不同氧化物掺杂对KNN无铅压电陶瓷性能的影响

为了获得压电性能高、稳定性好的无铅压电材料,利用传统固相烧结法制备(Na0.5K0.5)NbO3-(Bi0.5 Li0.5)TiO3-BaZrO3(简称KNN-BLT-BZ)无铅压电陶瓷.通过掺杂不同的氧化物,研究了不同氧化物掺杂对KNN-BLT-BZ无铅压电陶瓷性能的影响.实验表明,利用Ni2O3进行掺杂所得陶瓷的压电及铁电等性能最优:d33=265 pC/N,Qm=109,kp=0.34,tanδ=0.026,Pr=22.4μC/cm2,Ec=1.37 kV/mm,并且具有较高的居里温度(253℃);Fe2O3掺杂则可以明显提高陶瓷应变,促进晶粒长大,提高Qm、d33和室温下εr,降低室温下介电损耗;ZnO掺杂会降低压电陶瓷介电损耗,提高损耗的温度稳定性;掺杂Ag2O后会使陶瓷烧结温度提高.     

聚偏氟乙烯基聚合物电解质膜在高能量密度金属锂负极固-液混合电池中的应用

使用聚合物基固态电解质膜的金属锂负极固–液混合电池是一种有望实现的高能量密度、高安全性新型锂电池。采用大面积涂覆成膜的方式实现了高性能聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物电解质薄膜的制备,通过对电导率、耐高压性能、与金属锂负极界面稳定性、扣电性能等电化学性能的测试,验证其在高能量密度电池中应用的可能性,组装了350 W?h/kg的软包固–液混合电池和1～4层双电极软包电池,最后提出了有望实现400 W?h/kg以上超高能量密度的可行技术方案。     

粘结剂钴对于聚晶金刚石复合片热稳定性的作用机制

热稳定性是聚晶金刚石复合片(PDC)的一个重要性能指标。利用车削花岗岩法测定了PDC刀具的热稳定性能, 采用热分析法、工具显微镜和扫描电子显微镜观测了PDC刀具中粘接剂钴的分布与形貌以及热损伤情况。研究表明: 粘接剂Co热胀冷缩和氧化产生了热龟裂裂纹, 导致PDC刀具机械性能降低, 这是PDC刀具热稳定性下降的主要因素; PDC刀具中Co存在3种分布形式, 分别是金刚石间的球粒状Co颗粒、“Co岛”和叶脉状的Co分布, 其中以叶脉状分布的Co对PDC刀具的热稳定性影响最大。讨论了控制粘接剂Co分布与形貌以提高PDC热稳定性的方法。     

铌酸钾钠无铅压电纳米棒阵列的制备

针对一维KNN纳米结构的研究还存在取向生长较难、产物压电性能有待提高等问题，本文采用水热法与掺Nb的钛酸锶(SrTiO₃)(NSTO)衬底辅助相结合的方式，通过控制水热反应温度、反应物五氧化二铌(Nb₂O₅)浓度以及水热反应时间实现高质量的KNN纳米棒阵列的取向生长。研究结果表明，在水热反应温度为190 ℃、Nb₂O₅浓度为40 mL/g、水热反应时间为18 h时，获得取向单一、结晶性好且压电响应明显的KNN纳米棒阵列。此研究可为无铅压电KNN晶体在微纳尺寸器件制备及能量回收等方面提供借鉴。     

碳纤维增强BT-HA复合材料的制备与性能

目前,人工骨由于力学性能不佳在应用上受到极大的限制,因此,如何在保证人工骨具有压电性能和生物性能的前提下提高其力学性能成为了研究热点。本文以钛酸钡-羟基磷灰石(BT-HA)复合材料为基体,质量分数为5%的碳纤维(C_f)作为增强体,利用传统固相烧结法制备了C_f/BT-HA复合材料,目的是在保证电学性能不变的前提下提高复合材料的力学性能。结果表明,BT-HA复合材料中加入C_f后,电学性能基本保持不变,力学性能得到了很大的提升。样品具有较好的铁电性,压电常数d₃₃为37 pC/N,居里温度为170 ℃,高于人工骨的使用温度。抗弯强度达到121.7 MPa,硬度达到3.56 GPa,均增大到未加C_f样品的3倍,断裂韧性增加了1倍,达到1.21 MPa·m^1/2。C_f/BT-HA复合材料没有细胞毒性且骨诱导性良好,有望应用于骨替代材料领域。