Nd~(3+)掺杂PZT薄膜的储能性能研究

高储能密度的介电电容器可以很好地用于电子束,高功率微波,定向能武器,电磁装甲等脉冲功率系统。高的储能密度、低的损耗以及良好的温度稳定性是储能电容器的未来发展方向。采用sol-gel法在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si衬底上制备出不同Nd~(3+)掺杂含量的富锆Pb1-3x/2NdxZr0.948Ti0.052O3(PNZT,x=0.02,0.04,0.06,0.08)薄膜。研究了不同Nd~(3+)掺杂含量PNZT薄膜微观结构、铁电性能及储能性能的影响。结果表明:所制得的薄膜均为钙钛矿纯相,且晶粒细小均匀。Nd~(3+)掺杂的PNZT薄膜拥有较高的击穿场强EBDS≈3 600 k V/cm,优异的(Pmax-Pr)值和良好的温度稳定性。随着Nd~(3+)掺杂含量的增加,储能密度和效率均呈现出先增加后减少的规律。当x=0.04时,储能密度W=20.66 J/cm3,储能效率η高达89.2%;当x=0.06时,PNZT薄膜具有最佳的温度稳定性;当x=0.08时,PNZT薄膜由驰豫铁电体向正常铁电体转变。     

普通高频感应加热设备的磁悬浮熔炼技术

采用普通高频感应加热装置实现了大块非晶合金的磁悬浮熔炼和铜模吹铸法制备．分析讨论了磁悬浮的原理,发现当装有物料的石英玻璃管位于加热直螺线管的中间偏上位置时,物料开始被高高弹起,随后在直螺线管的顶部振荡几次后基本稳定在一静止位置．感应涡流加热物料,待物料熔化后再从顶部通氩气把熔融物料从玻璃管小孔中吹入下方的铜模中快速冷却制取大块非晶台金．物料的密度太大或物料在感应线圈中位置太低时,物料不会被弹起和悬浮．     

镍包覆铜复合粉末烧结体界面扩散行为研究

利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体,通过SEM、XRD和EDS研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况.结果表明,随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面迁移越容易,形成较大的晶粒,同时界面组织也比较均匀.在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面呈现单向迁移.     

底电极种类对BCZT薄膜储能性能的影响

拥有高的储能密度值和良好的温度稳定性的介电薄膜电容器在现代微电子系统中非常具有吸引力。为研究不同底电极对(Ba_(0.904)Ca_(0.096))(Zr_(0.136)Ti_(0.864))O_3(BCZT)薄膜储能性能的影响,采用溶胶凝胶法制备了沉积在不同底电极上的BCZT薄膜。除了Pt(111)/TiOx/SiO_2/Si底电极(简写为Pt)外,引入了LaNiO_3氧化物导电层构造LaNiO_3/Pt复合底电极。微观结构测试结果表明,LaNiO_3氧化物导电层的引入有效的改善了BCZT薄膜的表面形貌,薄膜表面气孔尺寸明显变小。电学性能测试结果表明,直接沉积在Pt底电极上的BCZT薄膜储能密度为8.58 J/cm~3,效率很低,仅为64.6%;相反,沉积在LaNiO_3/Pt复合底电极上的BCZT薄膜在相同电场下其储能密度为12.53 J/cm~3,效率提升到84.7%。此外,沉积在LaNiO_3/Pt复合底电极上的BCZT薄膜显示出良好的温度稳定性:在20～210℃的温度范围内,储能效率保持在80%以上。     

Mg65Cu25Y10-xLax块体非晶合金的玻璃形成能力

传统的非晶合金多为粉末或者薄带，这样就大大限制了非晶合金的许多优异性能的发挥以及在工业中的应用，因此研究开发块体非晶合金有重要的理论与应用价值．用真空吹铸法制备了直径2mm的Mg65Cu25Y10-xLax（x=0、0．35、1、2）块体非晶合金梓，采用X射线衍射（XRD）、差热分析（DTA）分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究．研究结果表明，x=2时，合金具有最高的玻璃形成能力（k=0．5872）；当x=0．35时，也就是当原子半径参数λ=0．18时，不但没得到共晶点的成分，反而其玻璃形成能力比Mg65Cu25Y10还差；当x=3、4时，此时在非晶基体中已经出现晶体相，说明其玻璃形成能力显著降低．     

镁基大块非晶玻璃转变的动力学性质

用真空吹铸法制备了直径2 mm的Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10块体非晶合金棒,采用X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DTA)分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究.以Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10大块非晶合金DTA实验为基础,利用Kissinger方程对其玻璃转变的动力学性质从不同方面进行了研究.分析结果表明:玻璃转变表观激活能与频率因子v0越小,玻璃转变处Lasocka关系的B值越大,则对于同一合金系表现出玻璃形成能力(GFA)越强,这一现象是由于大块非晶合金独特的结构特点所引起的.