巨介电氧化物CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备与物性研究

CaCu3Ti4O12(CCTO)是近年被广泛关注的一种非铁电性的新型高介电氧化物,作者对其陶瓷材料的制备工艺条件和物性进行了深入系统的探讨.在室温～350℃,40Hz～110MHz频率范围内详细地研究了介电频谱和阻抗频谱.研究发现其室温静介电常数随烧结时间的延长而增大、在75℃以上的高温区域及100Hz～100kHz频率范围内,介电谱中存在着一个未曾见报道的类德拜型弛豫性色散、高温下的复阻抗谱呈现3个Cole-Cole半圆的诸现象.高温下介电谱呈现出与空间电荷输运相关的低频响应和两个类德拜型弛豫性色散.通过特征频率随温度的变化关系求出了两个类弛豫性色散的活化能,分别为0.084eV和0.678eV.我们认为,复阻抗谱中的3个Cole-Cole半圆分别起因于不同的电学机制效应,提出了在由3个并联元件(其中的R和C不随频率变化)组成的串联电路中加入一项随频率变化的阻抗的等效电路模型,对实验数据进行了拟合处理,得出了表征3种不同的电学机制效应的活化能分别为0.107eV,0.627eV和0.471eV的结果.     

氧化物材料HoMnO3的复阻抗谱分析

模拟了氧化物多晶材料中晶粒和晶界的介电响应,分析了电阻和电容与阻抗谱之间的关系,利用阻抗谱斜率的关系来验证拟合数据的正确性.用高温固相反应法制备了钙钛矿氧化物材料HoMnO3,利用复阻抗分析谱分析了该材料在650 Hz～1 MHz频率范围内的介电响应,结果表明:制备的氧化物材料是由晶粒和晶界组成的多晶材料,并且高频部分反映HoMnO3材料晶粒行为;低频部分反映HoMnO3材料的晶界行为.通过数据拟合可以得到其晶粒和晶界的电阻分别约为105Ω和106Ω;晶粒和晶界的电容均约为10-9F.     

低频阻抗标准的初步研究

研究了建立低频段(10~5Hz范围内)阻抗标准的问题,提出了以金属膜电阻器建立阻抗标准的设想;由这类电阻器建立的低频段阻抗标准,不确定度达5×10~(-4)或更高,具有频率范围宽、准确度高等优点,可实现低频段阻抗的直接计量而勿需进行频率修正。     

等温条件下气流运动的选择频率

气流脉动频率是描述气流特征的因素之一 ,同时也是影响人体热感觉的一项重要因素。该文通过对 10 6名受试者在 2 6～ 30 .5℃温度范围内 ,两种相对湿度条件下的选择频率的研究 ,探讨了频率对人体热感觉的影响作用。利用主观评价法 (投票法 )的试验 ,结果发现 ,环境温度和相对湿度对人体选择频率的作用不显著。在实验工况下 ,超过 80 %的受试者选择了 0 .3～ 0 .5 Hz范围内的气流脉动频率 ,选择频率的平均值为 0 .4Hz。随着频率的增加 ,人体感受到的吹风强度逐渐减小 ,存在“感觉风速”的现象。本研究和 Fanger的实验结果都证明 :频率在 0 .3～ 0 .5 Hz范围内的气流对人体产生的冷作用最强。     

纳米二氧化锰的电化学电容性能

以MnSO4和K2S2O8为原料，采用液相法制得MnO2并制成电化学电容器电极；采用X射线衍射和扫描电镜对产物进行结构形貌表征，采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对MnO2电化学电容器电化学性能进行表征。研究结果表明：产物为纳米棒聚集而形成的纳米α-MnO2。充放电曲线由于电极在0．53V和0．36V（vs．Hg／HgO）处发生氧化还原反应而发生了明显弯曲，这有利于比容量的提高；在10^-3～10^4Hz频率范围内，阻抗曲线在0．2Hz以下出现“电荷饱和”，说明电极材料中储存的大部分电容量可得到利用，有效能量为48．3J／g，电极具有良好的倍率特征，其频率响应时间为12．5s；在低频区电极过程由阻挡层扩散控制，比容量可达到151F／g，但随着频率增加，比容量快速下降，100Hz以后比容量开始趋于0。     

硫铁铝酸钡钙矿物电学性能的研究

研究了硫铁铝酸钡钙系列矿物水化1d、3d和28d水化样的电学性能。在40Hz-50kHz频率范围内，随水化龄期的增加各试样阻抗均下降；且水化时间对硫铁铝酸钡钙矿物相对介电常数的影响很大，表现出不稳定性；在低频40Hz～10kHz之间，介电损耗正切值tanδ无规律，但在10-50kHz之间，tanδ随频率的增加呈下降趋势。硫铁铝酸钡钙矿物的水化相对稳定期较硫铝酸钡钙矿物提前，在水化后期均在Nyquist图谱中出现了Randles型图形。     

声波在采场顶板稳定性分析中的应用

这项研究探讨了岩石在0～500Hz范围内的声学振动频谱,在不稳定顶板岩层中,这种声功率谱在频率为200～1000Hz范围内有特征性的增高,而这种效应在3000～5000z频带范围内则没有,这种特性为测量岩层稳定性提供了一种有效的方法.     

基于MAX038的函数信号发生器设计

详细介绍了一种基于MAX038,以STC89C52为主控部件的函数信号发生器的设计.通过键盘设置输出波形、波形的频率和步进值,使其输出规定的波形.波形频率在10 Hz～1 MHz范围内步进可调、幅度在0～5 V范围内步进可调,输出波形稳定,失真度很小.     

一种低频阻抗参数测量用程控正弦信号源

介绍了一种在低频阻抗参数测量中使用的精密程控正弦信号源,并分析其工作原理.该信号源采用晶体振荡器产生基准信号,利用锁相环技术合成频率、DDS技术产生数字正弦波、有源滤波技术输出正弦信号.结果表明,所设计的信号发生器在100 Hz～20 kHz的频率范围内具有数百个可程控的点频信号,输出的正弦信号频率稳定度高、波形失真度小.     

运用变量代换求阻抗极值点

在正弦交流电路中，电路阻抗是电路参数和信号频率的函数，当电路某一参数或信号频率发生变化时，二端网络的总阻抗会出现极值，因此常会遇到阻抗极值点的计算。由于复阻抗一般由Ｒ、ｘＬ、ｘＣ构成复数分式，其模及其对某参数的导数式非常繁杂，以致某些看似简单的习题，...     

含电磁耦合效应的偶极-偶极装置频谱激电响应特征研究

开展含电磁耦合的频谱激电响应特征对实际勘探中的电磁耦合干扰的识别和去除具有实用价值。本文从频谱激电的实际应用出发,推导基于cole-cole模型的水平层状介质接导线AB发射和MN接收的复阻抗计算公式,然后利用快速汉克尔变换进行计算实现含电磁耦合的频谱激电一维正演。通过含对不同频谱激电参数下半空间的纯cole-cole模型和含电磁耦合效应模型的响应特征进行对比分析,结果表明:视电阻率在频率小于10Hz时基本无电磁耦合效应影响,相位在频率小于1Hz时无电磁耦合效应影响,1Hz-105Hz先下降后上升在1000Hz出现极小值。因此在实际应用中应选用10Hz以下频段进行勘探。     

带阻抗围边的成形双镜天线辐射图的计算

运用复阻抗劈绕射理论，分析、计算了带阻抗围边的成形双镜天线辐射图。结果表明，在双镜天线主，副镜面边缘附加两条宽度很窄的两面阻抗锥形环带，即可实现天线旁瓣电平的显著下降，与不带阻抗围边时的旁瓣电平的比较，降低约５～１５ｄＢ。     

硅衬底纳米钛酸钡湿敏元件特性分析

以硅片为衬底制作了纳米钛酸钡膜湿敏元件，用硬脂酸盐法合成纳米钛酸钡材料，丝网印刷法将纳米钛酸钡涂在硅衬底上制成电阻式湿敏元件，测试分析了元件的性能参数。结果表明，元件具有较高的灵敏度，元件阻抗和电容值随测试频率及相对湿度而变化，但基本不随测试电压变化，在1V、100Hz条件下，元件阻抗一相对湿度关系曲线的线性最好，由不同湿度的复阻抗平面特性曲线得到了材料感湿特性等效电路，讨论了材料的感湿机理，低湿时，材料本身颗粒电阻和电容及吸附的少量水共同起作用；高湿时，主要是吸附的水分子电离和极化起作用。     

高分子电阻型湿敏元件复阻抗的测量

为研究湿敏元件的湿度敏感特性, 在了解湿敏元件导电机理的基础上, 采用复阻抗分析法研究湿敏元件的湿度敏感特性。根据矢量法测量原理设计出有效的阻抗测量电路, 可对湿敏元件在不同湿度下的复阻抗进行测量, 且可实现在不同频率信号下对湿敏元件复阻抗的测量。测量系统主要由程控信号源和相敏检波电路两大部分组成, 分别采用DDS(Direct Digital Synthesizer)技术和模拟乘法器实现, 结构简单, 易于实现。实验结果证明了整个系统设计的可行性。     

可调谐的负等效质量密度声学超构材料实验研究

结构简单和宽频响应是负等效质量密度声学超构材料(Acoustic metamaterial,AM)的重要研究目标.本文基于局域共振理论设计了一种结构简单的空心管实验模型,利用声学传输线理论证明其谐振频率与空心管内径密切相关.实验测试的3种不同内径空心管AM的透射曲线分别在1 550 Hz,1 400 Hz和1 300 Hz处出现透射低谷并伴随相位扭折,表明空心管AM在对应的频率附近发生谐振,且符合随内径增大谐振频率降低的理论结果.利用提取参数法实现了3种AM分别在1 143～1 662 Hz,998～1 492 Hz和845～1 352 Hz时的负等效质量密度.通过模拟声场分布阐述了空心管AM负等效质量密度形成的物理机制.空心管结构的提出为设计结构简单、宽频响应负等效质量密度的AM提供了一种可行的模型.     

电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料凝固组织的影响

研究了电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料铸态凝固组织的影响.结果表明,在Cu-6%Fe合金凝固组织中存在铁相富集区域,铁相在铜基体中主要以小球状颗粒存在.电磁搅拌能细化铁相颗粒,减小铁相富集区;施加电磁搅拌后,铁相颗粒具有向铸坯中心集中和成团簇分布的趋势,大颗粒铁相主要出现在铸坯中心,铸坯外缘附近的铁相颗粒较细小.增大搅拌电流,晶粒尺寸逐渐减小,富Fe颗粒逐渐被细化,分布逐渐均匀,但富铁相颗粒向铸坯中心集中.合理的搅拌电流和频率,能使晶粒更加细化,有利于铁相的均匀分布和细化.合理的电磁搅拌电流和频率分别约为100～200A和20Hz.     

血液三元件阻抗动态测量方法

根据血液的三元件阻抗模型,以双频率复阻抗信息为已知量,建立了全信息动态计算三元件的实用公式。为实现上述目标,研制了相应的绘测系统,其组成分两部分：双频率复阻抗检测装置,用于检测幅值及相位的基础量和博动量;可控均匀切变流场发生装置,以产生仿真切变率流场。     

Na~+导电陶瓷的交流阻抗谱

以β″-Al₂O₃导电陶瓷为电解质,研究制备银/碳毡/低熔点钠盐电极（Ag/C/（NaNO₃+NaNO₂））,并选择银电极作为对比电极。测试条件为:温度275～400℃、频率12～10⁵ Hz。采用交流阻抗谱法（Ac）进行β″-Al₂O₃导电陶瓷与金属Na⁺界面兼容性和界面离子传导机理研究。结果表明:β″-Al₂O₃导电陶瓷的电导与温度关系服从于阿仑尼乌斯公式。比较两种电极可以发现,电极/电解质的界面接触对电极/电解质界面迁移阻抗和阻抗谱测试结果会有较大程度的影响。     

铁路车轮结构动力学分析与仿真

本文采用国内铁道客车用外径为915D的s型辐板车轮为研究对象,利用Ansys有限元软件建立车轮三维有限元模型,分析车轮的固有特性（模态）,得到车路在固有频率下的振型,并总结出了标准车轮的振动特性及其规律.进行了车轮谐响应分析,并得到加速度和位移导纳幅值.研究结果表明：车轮的模态分析中,频率在0～300 Hz范围内车轮几乎没有变形;在300～1000 Hz范围内,车轮主要表现为踏面的轴向振动;在1000 Hz以上时除了踏面的扭摆振动,开始出现辐板的轴向和径向振动,在高频段内辐板和踏面是车轮的主要振动部位.并且由于车轮模型的对称性,使得车轮各阶模态振型左右对称.车轮的谐响应分析中,在8～1000 Hz的低频段,车轮辐板以面外振动为主,对应的轴向位移导纳比径向位移导纳大.在1000～4000 Hz的高频段范围,以面内振动为主,对应的径向位移导纳更大.车轮在8～4000的计算频域内的共振频率较多.在每个共振频率后,都对应出现一个响应很低的反共振频率.     

提高阻抗管测量频率上限的研究

提出了一种提高阻抗管测量频率上限的新方法.该方法针对表面阻抗均匀的材料,通过对管道内高次模式声波的分解和测量,拾取对应于法向的入射波与反射波的(0,0)模式,获得法向吸声系数和法向声阻抗率,从而使测量不再受管道截止频率的限制,大幅度提高管道内测量的频率上限.介绍了利用单传声器轴向传动获取信号,在同济大学直立式阻抗管内进行的材料声学特性的测量.结果表明,阻抗管原有的截止频率为280Hz,采用提出的测试方法,可使测量频率上限提高到2 000Hz及以上.