自由边界条件下的温度梯度铁电薄膜的极化性质研究

在平均场近似下,采用横场Ising模型研究自由边界条件下的温度梯度铁电薄膜的极化性质.当温度梯度铁电薄膜采用自由边界条件时,薄膜受热导致晶格沿极化方向膨胀使得赝自旋相互作用系数发生变化,因此,赝自旋相互作用系数应作为坐标的函数.研究表明:考虑赝自旋相互作用系数的变化后,温度梯度铁电薄膜的极化强度和相变温度都较不考虑赝自旋相互作用系数变化的情况有所增加.薄膜始末两赝自旋层的温度比以及薄膜固定端的温度是影响温度梯度铁电薄膜极化性质的两个重要因素.     

薄膜厚度对铁电薄膜铁电性能的影响

为研究薄膜厚度对外延铁电薄膜铁电性能的影响,应用与时间有关的Ginzburg-Landau方程,在同时考虑应力和表面效应的条件下,获得了不同应力情况下,不同厚度铁电薄膜的电滞回线及蝶形应变迟滞回线.计算结果显示,处于不同应力值下的铁电薄膜,剩余极化强度和场致应变随着薄膜厚度的增加而增加.而矫顽场随着薄膜厚度的增加而减小.证明了不同应力情况下,薄膜厚度对剩余极化强度和矫顽场的影响是不能忽略的.这种变化趋势与实验结果的情况是一致的.     

挠曲电效应对超薄铁电薄膜物理性能的调控

具有量子隧穿及阻变存储效应的超薄铁电薄膜引起了广泛的关注.在超薄铁电薄膜中,应变及应变梯度效应十分明显,因此由应变梯度所产生的挠曲电效应不可忽视.挠曲电效应是指应变梯度或非均匀应变场能局部地破坏反演对称,从而导致晶体产生电极化的效应.基于朗道热力学理论,建立了考虑挠曲电效应的超薄铁电薄膜相变的理论模型.通过该模型研究了挠曲电效应对纳米尺度超薄BaTiO3薄膜相变温度、铁电性能以及热释电系数的影响.研究结果表明:挠曲电效应提高铁电薄膜的电极化值和临界厚度,降低薄膜的相变温度.利用挠曲电效应可有效调控超薄铁电薄膜的相变温度及热释电系数.     

铁电极化调控SnSe薄膜光电性质研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在铌酸锂基片上沉积SnSe薄膜,研究了不同极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电性质的影响.控制PLD沉积时间,在铌酸锂基片上沉积出不同厚度的SnSe薄膜.X射线衍射和X射线光电子能谱的结果显示制备了高取向的单相SnSe薄膜.薄膜横截面高分辨透射电镜结果显示了薄膜具有较高的结晶质量.在无光照情况下,当铁电极化方向指向薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入电子,使p型SnSe薄膜的电阻增加;当极化方向背离薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入空穴,使p型SnSe薄膜的电阻降低.当用仅能使SnSe薄膜发生电子-空穴分离的632 nm激光照射时,不同极化方向的样品都表现出光电导增加的现象.当用405 nm激光照射时,不同极化方向的铌酸锂与薄膜界面处发生的电子-空穴分离使SnSe薄膜表现出完全不同的光电导效应.利用能带模型解释了不同铁电极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电导性质调控的机理.     

PVDF薄膜的极化及其电性能研究

利用傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)、电滞回线和漏电流的分析,研究热极化和电晕极化对PVDF薄膜电性能的影响。结果表明,热极化和电晕极化都可以提高PVDF薄膜的铁电性能,但是不同的极化温度、极化电场强度和极化时间使得PVDF薄膜具有不同的漏电流性能。在强电场作用下,热极化的温度更高,时间更长,偶极电荷的沿电场取向更完全,α晶型向β晶型的转变更彻底,因此剩余极化值、结晶度和β晶型的含量均高于电晕极化后的薄膜。热极化中注入的空间电荷主要被PVDF的深阱俘获;而电晕极化过程中大量的空间电荷被聚合物材料的浅阱俘获。浅阱俘获的空间电荷稳定性要弱于深阱中的电荷,因此电晕极化的PVDF薄膜的漏电流需要更长的稳定时间。     

航空电连接器低温温度场数值分析研究

以航空电连接器为研究对象,在热学分析的基础上,建立了其三维实体模型;利用有限元软件ANSYS热分析模块,在考虑电连接器内部传导散热以及外表面的对流散热、并施加合理的载荷和边界条件情况下,对低温环境下的温度场进行仿真研究,分析了不同低温环境下及不同型谱电连接器的温度场分布特征,发现低温环境骤变对电连接器绝缘体外围部分区域冲击较大;电连接器型谱对温度场分布影响很大,温度梯度最大的区域以及温度变化交替处可能是绝缘性能退化的薄弱区域.最后对电连接器的温升进行理论计算,与仿真结果进行对比分析,具有较好的一致性.     

组合法制备Pb（ZrxTi（1-x））O3组分梯度薄膜

在无蒸馏和无惰性气氛保护的条件下,快速制备了用于组合合成Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜的前驱溶液PT和PZ。采用组合法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了一系列Pb(ZrxTi1-x)O3组分梯度薄膜。经XRD分析表明,薄膜具有钙钛矿结构,择优取向为(111)。SEM结果显示薄膜厚度在500nm左右。电滞回线的测试表明,下梯度薄膜PZT-654表现出良好的铁电性能,明显优于其它薄膜。PZT-654梯度薄膜的剩余极化强度Pr为38.4μC/cm2,矫顽场Ec为75.0kV/cm,有较大的极化偏移,Poffset为12.9μC/cm2,表现出梯度铁电薄膜的特性。     

Sol-Gel法制备BST铁电薄膜及性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3基底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)铁电薄膜。研究了不同退火温度对薄膜结晶性能的影响,并测试了各种BST薄膜的介电性能、铁电性能。实验结果表明经700℃退火处理的BST铁电薄膜具有比较优越的电性能,在测试频率为1 kHz时,700℃退火的BST薄膜的介电常数为384.1,介电损耗为0.018 6,在室温下外加偏压为1 V时,700℃退火的BST薄膜漏电流密度达到6.7×10-8A/cm2,其剩余极化强度和矫顽场分别为4.85μC/cm2和65.2 kV/cm。     

低温量子起伏对铁电体介电行为的影响

利用有效场方法，通过零点振动能引入量子起伏，研究了铁电体的介电常数随温度的变化。在量子起伏较大，并且仅在低温区域存在时，体系不具有自发极化强度，但介电常数在有限温度出现一个弥散的峰值。     

BTO/LAO超晶格性能研究

利用横场伊辛模型,考虑四体相互作用,研究了BaTiO3/LaAlO3(BTO/LAO)铁电超晶格的居里温度、介电常数和极化强度与厚度周期的变化关系。发现BTO/LAO铁电超晶格的极化、居里温度和介电影响有显著的尺寸效应,耗散因子对BTO/LAO铁电超晶格的性能影响较大。随着耗散因子的减少,BTO/LAO超晶格的极化强度和居里温度增加,但介电常数几乎不变。当耗散因子σ=2.66时,模拟计算同实验结果相近,表明该理论模型可以作为研究BTO/LAO铁电超晶格的有效方法之一。     

局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响

引入描述薄膜内部极化强度的分布函数,采用GLD（Ginzburg-Landau-Devonshire）唯象理论,研究非铁电性局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响.研究结果表明,非铁电性局域畸变结构的存在降低了铁电薄膜的极化强度和相变温度,并破坏了极化强度在薄膜内部的均匀分布.薄膜内部局域畸变结构厚度的增加及铁电性结构区域至非铁电性结构区域过渡层厚度的增加,都会导致薄膜极化强度的降低.     

POTENTIAL'S FLUCTUATION OF RUST PREVENTING OIL FILM DURING ITS DEGRADATION

ManyelectricalandelectrochernicalmethodsareusedtostudyandevaluatetheprotectivenatureoforganiccoatingsL'~,j.Astheonlytrulynon--destructive,repetitivetestofalld.c.electrochemicaltechniquesfortestingthecorrosionprotectivequalityofcoatings,themeasurementofpotentialisquiteausefulmethodowingtoitssimplicityandeaseofmeasurement.AthoroughreviewofthismethodhasbeenmadebyWolstenholme[6);howeverallthosemethodsadoptbigsquaremetalelectrode,dependgreatlyupontheintegrityofthecoating.However,coatingsareinhomog…     

Potential’s fluctuation of rust preventing oil film during its degradation

Potential’s fluctuation of rust preventing oil film during its degradation was studied using wire beam electrode. Being non-destructive and simple, potential measurement is a very repetitive method. Other electrochemical testing method, e.g., polarization resistance, can breakdown the integrity of oil coating by DC current; EIS is time consuming. As a special electrochemical sensor, wire beam electrode contains 101 wires of mild steel wires, and it is helpful to improve the reproducibility of electrochemical test evidently. Using this electrode, the electrochemical parameters and their distribution which was related to underfilm corrosion process are measured directly so as to describe potential’s fluctuation of rust preventing oil film. It is pointed out that there is potential’s fluctuation on rust preventing oil film during its degradation, and this characteristic has direct effect on the self-repairing ability of rust preventing oil film. However, for the uncoated metal electrode and base oil film, there is no such behavior. It is also pointed out that inhibitors in the oil film have direct effect on its self-repairing ability. Project supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province Synopsis of the first author Jiang Hangying, professor, born on July 4, 1928, majoring in Metallurgical Physicochemistry and Electrochemistry, have published about 100 papers.     

棘轮型超紧凑燃烧室全覆盖气膜冷却性能

针对新一代棘轮型超紧凑燃烧室壁面的高温问题,对全覆盖气膜冷却的方式进行了研究。在对KJ-66微型涡喷发动机实验与模拟的基础上,将原燃烧室替换为缩放优化后的棘轮型超紧凑燃烧室。在实际燃烧工况下,对突扩段斜坡和二次补燃区内环上的高温壁面进行全覆盖冷却研究,比较了不同排布方式、孔倾角和扩张型气膜孔对气膜冷却效果的影响。结果表明:突扩段斜坡上圆柱型气膜孔的气膜覆盖性不理想,综合气膜冷却效果欠佳,并且不同排布方式与孔倾角对气膜冷却效果的影响不大;扩张型气膜孔对斜坡的气膜贴壁性和冷却效果都有很大的改善,在45°孔倾角,出口直径0.6 mm的扩张孔模型中,由吹离高温火焰面与气膜叠加覆盖产生的综合冷却效果达到最优;在主流高离心力场的影响下,吹风比较大时二次补燃区下游也能获得较好的气膜贴壁效果;排布方式对二次补燃区气膜冷却效果的影响比孔倾角更明显。在实际燃烧工况下全覆盖气膜冷却对棘轮型超紧凑燃烧室壁面有很好的冷却作用,扩张型气膜孔能有效改善气膜冷却效果。     

双层亚铁磁磁性薄膜的磁矩研究

采用Heisenberg模型,利用线性自旋波近似和格林函数技术研究双层亚铁磁薄膜的磁矩,分析自旋量子数、层间交换耦合、各向异性参数及温度对双层亚铁磁薄膜磁矩的影响.零温时,层内交换耦合和各向异性不影响薄膜的磁矩.低温时（温度小于等于居里温度的三分之一）,当两格点的自旋量子数相等时,薄膜的磁矩不受层间交换耦合的影响,但随各向异性的增加而增加;当两格点的自旋量子数不等时,薄膜的磁矩随层间交换耦合和各向异性的增加而增加.零温时,两格点的自旋偏差（或量子波动）相等.     

离轴倾角磁控溅射生长氧化锌薄膜及其物性研究

宽禁带半导体ZnO具有高激子束缚能(60MeV)、低生长温度和低成本等诸多优势,是一种理想的紫外光电材料.作为光电器件的核心部分,薄膜质量是影响器件性能和表现的关键.因此,高质量ZnO薄膜的制备具有重要研究意义.相比于分子束外延和金属有机化学气相沉积等薄膜生长方法,磁控溅射技术具有明显的成本优势,并且适于大尺寸薄膜的生长,是薄膜生长工业中利用率最高的一种技术手段.采用新型共溅射磁控溅射系统,以离轴倾角溅射方式在硅基片上沉积一系列ZnO薄膜,探究了溅射功率和生长气氛等主要工艺参数对ZnO薄膜的形貌、结构和发光等物性的影响.     

高阻隔性玉米醇溶蛋白膜在调料包中的应用研究

阻隔性能是食品包装膜的重要性能之一,以柠檬酸和甘油复合增塑在不同条件下制备的玉米醇溶蛋白膜分别具有较好的阻湿、阻油和阻气性能。制备了低吸湿膜、高阻湿膜和高阻油膜3种玉米醇溶蛋白膜,分别进行吸湿性、阻水性和阻油性的测定,并制成包装袋用于调料粉和植物油的包装应用试验。结果表明:在这3种蛋白膜中,低吸湿膜的吸湿率最低,为(1.81±0.19)%,高阻湿膜的水蒸气透过率最低,为(7.58±0.78) g·mm·m^-2·d^-1·kPa^-1,高阻油膜的透油系数最低,为(0.435±0.030) g·mm·m^-2·d^-1;储藏至第135天时,低吸湿膜和高阻湿膜调料包的质量变化较小,其所含的调料粉水分含量较低;高阻油膜制备的油包质量变化最小,且3种蛋白膜油包均无明显漏油现象;油包内油的酸价和过氧化值最大值分别为0.44 mg/g和2.76 mmol/kg,符合国家标准。说明玉米醇溶蛋白膜有较好的阻湿性、阻油性和阻气性,具备作为方便面调料包和油包包装材料的可能性。     

一种两级微桥结构快速测温微型传感器的研制

设计了一种新型薄膜热电阻温度传感器.传感器感温结构由基片（Si）/绝缘层（SiO₂）/感温部（Pt）组成,Pt薄膜片以悬空的微桥连接方式搭接在SiO₂片上,SiO₂片也以同样的方式搭接在Si片上,以此构成两级微桥机构.较之传统温度传感器,该感温部件采用悬空布置结构可使测温过程中的热损失大为减少,并能保证温度传感器热响应的线性度和可靠性. 通过ANSYS有限元软件仿真Pt薄膜片在不同厚度SiO₂片下的温度分布情况. 当SiO₂片厚度为2μm,该传感器热响应时间常数达到最小的10ms,与SiO₂片厚度为5μm 和10μm相比其时间常数减小了50%以上. 研究结果表明:在温度测量过程中,SiO₂片厚度对感温的Pt薄膜片热损失影响很大,在设计中应尽可能减小SiO₂片厚度.     

Effect of Annealing on Structural, Optical and Electrical Properties of CdS Thin Films Grown by ILGAR

CdS thin films were deposited by ILGAR （ ion lay gas reaction） method. The effect of annealing temperature under N2 atmosphere on the structural, chemical, topographical development and optical and electrical properties of CdS thin films was investigated by XRD, SEM, XPS, UV- VIS and two-probe technique. It is found that the cubic-phase of as-deposited CdS film transforms to hexagonal phase with a perfected orientation along （002） plane at 300 ℃ . The band gap decreases with increasing annealing temperature until 300 ℃ , which is consistent with the grain growth. The fall of dark and light resistivitiy is obvious with increasing annealing temperature, corresponding to the continuous grain growth and deviation of stoichiometry at higher temperature. The smooth and uniform surface of as-deposited films becomes rougher through thermal treatment, which is related to grain growth and sublimation of CdS at a higher annealing temperature.     

基于Fluent的压力能交换器端面液膜支撑机理分析

为研究海水淡化用旋转式压力能交换器端面液膜支撑机理和刚度特性,为间隙设计提供参考,对压力能交换器内环向液膜、端面液膜和孔槽进行整体三维建模,基于Fluent对间隙内三维压力场进行定常计算.结果表明,旋转压力能交换器端面液膜支撑为静压支撑,且在讨论端面支撑原理时,环向液膜不能忽略.环向液膜对支撑力的影响体现在对端面润滑槽均压值的影响,当端面液膜间隙小于环向液膜半径间隙时,端面液膜刚度较大,随着环向液膜间隙增大,端面液膜支撑刚度下降,且在端面小间隙下尤为明显.另外发现,端面支撑力与进口压力呈线性关系,且压力越大,端面液膜支撑刚度越大.