PZT陶瓷的韧性和温度与相变和极化的关系

研究了ＰＺＴ压电陶瓷铁电相变前后的断裂韧性和强度。分析了极化电场与外应力的相对取向对力学性能的影响。探讨了力学性能与极化层导致的畴转向和显微结构变化之间的关系。结果表明，断裂韧性和强度都随着温度的升高而下降至居里点处的低限值，然后略有回升。由于铁电相的热、弹性各向异性引起的内应力和极化残余应力，以及表面应力等的存在，强度比韧性随温度变化的幅度更陡。     

电场作用下水分子转向极化和离子扰动对生物溶液相变过程的影响

从水分子偶极转向极化和离子迁移运动两个方面分析了电场对生物溶液相变过程的影响.电场作用下产生的水分子偶极转向极化,使定向在电场方向上的水分子具有最稳定的状态,并且水分子沿电场方向上的麦克斯韦-波尔兹曼能量分布函数具有最大值,电场效应具有诱发冰核形成和抑制冰晶生长的作用.电场作用下产生的离子迁移运动,扰乱了水分子排列结构,改变了水分子的运动状态,造成了溶液内部电荷密度变化,对冰晶生长具有强烈的抑制作用.     

复合钙钛矿铁电陶瓷的电场诱导畴反转特征研究

本文通过铌锌酸铅基复合钙钛矿结构铁电陶瓷的的电畴观察,强场极化反转行为以及直流偏压下介电行为和Ｘ射线射衍射峰等的详细测量,对铁电微畴,宏畴在外场诱导下的反转规律进行了分析,探讨了与铁电陶瓷介电行为相对应的微观极化机制。     

组份变化对PZST陶瓷反铁电-铁电相变的影响

对ＦＥ－ＡＦＥ相界附近ＰＺＳＴ陶瓷结构性能及场诱相变临界以 随机份和温度的变化进行了研究,在相变临界温度ＴＦＥ－ＡＦＥ以下,被电场诱导出的铁电态在撤去电场后以亚稳态形式存在,随着温度升高,亚隐铁电态在此温度转变为反铁电态,随着Ｔｉ含量的增加,样品由方反铁电相穿越相界转变为三方铁电相,介电常数峰值εｍａｘ增大;同时亚稳铁电态→反铁电态相变温度ＴＦＥＦＥ和△Ｅ分别与ＴＦＥ－ＡＦＥ和Ｔｃ相关,随着ＴＥ     

衬底对PZT铁电薄膜显微结构的影响

利用ＸＲＤ和ＳＥＭ观察了在不同衬底材料上用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备的ＰＺＴ铁电陶瓷薄膜的显微结构，发ＰＺＴ薄膜的结晶性能受衬底材料的影响极大。ＰＺＴ薄膜在金属铂片上能够很结晶。而在单晶硅片上则很难结晶，其在镀铂硅片上的结晶难易程度介于金属铂片与单晶硅片之间，在衬底上制备ＰＴ过渡层可以促进ＰＺＴ薄膜的结晶。     

PZT陶瓷FRL-FRH相变自发极化的定量计算

针对ＰＺＴ９５／５陶瓷材料ＦＲＬ－ＦＲＨ相变时的热释电特性,建立了相变过程中自发极化随温度绵定量计算表达式,表达式中的函数级数依据Ｌｅｉｂｎｉｚ交错级数定理,可按照实际要求的精确程度进行级数求和,故利用计算机拟合了自发极化随温度的变化曲线,拟合曲线与实验测量的结果相一致,证明了理论计算公式能定量地描述相变过程中自发极化随温度变化的规律,有利于对铁电材料的相变性质进行深入的研究。     

PZT陶瓷中由氧空位与畴壁相互作用引起的内耗

采用低频倒置扭摆内耗仪对组分为 Pb(Zr0.7Ti0.3)O3 (PZT73)和 Pb(Zr0.3Ti0.7)O3 (PZT37) 的两种陶瓷的内耗 Q-1及振动频率的平方 f 2（正比于材料的剪切模量 G）与温度的关系进行了 测定。在纯三角相的 PZT73陶瓷中发现两个内耗峰。高温内耗峰 PM起源于材料的顺电－铁 电相变 ,低温内耗峰 P1本质上是一个宽化的 Debye峰,可归因于氧空位作用下的畴壁振荡弛豫。 对纯四方相的 PZT37陶瓷,除了 P1和 PM峰外,在 P1与 PM峰之间另有内耗峰 P2,这与 900畴附 近的氧空位团簇的弛豫有关 ,其特征可用描述强关联系统的关联态模型（ Coupling model）描述。     

冲击应力作用下 PZT95/5铁电陶瓷电响应的理论分析

考虑了铁电介质的介电松弛和电导率松驰，及冲击波阵面在样品中传播过程的影响，改进了垂直模式冲击应力作用下铁电陶瓷电响应的理论，且理论分析与实验结果基本一致。     

溅射工艺参数对PZT铁电薄膜相变过程的影响

采用射频磁控溅射工艺,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用ＰＺＴ（５３／４７）陶瓷靶制备铁电薄膜。用快速光热退火炉对原位沉积的薄膜进行ＲＴＡ处理。     

On the effects of an electric field on the fracture toughness of poled piezoelectric ceramics

Central crack specimens have been used to study the effects of an applied electric field on the fracture toughness of poled soft lead zirconate titanate ceramics (PZT-5). The ultrasonic lapping technique was used to machine the central crack of the specimens used. The present experimental study illustrated that changing the field from negative to positive reduced the fracture toughness of a specimen subjected to an applied electric field. These experimental results were in agreement with the observations made by Park and Sun (J. Am. Ceram. Soc. 78 (1995) 1475) and Heyer et al. (Acta Mater. 46 (1998) 6615). Finite element results were employed to compare with the experimental data. Four fracture criteria, i.e. total energy release rate, mechanical energy release rate, local energy release rate and strain energy release rate, were compared with the experimental results. It was found the local energy release rate, which was defined based on a strip electric saturation model, was in broad agreement with the experimental observations. Moreover, it was found that the strain energy density criterion was unable to describe the effect of electric field on fracture toughness when a large electric field was applied.     

应力对压电陶瓷驱动器位移性能的影响

在研制由钨青铜型压电陶瓷分立驱动器组装成特种圆环状压电驱动器中,发现组装后横向位移模圆环驱动器的位移量呈现异常的变化;它的位移量比分立器件的增加可达～３０％．对组成、器件制备等进行了大量实验,分析认为;分立器件在组装后处于严重的压应力中,它对逆压电效应的影响是上述结果的原因．它的主要机制是在压应力下通过９０°畴重新取向或钨青铜结构中基本组元－氧八面体的畸变使自发极化偏离于原压应力方向,一旦施加电场则造成位移量的大大增加．     

部分化学法制备PbNb(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷及其电致应变性能研究

设计了部分化学法制备PbNb(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷粉体，前驱体在600℃/2h的预烧条件下形成钙钛矿晶相结构，经行星球磨后获得亚微米粒度分布的粉体，采用流延法在型，在1100℃/4h的烧结条件下获得了相对密度＞97％，晶粒大小约为4μm的样品，在组成为Pb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3的系列样品，随Ti含量增加，样品出现从反铁电态转变的趋势。在y=0.06的配方中，在6kV/mm场强下测得了0．33％的纵向应变。     

钛含量对温度梯度PZT铁电体电极化特性的影响

根据Landau-Devonshire自由能理论,研究了当温度呈梯度变化时,不同钛含量的PZT铁电体的电极化特性。结果表明,当温度呈正(负)梯度变化时,极化强度沿轴向单调递减(增);极化强度变化程度随钛组分的增多而减小。计算了当温度变化量一定时,PZT50/50、40/60、20/80和PbTiO3铁电体的单位面积电荷偏移量,拟合结果显示,钛组分的增加,将导致电荷偏移量数值的逐渐减小。     

12kV真空断路器灭弧室结构对电场分布影响的仿真研究

本文采用COMSOL有限元软件研究了均压屏蔽罩、主屏蔽罩以及触头开距对真空灭弧室电场、电位分布的影响。结果表明:主屏蔽罩端部、动静触头端部和主屏蔽罩与触头之间的区域是场强集中处,是最容易产生击穿放电的位置,也是真空灭弧室绝缘结构优化设计的关键部位。改善真空灭弧室内部结构的对称性可以使电场分布更加均匀;主屏蔽罩端部卷边方向朝内侧,能够将场强最大值从触头附近转移到主屏蔽罩端部附近,有利于触头电弧熄灭;主屏蔽罩端部卷边半径设置为3 mm、卷边角度设置为90°,有利于降低场强最大值;主屏蔽罩坡度设置为15°能够使触头附近的场强减小;主屏蔽罩半径设置为50 mm、总长度设置为110 mm较为合适;增大触头开距可以减小灭弧室内部的电场强度,但灭弧室内部的电场分布几乎不变。本文的研究结果可为真空灭弧室的小型化设计提供理论依据。     

关于残余应力的静载松弛与最佳喷丸残余应力场的研究

本文研究了喷丸残余应力场在疲劳加载初期的静载松弛现象及机理,并对最佳喷丸残余应力场进行了探讨。试验结界表明,残余应力在疲劳过程中的静载松弛是工件表层材料剧烈塑性变形的结果。残余应力的静载松弛会使晶界、相界等障碍物处形成一定数量的微裂纹,给工作表层材料带来损伤,降低疲劳裂纹的形核寿命。为了避免疲劳初期由于残余应力的静载松弛所造成的损伤,在喷丸后采用应力松弛低温回火工艺,预先降低残余应力场中的最大残余压应力值,建立最佳残余应力场。这种通过热激活的方式使残余应力发生的松弛属子非损伤性松弛,因而能够有效地提高材料在S—N曲线上的较高交变应力区的疲劳寿命。     

金属诱导a-Si横向结晶速率与外电场的关系

分析了外加直流电场对Al和Ni诱导非晶硅(a-Si)薄膜横向结晶速率的影响,指出,在热处理条件下,Al和Ni能加快诱导a-Si薄膜横向结晶的速率;适当强度的外加电场能明显加快金属诱导a-Si横向结晶速率;Al和Ni诱导a-Si结晶速率的增大主要是电场提高了扩散物的迁移率.但场强超过某临界值后该速率降低.基于电迁移效应,对此结果作了较合理的解释.结合文献,提出一经验公式,并用MATLAB模拟了外电场中Al和Ni诱导a-Si薄膜横向结晶速率曲线.     

分体式空调器室内机送风角度和速度对室内温度场影响的实验研究

实验研究了分体式空调器室-内机送风角度和速度对室内温度场的影响。实验结果表明：相同制冷、制热能力的空调器，在不同的送风角度和速度，将产生差异非常明显的室内温度场，人体感知的制冷、制热效果也会完全不一样；合适的送风角度和速度，不但可以满足用户快速制冷、制热和其它舒适性的要求，还能起到有效利用能源和节能的作用。