Y2O3掺杂对钛酸锶钡陶瓷材料介电-温度及电阻率-温度特性的影响

钛酸钡基电介质陶瓷因具有良好的介电和正温度系数特性已被广泛应用于科技、工业以及日常生活中，在新兴领域的需求下，开发具有低居里温度和高常温电阻率特性的电介质陶瓷材料具有重要意义。因此，采用固相法制备了不同掺杂浓度氧化钇(Y₂O₃)的钛酸锶钡(Ba_0.7Sr_0.3TiO₃,BST)，正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)陶瓷材料，通过X射线衍射和扫描电镜测试了试样的理化特性，利用宽频介电谱仪和电阻率–温度测量系统分别获得了试样的介电–温度特性和电阻率–温度特性，并构建了四象限模型分析钇(Y)对材料介电–温度特性和电阻率–温度特性的影响机理。研究表明：随Y₂O₃含量的增大，介电常数和居里温度均呈先增大后减小的趋势，而常温电阻率呈现相反的变化趋势。0.0008 mol的Y₂O₃掺杂可大幅提高BST材料相对介电常数(>10⁵)...     

富氧燃烧模拟烟气中SO_2和H_2O对Fe_2O_3/γ-Al_2O_3气相砷吸附的影响

采用超声波辅助浸渍法制备Fe_2O_3/γ-Al_2O_3吸附剂,利用固定床反应器,在模拟富氧燃烧烟气条件下研究了烟气组分CO_2、SO_2以及H2O对Fe_2O_3/γ-Al_2O_3吸附剂脱除气相砷的影响特性及机理。结果表明,O_2/CO_2燃烧方式下,高浓度CO_2极大的抑制了吸附剂对气相砷的吸附,而高浓度的H2O则在一定程度上促进了吸附进程。O_2/CO_2气氛中,一定范围内SO_2浓度的升高对Fe_2O_3/γ-Al_2O_3吸附气相砷具有促进作用,当吸附气氛中的SO_2超过一定浓度时,则对气相砷的吸附产生抑制,此时吸附气氛中O_2浓度的提高有助于缓解高浓度SO_2的抑制作用。     

介质材料对NS-DBD等离子体除冰特性影响的实验研究

为了研究介质材料的种类和厚度对等离子体除冰特性的影响规律,在无来流条件下进行了纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励除冰实验.使用示波器记录激励器放电过程中的电压电流波形,通过相机和红外热像仪分别记录了动态除冰过程与激励器表面温度分布.结果 表明,放电电流峰峰值、放电功率及激励器表面平均温度都与介质层的介电常数呈正相关,与介质层厚度呈负相关.激励器表面达到热平衡后,氧化铝陶瓷(相对介电常数ε=9)激励器表面平均温度比聚四氟乙烯(相对介电常数ε=2.55)高30℃;介质材料相同时,厚度为0.3 mm的激励器表面平均温度比0.8 mm高15℃.因此,选择介电常数大、厚度小的介质材料,有助于提高等离子体激励器的表面温度进而提升除冰能力.最后,对介质阻挡放电等离子体的除冰机理进行了分析,气体快速加热效应在除冰过程中起关键作用.     

过冷沸腾下纳米流体颗粒污垢特性的实验研究

为了探讨过冷沸腾流动条件下纳米流体的结垢特性,文中以γ-Al_2O_3水基纳米流体为研究对象,通过改变热流密度、入口温度及质量流量实验研究了γ-Al_2O_3纳米流体在不锈钢换热表面的结垢特性。结果表明,过冷沸腾时γ-Al_2O_3纳米流体颗粒污垢和纳米悬浮液颗粒污垢均没有明显的诱导期,γ-Al_2O_3纳米流体的污垢热阻渐近值及结垢速率均明显小于纳米颗粒悬浮液。热流密度及入口温度对γ-Al_2O_3纳米流体的污垢特性影响显著,并且具有相似的作用结果,随着热流密度和入口温度的升高,纳米流体的结垢速率明显加快,污垢热阻渐近值也随之明显增大。随着质量流量的增加,γ-Al_2O_3纳米流体的污垢热阻值减小,结垢速率变小。     

电晕放电法臭氧发生器电极的研究

论述了电晕放电法产生臭氧的机理和沿面放电用电极的结构及影响因素 ,认为提高电介质的介电常数、表面电阻率和降低电介质的厚度可以提高臭氧发生器的效率。通过实验确定介质为 0 .2 5～ 0 .4m mα- Al2 O3 电极线缠绕间距为 2～ 3mm的管式臭氧电极单根臭氧质量浓度可以达到12～ 13g/m3 。     

铁电聚合物基纳米复合电介质储能材料研究进展

高储能密度聚合物基复合电介质材料在电容器领域具有很高的应用价值,目前很多研究集中在本身具有较高的介电常数的铁电材料上。通过探讨铁电聚合物基纳米复合电介质材料储能理论、电极化特性、充放电效率等与储能密度密切相关的性能,深入分析了复合电介质材料的储能机理并提出了下一步的发展方向。并进一步讨论了目前铁电聚合物基复合电介质材料的主要制备策略,包括纳米填料表面修饰改性、多相共混复合和多层结构调控以及由此实现的介电性能和储能密度的提升。     

大型水轮发电机定子线棒绝缘参数对线棒槽部表面电位分布及电场分布的影响

应用有限元分析软件COMSOL建立了定子线棒槽部模型,仿真分析了绝缘材料参数和厚度对槽部线棒表面电位分布及电场分布的影响规律。结果表明:槽部无气隙的情况下,线棒表面电位最大值出现在防晕层上、下表面的中间位置,电场最大值位于主绝缘角落内侧;对线棒表面电位有影响的是主绝缘相对介电常数、防晕层电阻率和主绝缘厚度,在常见的范围内,主绝缘电阻率和相对介电常数基本不影响槽部电场分布;防晕层表面最大电位与主绝缘相对介电常数呈正相关,与主绝缘厚度呈负相关,与防晕层电阻率的对数值呈正相关且后期影响减弱;主绝缘相对介电常数、防晕层电阻率和主绝缘厚度对槽部最大电位具有综合影响,可通过数值分析得到三元三次多项式的回归模型。     

大型水轮发电机绝缘参数对定子线棒端部电场和电位分布的影响

应用COMSOL软件建立了定子线棒端部的有限元仿真模型,分析了绝缘材料电性能参数对线棒端部表面电场及电位分布的影响。结果表明：随着主绝缘相对介电常数的增大,线棒端部表面最大电场增大,主绝缘材料的相对介电常数选择偏小为佳;主绝缘材料电阻率对线棒端部表面最大电场的影响不显著。各级防晕层的相对介电常数对线棒表面最大电场变化影...     

纳米Al_2O_3掺杂对绝缘纸热老化电气特性的影响

为探究纳米Al_2O_3掺杂对纤维素绝缘纸热老化条件下电气特性的影响,在实验室制备了纳米Al_2O_3掺杂质量分数为2%的复合绝缘纸和普通绝缘纸手抄片,浸油后形成油纸复合绝缘样品,并在130℃老化箱中开展加速热老化试验。试验测试了不同老化阶段纳米复合纸与普通纸的电气参数及油纸老化产物,研究了纳米Al_2O_3掺杂提升绝缘纸电气性能的机理,并分析得到了老化过程对绝缘纸电气性能的影响规律。研究结果表明:掺杂纳米Al_2O_3的复合绝缘纸具有较好的交直流电气特性和抗热老化性能,认为纳米Al_2O_3的"介电双层"结构有效减弱了绝缘纸内界面极化和转向极化,降低了绝缘纸的相对介电常数及介质损耗。纳米Al_2O_3掺杂可以有效降低绝缘纸中载流子迁移率,增大其体积电阻率。Al_2O_3的高热导率及其与纤维素间的连接作用增大了绝缘纸热导率,加速了绝缘纸内热量扩散,提升了绝缘纸抗热老化性能。     

钇铝石榴石荧光粉用α-Al_2O_3粉体的合成及性能研究

利用Al_2(SO_4)_3为铝源,尿素为沉淀剂,采用水热-热解法制备出球形α-Al_2O_3。考察了水热反应时间、反应温度及铝源浓度等反应条件对α-Al_2O_3粉体结晶状况、晶粒尺寸、晶体形貌的影响,分析了合成反应机理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了α-Al_2O_3的物相结构和表观形貌,以自制的球形氧化铝及市售Y_2O_3、Ce_2O_3为原料,采用高温固相法合成钇铝石榴石(YAG∶Ce~(3+))黄色荧光粉,结果表明:通过水热-热解法可控制合成出高分散球形α-Al_2O_3粉体。该α-Al_2O_3是白光LED用钇铝石榴石荧光粉的良好基材。     

Dielectric properties of epoxy nanocomposites

The dielectric properties of epoxy nanocomposites with insulating nano-fillers, viz., TiO₂, ZnO and AI₂O₃ were investigated at low filler concentrations by weight. Epoxy nanocomposite samples with a good dispersion of nanoparticles in the epoxy matrix were prepared and experiments were performed to measure the dielectric permittivity and tan delta (400 Hz-1 MHz), dc volume resistivity and ac dielectric strength. At very low nanoparticle loadings, results demonstrate some interesting dielectric behaviors for nanocomposites and some of the electrical properties are found to be unique and advantageous for use in several existing and potential electrical systems. The nanocomposite dielectric properties are analyzed in detail with respect to different experimental parameters like frequency (for permittivity/tan delta), filler size, filler concentration and filler permittivity. In addition, epoxy microcomposites for the same systems were synthesized and their dielectric properties were compared to the results already obtained for nanocomposites. The interesting dielectric characteristics for epoxy based nanodielectric systems are attributed to the large volume fraction of interfaces in the bulk of the material and the ensuing interactions between the charged nanoparticle surface and the epoxy chains.     

真空环境下电介质表面电阻率测试方法及其影响因素

真空环境下直接测量电介质表面电阻率难度较大、成本较高、时间较长。为解决这一难题,提出了用测量电介质体积电阻率代替真空环境下电介质的表面电阻率的替代测试法;并从理论推导和试验验证两方面分析该替代测试法的可行性;最后以纯环氧板试样为实验对象,测量并分析了其电阻率与环境湿度、环境温度及大气压强的关系。结果表明:该替代测试法是可行的,且电介质表面电阻率与其表面薄涂层体电阻率成正比,厚度成反比;电介质电阻率随着环境湿度、环境温度的增大而减小,随着大气压强变化而变化很小。     

变压器油中腐蚀性硫浓度对绕组绝缘电气性能的影响

为了研究变压器油中腐蚀性硫含量对绕组绝缘性能的危害,通过在变压器绝缘油中添加二苄基二硫(DBDS),以得到三种浓度含腐蚀性硫的绝缘油样品,并将纸包铜绕组浸渍于绝缘油样品中,在130℃下开展加速热老化试验。在不同老化时间取样试品测量相关参数以研究绝缘纸上沉积物的特性、发展规律及其对绕组模型绝缘性能的影响。通过SEM观察铜导线与绝缘纸表面微观形貌变化规律,采用能谱分析技术确定绝缘纸表面沉积物质的元素及含量,利用Keithley6517B测试沉积量对绕组的体积/表面电阻率以及介质损耗参数影响规律。试验结果表明,油中的DBDS含量增加可明显加速铜片表面的腐蚀速度及绕组绝缘纸上腐蚀性物质的沉积,沉积于绝缘纸表面的物质会对绝缘的体积/表面电阻率、介质损耗造成明显的影响。以上研究对深入认识变压器油硫腐蚀机理及有效预防此类事故的发生具有重要意义。     

真空中不同温度下典型脉冲功率领域用有机绝缘材料介电特性的研究

针对脉冲功率领域最常采用的环氧树脂、交联聚苯乙烯和聚乙烯3种典型绝缘材料,设计了一套适用于真空中且可以控温的标准三电极系统。在真空中对不同温度和频率下的介电参数(介电常数、介质损耗、表面电阻率和体积电阻率)进行了测试,并研究了烘烤对其介电性能的影响。结果表明:在不同的温度和频率下,3种材料中聚乙烯的εr和tanδ最小,环氧树脂最大;交联聚苯乙烯的体积电阻率和表面电阻率最大,环氧树脂和聚乙烯次之。烘烤可在一定程度上降低绝缘材料的介电常数和电阻率。综合比较3种材料的电性能和耐热性能,其中交联聚苯乙烯的性能最好,适用于真空脉冲功率领域绝缘。     

电容器介质直流、交流击穿电压值的对比研究

与交流电场不同,在直流电场下,除介质中的空间电荷效应增强之外,电场强度在串联介质中的分配主要由体积电阻率的比值决定.电力电容器常用的液体介质、固体介质由于其相对电容率和体积电阻率存在明显的区别,这给它们复合后在直流电场和交流50 Hz电场的使用上不可避免地带来影响.通过对电容器用液体介质、固体介质以及由他们组成的复合介...     

Surfaces structure of bulk and thin film ferroelectrics

Abstract

Based on the experimental results of thickness dependences of breakdown voltage and dielectric permittivity for BaTiO₃ family ceramics, (Pb, La)TiO₃ thin films and commercial multilayer capacitors, surface layer structures are discussed. Surface layers inside ferroelectric materials are consisting of non-ferroelectric Kanzig layer with low dielectric permittivity and with higher concentrations of impurities due to the inter diffusion between substrates and bulk, internal stresses induced by lattice mismatch, cubic-tetragonal phase transition, electric field induced anisotropies and internal bias field (space charge field). The Voltage - Current characteristics (V-I curve), D-E loops of ferroelectric materials show asymmetric behaviors. Saturation phenomena of V-I curves are observed only ferroelectric temperature region. The breakdown voltage almost depends on the non-ferroelectric Kanzig layer and the dielectric permittivity depends on the volume fraction of non-ferroelectric parts. Log-log plots of dielectric permittivity and breakdown voltage suggest that the thickness of non-ferroelectric Känzig layer should be at least more than 10～20 nm and in the grain boundary thickness of bulk ferroelectric materials should be more, especially in the liquid phase sintering, the thickness of grain boundary is a order of 0.1～0.2 μm.     

凝胶注模成型钠β″氧化铝陶瓷的研究

对钠β″氧化铝(Na-β″-Al2O3)陶瓷的凝胶注模成型进行了系统的研究。以多铝酸锂和多铝酸钠陶瓷粉体为前驱体,采用机械球磨的方法制备了Na-β″-Al2O3前驱粉的陶瓷浆料。通过旋转流变仪对浆料的流变学性能进行了研究,发现浆料主要表现出先剪切变稀再剪切增稠的特性。在引发剂作用下,成功制备了Na-β″-Al2O3前驱粉的陶瓷坯体并烧结成瓷。使用扫描电镜观测了陶瓷素坯和烧结体的微观形貌。用三点弯曲法测得烧结后陶瓷的抗折强度约为230MPa,交流阻抗法测得350℃时Na-β″-Al2O3陶瓷的电阻率约为4.8Ω·cm。     

Dielectric behaviour of neutrophil gelatinase associated lipocalin detected by alpha relaxation process

ABSTRACT

We have investigated alpha (α) relaxation process and its temperature evolution in electrical double layer (EDL) around neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), anti-lipocalin2 (anti-LCN-2) and their conjugate in phosphate buffer. The dielectric permittivity (20 Hz to 1 MHz) of α-relaxation process for LCN-2 and anti-LCN-2 shows variation with temperature. This happens due to unfolding of various microstates of protein at measured temperature intervals. The DSC thermograms of LCN-2, anti-LCN-2 and their conjugate predict that the multiple unfolding domains are parallel to the shifts in real dielectric permittivity at a particular temperature.     

正交实验研究硼铝硅玻璃的介电性能

利用正交实验法,以降低玻璃的介电常数和介质损耗为目标,对硼铝硅玻璃(SiO2-Al2O3-B2O3-RO)组份进行了优化研究.极差分析表明:在选定的水平下,CaO对玻璃的介电常数影响最大,最终得到所选影响因素水平为SiO2 53.5%、Al2O314.5%、CaO 4%时玻璃的介电性能最好.通过对优化后的玻璃分析表明,该玻璃具有很好的热稳定性,不易分相和析晶,并指出要降低玻璃的介电常数可以在保持SiO2含量不变的情况下,适当减少碱土金属的含量.