陶瓷粉末靶与陶瓷块状靶溅射制备PZT薄膜的性能比较

介绍了RF溅射冷压法制备的PZT陶瓷粉末靶和块状靶制取PZT薄膜的过程。二种方法避开了热压法制作PZT陶瓷块状靶的复杂工艺及昂贵设备,均能获得化学成分稳定的钙钛矿结构PZT铁电薄膜;用粉末靶制取的薄膜的热处理温度比块状靶低200℃;用块状靶制取的薄膜具有清晰的晶粒,较好的化学配比、电性能及高的密度;用粉末靶未见有明显的晶粒,存在玻璃质,其化学配比与源材料相比有较大差异,电性能也略为逊色。     

用Sol—Gel法制备PZT铁电陶瓷及薄膜

用Sol-Gel法制备了Pb(Zr0.5Ti0.5)O3(PZT)铁电陶瓷与薄膜，观察了它们的结晶情况并测定了它们的电学性能。利用Sol-Gel法，可降低PZT陶瓷粉料的预烧温度约200℃，所得陶瓷致密，晶粒均匀；具有较好的介电性能。PZT陶瓷显示弥散相变特征，PZT薄膜的晶化受基底影响很大，基底晶格越完整，与PZT薄膜的晶格失配率越小，PZT薄膜的晶化就越。采用PbTiO3过渡层促进PZT薄膜在镀铂硅片上晶化。PbTiO3过渡层与PZT薄膜的串联电路，其表观电学性能与相应的PZT体材料相近。     

PZT/ZnO薄膜制备及其结构特性研究

利用固相反应制备的ZnO-Li_(2.2%)陶瓷靶和RF射频磁控溅射技术在Si(100)基片上制备了高度c轴择优取向的ZnO薄膜,XRD和电性能分析表明掺杂Li离子改善了ZnO靶材的结构和性能,同时研究了不同RF溅射温度对ZnO薄膜结构与取向的影响;然后采用sol-gel前驱单体薄膜制备方法,以ZnO为过渡层淀积PZT薄膜,探讨高度c轴(002)择优取向ZnO薄膜对PZT薄膜结构与性能的影响,实验发现在PZT/ZnO异质结构中,致密、均匀和高度c轴择优取向的ZnO可作为晶核,促进PZT钙钛矿结构转化、晶粒(110)择优取向生长,相应降低PZT薄膜的退火温度.     

0-3 PZT/PVDF 压电复合材料的制备及其性能

采用溶液混合法制备PZT/PVDF压电复合材料。首先用水热法制备出适合溶液混合的PZT陶瓷粉末,并根据陶瓷粉末对PVDF的吸收量,选择乙醇作为PVDF的溶剂进行混合,然后烘干制备PZT/PVDF复合粉末,再成型极化。实验结果表明,这种复合方法提高了PZT陶瓷颗粒在PVDF有机基体中的分散度,使材料内部均匀,结构致密,从而提高了PZT/PVDF压电复合材料的压电和介电性能。      

Sol-gel法制备Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜

利用Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度、保温时间和薄膜厚度对其晶相、微观结构和铁电性能的影响.在500℃退火处理的PZT薄膜开始形成钙钛矿相;在550℃退火处理的PZT薄膜基本形成钙钛矿相结构;升高退火温度(500～850℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(120～630nm)都有利于PZT晶粒的长大.在650～750℃退火的PZT薄膜具有较好的铁电性能,保温时间对PZT薄膜的铁电性能影响不大,PZT薄膜的厚度为200～300nm时可以得到比较好的铁电性能.在退火温度750℃、保温时间30min条件下退火处理厚310nm的PZT薄膜,其剩余极化值(2Pr)和矫顽电场(2Ec)分别是72μC/cm2、158kV/cm.     

多孔PZT95/5铁电陶瓷的机械性能和铁电性能研究

采用添加造孔剂的方法制备多孔锆钛酸铅(PZT95/5)铁电陶瓷, 研究了孔结构包括孔隙率、孔径及孔形状对多孔PZT95/5陶瓷机械性能和电性能的影响及机理, 并揭示多孔PZT95/5陶瓷微观结构、机械性能和铁电性能的内在联系。研究表明: 孔隙率的增加降低了多孔PZT95/5陶瓷的声阻抗, 改善了陶瓷与封装材料的声阻抗匹配. 孔隙率增加, 多孔PZT95/5陶瓷的屈服应力和剩余极化强度降低, 矫顽场强增大。孔结构对多孔PZT95/5陶瓷屈服应力的影响可由应力集中理论解释; 多孔PZT95/5陶瓷剩余极化强度随孔结构的变化可用内应力结合空间电荷理论加以解释。     

用于非制冷热释电红外探测器的 PZT铁电薄膜研究

采用溶胶-凝胶和射频磁控溅射相结合的方法制备了PZT铁电薄膜．用溶胶-凝胶法制备一层PZT薄膜作为籽晶层,在衬底PZT(seed layer)／Pt／Ti／SiO2／Si上用射频磁控溅射过量10％Pb的Pb(ZrxTi1-x)O3(x=0．3)陶瓷靶生长厚500nm的PZT铁电薄膜．采用在450℃预退火,575℃后退火的快速分级退火方法对PZT铁电薄膜进行热处理．PZT铁电薄膜获得了较好的热释电性能,热释电系数、介电常数、介电损耗和探测度优值因子分别为P=2．3×10-8C·cm-2·K-1,ε=500,tanδ=0．02,Fd=0．94×10-5Pa-0.5．     

MgO·nAl2O3透明陶瓷的制备及其物性

制备了非化学配比(n=1～2)的透明多晶MgO·nAl2O3陶瓷,研究了光学性质和力学性质与其物相和微观结构的关系.结果表明:非配比MgO·nAl2O3陶瓷主相的晶界处有Al2O3晶粒析出,其数量随着配比n的增大而增加.n=1～1.5的非配比透明陶瓷在紫外-可见波段与化学配比透明陶瓷一样具有较高的光学透过率,而n≥1.8陶瓷的透过率由于较多的第二相物质所引起的散射而有明显的下降.由于尖晶石晶粒性能改变和Al2O3晶粒的能量耗散等因素,非配比陶瓷的硬度和抗弯强度均比化学配比的高.过多的析出相引起的弱界面和缺陷裂纹可能导致陶瓷强度的下降,表现在其抗弯强度随着n的增大呈现先提高而后下降的变化规律.     

离子束溅射组装均质Cu-W膜不同铜钨靶功率、气压对膜结构的影响

目前,对磁控溅射组装Cu-W均质复合膜的工艺及成膜机理研究不够深入。通过磁控溅射组装均质Cu-W薄膜,考察了溅射工艺参数对膜结构的影响。结果表明:直流磁控溅射组装均质Cu-W薄膜时,钨是以β-钨为骨架固溶进部分铜的方式存在;随铜靶功率的增加,铜的晶粒尺寸先变大后变小;随钨靶功率的增大,β-钨有向非晶态转变的趋势,且铜的晶粒尺寸会明显变小;薄膜的沉积速率主要由钨靶功率决定;工作气体氩气气压低于1.0 Pa时,随气压升高,铜的晶粒尺寸变小,高于1.0 Pa时,气压对薄膜结构没有影响。     

锆钛酸铅压电陶瓷元件高温老化行为及其微观机制

长时高温作用会显著加速压电陶瓷元件电学性能的退化，极大地影响压电元件使用寿命。本工作在85、125和150℃下对PZT压电陶瓷元件进行长时老化处理，研究并分析了高温老化过程中PZT陶瓷元件电学性能退化规律及其微观机制。压电常数与介电常数随老化周期延长均退化明显，初期退化速率较慢，后期退化加快并逐渐趋于稳定，介电常数和压电常数退化均符合Boltzmann变化规律。85℃和125℃下老化49 d时，元件介电常数退化率达到最大，分别为31.01%和36.48%;压电常数退化率达到最大，分别为11.57%和19.02%。PZT压电元件介电性能退化主要由表面Ag电极内结构退化、Ag/PZT界面弱化及PZT陶瓷退极化三方面所贡献，其中界面弱化和陶瓷退极化占主导。长时高温作用促使Ag电极逐渐缓慢氧化生成Ag₂S,晶粒收缩产生大量孔洞，导致Ag电极致密度下降和Ag/PZT界面分层，降低了Ag/PZT的电容率；此外，长时高温作用加速了PZT陶瓷电畴转向无序状态，促进氧空位位移钉扎电畴壁，导致了PZT压电元件介电性能退化。     

潜艇目标尺度模拟方法与技术研究

潜艇目标尺度模拟研究是水中目标特性研究的一个重要课题。本文结合潜艇目标回波特性及探（反）潜设备目标尺度识别方法，提出了潜艇目标尺度模拟特征模型，并建立硬件系统予以实现取得了满意的湖上试验结果。     

基于队列流水线的弱点目标轨迹跟踪算法

在宗思光等人提出的基于多量级多向梯度表决融合的双波段目标检测算法基础上,针对连续帧图像虚警点的线性累加性,以至于不易于目标跟踪及后期处理等不足,文章依据弱点目标在相邻帧间的运动不可能有大的跳跃,信号强度不会突变的特性,提出了可同时跟踪多个目标的算法,并进行了相应的实验,根据仿真已及实拍图片的实验,结果说明该方案是可行的,离实际应用要求又近了一步,具有较高的研究参考价值.     

Beam-spot temperature monitoring on the production target at the BigRIPS separator

Since 2007, a water-cooled high-power rotating disk target has been in operation at the in-flight radioactive-isotope beam separator (BigRIPS), RIKEN. The target should withstand a goal beam intensity of 1 particle μA (pμA) ²³⁸U-beam at 350 AMeV with a spot size of 1 mm in diameter, resulting in a heat deposit of 22 kW in the target.A beam-spot temperature monitoring system using infrared devices in high-radiation environment was elaborately developed. The beam-spot temperature on a beryllium (Be) fixed target and on a rotating Be and tungsten (W) disk target was measured with the most intense beams presently available at our facility. The heat deposit achieved was 0.6 kW, that is 1/37 of the goal value. At the present beam intensity, the result supports our estimation that a water-cooled rotating disk target of 30 cm diameter can withstand an approximately tenfold beam intensity compared to a water-cooled fixed target.     

天文光电图像序列空间目标虚警消除技术

空间目标虚警主要来自恒星目标、恒星目标拖尾、空间目标的拖尾、背景图像及噪声,其虚警消除效果直接影响了整个天文光电观测系统的检测概率和虚警概率.在深入分析空间目标虚警来源的基础上,根据不同类型的虚警在图像中的不同特点,提出了相应的消除虚警的方法:1)利用目标的基本特征消除虚警;2)基于恒星目标拖尾和空间目标拖尾定位的方法...     

纯方位目标运动分析可测性研究

纯方位被动目标运动分析在理论上和实际上匀有许多应用,为了保证本艇有唯一的跟踪,必须研究目标运动分析的可测性问题,文章利用线笥代数的基本方法,获得了一个新的可测性准则,随后应用在经典的目标运动分析问题中,研究表明,该方法是切实有效的。     

真假目标红外图像相似度检测算法

本文提出了真,假目标红外图像相似性定量的计算方法.该方法应用小波变换将真、假目标的红外图像分解为不用层次的子图像;利用Harris角点检测算子提取不用层次子图像的特征点,构成特征点集;并利用改进的Hausdorff距离计算出特征点集之间的Hausdorff距离.该距离越小说明真、假目标的红外图像越相似,也就说明假目标的红外示假效果越好.实验结果证明该算法能客观准确的计算出真、假目标红外图像的相似度,计算过程快速.     

Status and overview of production target for BigRIPS separator at RIKEN

A water-cooled high-power rotating disk target is employed at the in-flight radioactive-isotope (RI) beam separator (BigRIPS), RIKEN. For a ²³⁸U primary beam with energy of 350 A MeV and an intensity of 1 particle μA bombarding a beryllium or carbon target disk with a 1 g/cm² thickness, a total heat loss of 28 GW/m² on the target surface is estimated for a beam-spot size of 1 mm in diameter.For the development of a suitable target assembly, a test bench was constructed and has been used for the present RI beam separator (RIPS). A beam spot temperature monitor using an infrared thermo-viewer with telescope lens was developed. The measured temperature for some high-power beam experiments corresponded to results of computer simulations. A radiation hardness test of the magnetic fluid used for a vacuum-tight rotating actuator was performed by irradiating with intense γ-ray converted from an electron beam. No significant change of viscosity was observed up to the total dose of 0.7–1.8 MGy.Based on these studies, a practical target system for the BigRIPS separator was designed. To facilitate the maintenance of the target system in a high-radiation environment, a remote-handling maintenance cart system is considered.     

铝掺杂氧化锌(AZO)废弃靶材回收再利用的研究

将AZO原料粉末和AZO残靶研磨后的粉末混合,采用注浆成型和常压大气烧结工艺制备靶材,实验主要测试了相对密度、吸水率、线收缩率和电阻率等性能,并通过XRD和SEM表征AZO靶材的晶体形态和微观结构,与新靶材进行性能对比,研究残靶粉末回收利用对靶材性能的影响。残靶粉末的加入对AZO靶材有轻微影响,测试结果显示烧结温度1450℃、保温5h、AZO残靶加入量为10%时有较好的性能:相对密度高达99.24%,吸水率和收缩率分别为17.96%和15.70%,电阻率为2.12×10-3Ω·cm。含有残靶的AZO靶材稍差的性能可能归结于AZO粉末和残靶粉末的兼容性。     

Toward large-area targets for “TRAKULA”

TRAKULA (Transmutationsrelevante kernphysikalische Untersuchungen langlebiger Aktinide, i.e., nuclear physical investigations of long-lived actinides with relevance to transmutation) is a joint research project of the German Federal Ministry of Science and Education (BMBF) on nuclear physics investigations with modern scientific, technological and numerical methods. Experiments concerning the transmutation of radioactive waste are a central topic of the project. For this, large-area samples (≥40 cm²) of ^235,238U and ^239,242Pu compounds are required for the calibration of fission chambers and for fission yield measurements. Another topic within the project requires large-area targets for precise measurements of the half-life, t_1/2, of very long-lived α-particle emitters like ¹⁴⁴Nd (t_1/2≈2×10¹⁵ y). Here, we report on electrodeposition tests with Gd and Nd (used as chemical homologs of the actinides), which were performed to find optimal deposition conditions for small-area targets that should be applicable to future large-area targets.The layers were produced by molecular plating. A new stirring technique, ultrasonic stirring, was adopted and found to be suitable for producing large-area targets. Moreover, two different current densities (namely 0.7 and 1.4 mA/cm²) were studied and found appropriate for target preparation. Characterization of the layers with different analytical techniques played a major role in these studies to gain a deeper understanding of the deposition process itself: neutron activation analysis and γ-spectroscopy were used for yield measurements, radiographic imaging for homogeneity studies, scanning electron microscopy for morphology studies, and atomic force microscopy for roughness studies. According to the obtained results, a new electrochemical cell for the production of large-area targets was designed.     

靶球真空吸附装置中吸取力的计算

系统地分析了靶球真空吸附装置中靶球受力状况，介绍了一种简单有效地确定靶球真空吸取力的计算方法，通过强度校核的方法，得到合理的吸取力参数范围；并分析了吸取力对靶球位置精度的影响。在实际应用中验证了吸取力设计的合理性。