利用密度泛函理论研究B位阳离子对KTN晶体表面性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,建立相应的模型分别研究B位不同Ta离子和Nb离子比例的KTaxNb1-xO3(x=0.25,0.50,0.75)晶体(100)表面的结构、弹性常数和介电函数.计算结果表明,B位阳离子替代会对KTN晶体表面的性质产生影响,并可实现一定范围内的调控.     

水热法制备四方相KTa0.6Nb0.4O3及其电导与光学性能的研究

利用水热合成法在温度180～240℃和KOH浓度7～18mol/L的条件下合成了四方相KTa0.6Nb0.4O3（KTN）超微粉.通过XRD、UV-Vis和电导率等的测试分析,对粉体的水热合成工艺和性能进行了系统的研究.结果表明：KTN超微粉的相结构随着合成温度和矿化剂浓度的增加,从立方相过渡到四方相,且晶粒尺寸也随之增大.当KOH浓度增加时,KTN的禁带宽度Eg值由3.24eV增至3.34eV;当合成温度升高时,Eg值几乎没有变化.在KTN中掺杂金属W6＋离子,可降低KTN陶瓷的电导率和漏电流,增大极化强度,使其易于极化,提高KTN材料的实用性.     

KLTN晶体表面性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理,采用局域密度近似方法,对钽铌酸钾锂KLTN晶体(100)和(110)表面进行几何结构优化,计算了晶体的能带结构、态密度和介电函数.将计算结果与钽铌酸钾对应的表面参数进行了比较和分析,结果显示,KTN经过A位阳离子Li替代后,能带带隙增加,总态密度值减小,对应的介电函数性质发生改变,与晶体表面性质随阳离子含量和取向不同会发生改变的理论预期一致.     

微量元素对高纯铝箔立方织构的影响

采用晶体取向分布函数(ODF)研究和分析了在高纯铝中分别加入不同含量的微量稀土或铍对成品高纯铝箔立方织构的影响．研究结果表明添加微量稀土和铍,能改变高纯铝箔变形织构组分含量,单独加稀土时,形变织构变化不大;在单独加铍时,其S取向{123}<634>和Cu取向{112}<111>变化较大,随铍含量增加,其S取向密度f(g)减少,Bs{110}<112>取向密度增加．再结晶退火后,随稀土加入量增加,立方织构{100}<001>取向密度增加,R织构{124}<211>取向密度减少;铍添加较少时能增加成品箔材中立方织构{100}<001>强度,但随铍含量增加,立方织构含量急剧减少,R织构强度相应增加．稀土和铍在铝中溶解度都极小,与铁等微量杂质元素可能形成化合物析出后,能净化基体,减小铁对形成立方织构的阻碍作用,促进再结晶立方取向核心的形成与长大,增加立方织构比例．     

铌酸锂晶体的暗电导研究

通过对不同组分比(Li/Nb)纯铌酸锂(LiNbO3)晶体电压和电流的测量,发现不同组分比晶体的电导率随温度变化而变化的程度不同.提出小极化子对电导率的作用机制,并分析了LiNbO3晶体中双极化子和小极化子对电导率的影响.最后对所测量的电导率进行拟合,得到了不同组分比晶体的激活能.     

铌对65Cr4W3Mo2V钢显微组织及机械性能的影响

通过改变65Cr4W3Mo2V钢中Nb的含量,研究了Nb对不同温度淬火回火钢的显微组织和机械性能的影响.结果表明:当加热温度超过1100℃时,随加热温度升高和Nb含量的增加,Nb对晶粒的细化作用越明显;随着Nb含量的增加,钢的机械性能提高,当Nb含量为0.25%(质量百分数,下同)时,作用最明显.     

优化的B位离子氧化物共烧法制备钙钛矿结构的PYN—PZN—PT三元铁电陶瓷

通过优化B位离子氧化物共烧方法,成功制备出具有纯钙钛矿结构的Pb（Yb1/2Nb1／2）O3-Pb（Zn1／3Nb2／3）O3—PbTiO3（PYN-PZN-PT）三元铁电固溶体陶瓷,有效地抑制PZN基陶瓷制备过程中烧绿石相的形成．选取（0．48-x）PYN-0．52PZN-xPT（x=0．24～0．28）,对三元体系的相结构、铁电、压电和介电性能进行了研究．结果表明：烧结得到的陶瓷致密均匀无杂相,晶粒尺寸2～4μm;随着PT含量的增加,物相经历了从三方相到三方和四方相共存的准同型相界（MPB）、再到四方相的结构演变;MPB附近的组分具有优异的性能,性能最好的组分是0．21PYN-0．52PZN-0．27PT,其压电系数d33—550pC／N,室温介电常数ε′=2070,矫顽场Ec=19．9kV／cm,居里温度Tc=260℃;陶瓷样品的介电温谱表现出介电弥散以及介电峰的展宽等类弛豫体的特点．     

垂直Bridgman法多组元晶体生长的多场耦合模型

对垂直Bridgman法多组元晶体生长的准稳态模型所采用的Boussinesq线性密度假设进行了改进，基于密度的Taylor展开式，得到了熔体密度随温度、浓度变化的非线性函数关系并引入到模型中，改进后的准稳态模型（PSSM）能揭示晶体生长过程的非线性本质．明确了模型的边界条件，得到了晶体生长的完整数学描述．改进后的PSSM以及已获得的多组元晶体准确物性为晶体生长的多场耦舍定量数值模拟研究奠定了基础．     

Nb离子注入Ti—Al合金的氧化性能研究

研究了不同注量Nb离子注入的Ti－Al合金（Al的原子分数为48％）在900,950℃静止空气中的恒温氧化行为．研究发现：注量为3×1017cm(-2)的Nb可以显著改善该合金的高温抗氧化能力;随注量的增加（3×1015→3×10(17)cm(-2)）,其改善能力得到增强;离子注入Nb是通过改变氧化反应初期的氧化形式和Ti－Al合金氧化层的显微结构而发挥作用的．     

过量PbO对PMW-PNN-PT基陶瓷微观结构和介电性能的影响

目的 研究过量PbO对0．25Pb（Mg1/2W1/2）O3-0．41Pb（Ni1/3Nb2/3）O3-0．34PbTiO3＋5％ WO3＋0．25％MnO2＋xPbO陶瓷（简写为PMW-PNN-PT基陶瓷，x=0，0．04，0．06，0．08）的相组成、微观结构和介电性能的影响规律。方法用半化学法制备了PMW-PNN-PT基陶瓷，通过对预烧粉体和陶瓷的XRD分析确定其相组成，用扫描电镜观察陶瓷的微观形貌，用LCR测试仪测试陶瓷的介电性能。结果随PbO含量的增加，预烧粉体中立方焦绿石相Pb3Nb4O13（简写为P3N2）逐渐减少，三方焦绿石相Pb2Nb2O7（简写为P2N）逐渐增多；过量PbO可以增加陶瓷中的钙钛矿相含量，减少P3N2和Pb2WO5的含量，使陶瓷的晶界逐渐清晰，晶粒发育良好，陶瓷的介电常数逐渐增大，但介电温度稳定性逐渐变差。结论采用半化学法制得了高介电温度稳定性的未过量PbO的PM-PNN-PT基陶瓷，其介电常数高于日本TDK公司的同类产品。     

二维光子晶体不可约布里渊区及其能带结构的研究

在固体物理中,通常认为对于给定的晶格来说,晶体的不可约布里渊区（IBZ）是给定的,是不变化的.实际上,对于由同样的晶格构成的不同的晶体（晶体=晶格＋基元）而言,由于基元的对称性以及取向和配置等原因,使得晶体的对称性不同于晶格,此时,晶体的IBZ要发生变化.本文通过一个二维光子晶体的具体事例说明,随着基元取向的改变,IBZ也在随着变化.当晶体的对称性低于其晶格的对称性时,晶体的IBZ扩大为整个第一布里渊区.     

ZnO和Nb2O5共掺杂钛酸锶钡陶瓷的结构及其介电性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Nb 2 O 5共掺杂Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料,并用X射线衍射（XRD）和介电谱方法,分别对系列陶瓷样品的结构和复介电常数进行了测量.结果表明：1）Zn2＋、Nb5＋进入Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3晶格后仍然为钙钛矿型固溶体;2）Nb 2 O 5会使得材料的低温弥散相变过程转变为弛豫相变过程,并在300～360K区域内会出现新的弛豫过程;3）掺入一定量的ZnO后Nb2O5掺入降低了Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料的介电常数,增大了其介电损耗.     

掺铁铌镁酸铅一钛酸铅单晶的光折变效应

采用助溶剂法生长了掺杂量分别为0．1wt％和0．01wt％的0．67PMNT-0．33PT单晶．利用二波耦合实验研究了掺铁的弛豫铁电单晶0．67Pb（Mg1／3Nb2,3）03-0．33PbTi03（PMN．PT）的光折变性能．本文测试了样品的消光光谱、电光系数、光诱吸收电场和光电导．最大的增益系数达到了21cm-1,是无掺杂的PMN-PT晶体的两倍．光栅形成速率随铁浓度的升高而降低．     

铌含量变化对PZT-PFW-PMN大功率压电陶瓷电性能的影响

用传统固相法制备PbZrO3-PbTiO3-Pb(Fe2/3W1/3)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3(简称PZT-PFW-PMN)四元系压电陶瓷.研究了不同含量的Nb2O5对PZT-PFW-PMN陶瓷的相结构、密度、介电性能和压电性能的影响.结果表明,当预烧温度为800℃,Nb2O5的质量分数w为0.00%并在1 200℃下烧结时,材料具有良好的综合电性能:d33=365pC/N,Kp=0.64,Qm=1 743,tanδ=0.005 6和r=0.997Ω,该组份是大功率压电陶瓷变压器用材料优良的备选体系.     

K,Na比对KNNT陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了（KxNa1-x）（Nb0.7Ta0.3）O3 （KNNT）系列无铅压电陶瓷. 通过XRD和SEM分析方法研究了样品的结构, 晶格常数变化和微观形貌. 研究发现晶格常数在x = 0.40附近发生了不连续性变化, 微观结构随K含量的增多表现出微小的差异, 压电常数d33,平面机电耦合系数kp在x = 0.40-0.55较宽范围内发生了较小的变化. K含量为0.40时获得了压电性能最优的KNNT陶瓷, d33达到204 pC/N, 机电耦合系数kp为46%, kt为44%.     

Nb2N3的力学和电子性质的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究Nb₂N₃的晶体结构、 力学、 晶格动力学和电子性质.  结果表明: Nb₂N₃常压下具有正交η-Ta₂N₃结构, 其弹性常数满足波恩-黄昆判据, 且晶格动力学稳定; Nb₂N₃具有较大的体弹性模量（304 GPa）和硬度（19.3 GPa）, 由于Nb ₄d-轨道与N ₂p-轨道杂化形成三维Nb\|N共价键, 因此Nb₂N₃为离子性较强的半导体材料.     

晶态锂离子固体电解质的最新研究进展

锂离子电解质是高功率密度和能量密度、长循环寿命和安全性能良好的锂离子电池的关键材料之一,对锂电池的发展起着非常重要的作用。简单介绍了几种主要类型锂离子晶态固体电解质材料的研究情况,并详细概括了最近晶态锂离子固体电解质的研究热点材料——类石榴石结构的Li5La3M2O12（M=Ta,Nb）锂离子导体,最后对以Li5La3M2O12（M=Ta,Nb）锂离子导体为代表的晶态锂离子固体电解质的研究做出了展望。     

Great diversity in stability of perovskite-type oxides studied by electrochemical hydrogen charging

Single crystals of 0.91Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO3,SrTiO3 and BaTiO3,and ceramic pellets of CaCu3Ti4O12 and BiFeO3 have been studied and compared through electrochemical hydrogen charging,in which the oxides were coated with silver electrodes to electrolyze water as the cathode.Great diversity has been observed in the stability of the oxides:0.91Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO3 was quickly decomposed;hydrogen could enter the lattice of the other four oxides,but their properties were influenced at extremely different speeds.Such a great diversity in stability against hydrogen among perovskite-type oxides highlights the importance of reliability study over functional oxides materials.     

Nd^3＋：Li3Ba2Re3（MoO4）8（Re=Y，Gd，La）晶体的生长、结构和光谱性能研究

采用顶部籽晶法生长了Nd^3＋：Li3Ba2Re3（MoO4）8（Re=Y,Gd,La）晶体。利用X射线单晶衍射仪证实了其结构,并得到了其晶胞参数。测量了这三种晶体的室温吸收谱和荧光光谱,并计算了吸收光谱和荧光光谱中的相关参数。吸收光谱表明,这三种晶体在805nm处均有较强的吸收,其吸收半峰宽分别为6nm、6nm、7nm,非常适合于LD泵浦。同时根据这三种晶体的荧光光谱计算了其在1．06μm处的发射截面,其峰值分别为：11．6×10-20cm2（Nd3＋：Li3Ba2Y3（MoO4）8）,8．7×10-20cm2（Nd3＋：Li3Ba2Y3（MoO4）8）,6．2×10-20cm2（Nd3＋：Li3Ba2Y3（MoO4）8）。最后,本文将这三种晶体的相关光谱参数与其它一些掺Nd离子的激光晶体进行了对比。结果显示,Nd^3＋：Li3Ba2Re3（MoO4）8（Re=Y,Gd,La）晶体是一种有潜力的固体激光材料。