进行了计算,计算结果包括单轴力加载和单轴电加载下的应力应变曲线、应力电位移曲线以及力电耦合加载下铁电试样的电滞回线、蝶形曲线,理论预测与实验结果符合良好．     

不同电场强度和原生质体密度对马苓薯和薯蓣细胞融合效率的影响

体细胞电融俣技术因其融合效率高、对细胞无毒害作用而愈来愈普遍地用于细胞工程技术操作中。为了准确地确定实验参数，试验采用一个组的电融合仪和自制平行电极，以马苓薯和薯蓣为材料，研究了在不同原生质体密度和不同电场强度件下的细胞融合效率。试验结果显示，以交变电场频率1．0MHz、电压140Vpp.cm^-1处理原生质体20－40秒，尔后施加瞬时直流高压（120kv)脉冲1－2次，可以获得73．5％－76．7％的融合细胞，其中11．5－14．4％的融合细胞可发生正常分裂。在本试验设计范围内，电场强度对细胞融合频率的影响主要表现在融合细胞能否发生分裂，而初始融合频率在各处理间无显著差异。     

电流变液中可控阻尼振动研究

基于电流变液的粘度随电场强度变化的原理,利用摄动方法研究了在电流变液中可控阻尼振动的运动规律,导出了运动方程,得到了振动系统的频移和相移,系统振动的角频率随场强的增加而降低,且振动的振幅随电场强度的平方成指数减小,对同样大小的稳恒电场和交变电场,在交变电场中的振动衰减较快,当时间为１/Ｅ２ε时振动终止.     

铁电单晶材料力电耦合性能模型

铁电材料是一类典型的非线性材料。作者借助晶体塑理论的方法,采用铁电畴结构的非完全连续反转模式,考虑畴壁移动的能量耦散与外力做功及内能变化的平衡关系,建立起单晶铁电材料的电畴反转模型,以期作为确立多晶铁电陶瓷本构关系的基础,计算结果表明该模型能较好地描述铁电单晶地非线性力电耦合行为。     

等静压力及偏置电压下锆钛锡酸铅基反铁电体的介电行为

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电（AFE）／铁电（FE）相界附近的PbLa（Zr，Sn，Ti）O3（PLZST）反铁电陶瓷样品．通过测定样品的相对介电常数及损耗与各种参量的关系，得到了等静压力及偏置电压对反铁电体铁电／反铁电相变及反铁电／顺电（PE）相变温度影响的规律．研究发现：极化了的PLZST反铁电材料在一定等静压力的作用下，随着偏置电压的增加其峰值相对介电常数增大，相对介电常数最大值对应的温度降低，FE／AFE转变温度上升，AFE／PE转变温度下降；当等静压力为0．1MPa时，单位偏置电压引起的居里点变化率为-1℃／kV，单位偏置电压引起的FE／AFE相变温度变化率为5．2℃／kV，当等静压力为60MPa时，分别为-2．2℃／kV和3℃／kV。     

钙钛矿相BixCa1-xMnO3中取向畴的群论研究

用群理论分析了钙钛矿相BixCa1-xMnO3材料中的取向畴及畴界的显微结构。群论研究表明,当BixCa1-xMnO3由立方相转变为正交相时,会出现120°及90°取向畴,在这些畴之间,会形成m(100)、m(01-1-)、m(011)、m(101)、m(1-01)等5种类型的畴界。     

氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂中Sn~(2+)/Sn的电化学行为

采用循环伏安法和计时安培法研究在氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂SnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG] DES中,Sn~(2+)/Sn的电化学行为和Sn的电结晶形核机理。研究结果表明:Sn的电沉积需要一定的过电位,并随温度的升高,所需的过电位减小;获得323 K时的传递系数α为0.35,Sn2+的扩散系数为1.628×10-6 cm2/s;在303~343 K内,Sn~(2+)在SnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG] DES中的电还原反应属于受扩散控制的准可逆过程;当阴极施加电位较小(较正)时,Sn在玻碳电极上的电结晶过程为受扩散控制的三维瞬时形核,当阴极施加电位较大(较负)时,Sn的电结晶过程更趋向于三维连续形核。     

新的六方晶钨氧化合物Na_xWO_3的制备

用热液法制备了ＮａｘＷＯ３,ｘ为０００１８～００３８０,这是一类新的六方晶钨氧化合物．斜方晶钨酸钠酸化水洗,再进行热液脱水;当钠含量≥１６０×１０－６时（质量分数）,得到斜方晶ＷＯ３·１３Ｈ２Ｏ单相,当钠含量≤４０×１０－６时,得到ＷＯ３·Ｈ２Ｏ单相,当钠含量在４０×１０－６～１６０×１０－６之间则为两相混合物．斜方晶ＷＯ３·１３Ｈ２Ｏ在２９０～４２０℃脱水得到六方晶ｈＮａｘＷＯ３;继续升高温度在４２０～４５０℃恒温处理,则得到单斜晶ｍＮａｘＷＯ３．     

铁电材料电畴结构的扫描电镜成象

本文介绍了铁电体电畴结构的扫描电子显微镜成像技术。根据畴反差较弱的特点,着重讨论了样品的处理技术及成像参数的选择技巧。实验结果表明:为了避免畴反差被破坏,必须使用较低的入射电子束能量,较大的入射角和快速帧扫描速度。应用这一技术,成功地在OPTON公司生产的DSM950扫描电镜上观察到了锆钛酸铅二元系压电陶瓷材料90°电畴和180°电畴结构花纹,并且当使用高能电子束轰击未镀导电膜的样品时,能观察到电畴的消失过程。     

pH值对水热法制备LaVO_4:0.5%Eu~(3+)纳米粉体的影响

以NH4VO3、LaCl3·nH2O等为原料,采用水热法合成了铕掺杂LaVO4纳米粉体,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光测试仪等对制备的粉体进行了表征,考察了不同水热体系pH值(4-13)对产物晶相、微观形貌及荧光性能的影响,探讨了LaVO4晶体的生长机理.结果表明:产物的微观形貌为纳米颗粒或纳米棒,pH值低于10时,产物为单斜相LaVO4纳米晶,荧光强度较低;当pH值为11-13时,产物为四方相和单斜相两相,表现出较强的荧光性.     

pH 值对水热法制备 LaVO4：0．5％Eu3＋纳米粉体的影响

以NH4 VO3、LaCl3· nH2 O等为原料,采用水热法合成了铕掺杂LaVO4纳米粉体,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光测试仪等对制备的粉体进行了表征,考察了不同水热体系pH值（4-13）对产物晶相、微观形貌及荧光性能的影响,探讨了LaVO4晶体的生长机理。结果表明：产物的微观形貌为纳米颗粒或纳米棒,pH值低于10时,产物为单斜相LaVO4纳米晶,荧光强度较低;当pH值为11-13时,产物为四方相和单斜相两相,表现出较强的荧光性。     

强发射电流反铁电冷阴极材料实验研究

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电／铁电相界附近的PbLa（Zr，Sn，Ti）O3（PLZST）反铁电陶瓷样品．通过测定样品在快速单脉冲电压激励下的电子发射特性，得到了激励电压对发射电流的影响规律，发射电流随激励电压增加而增加，当激励电压大于1．5kV时，发射电流趋于饱和．在单脉冲激励下进行电子发射实验，得到如下结果：在激励电压为800V、抽取电压为0V的条件下，发射电流密度为1．27A／cm^2；当抽取电压增加到4kV时，获得了1700A／cm^2的大发射电流密度．     

3a0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺，制备了Ba0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷（MgO和Mg2SiO4按相同重量加入），研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响．结果表明，随着MgO和Mg2SiO4含量的增加，陶瓷的晶粒尺寸略有增大，低频（100kHz）介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低．随着偏置电场的增强，介电常数降低，介电损耗变化不大（均在10^-3量级）．当MaO和Mg2SiO4的百分含量均为30％时，获得了室温介电常数为101．6、介电损耗为0．0017及1．79kV／mm偏置电场下介电可调度为12．19％、介电常数温度系数为0．009℃^-1的介电性能。