Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3系无铅压电陶瓷制备工艺的优化及其结构分析

借助正交试验设计,通过对无铅压电陶瓷压电、介电性能的测试,研究了BaTiO3含量、预烧温度、烧结温度及保温时间对(1-x)(B i1/2Na1/2)TiO3xBaTiO3(简写为BNBT 100x)陶瓷性能的影响。研究结果表明制备BNBT系陶瓷的最优化工艺条件为:BaTiO3摩尔分数x=0.06、预烧温度850℃、烧结温度1 130℃、保温时间2 h。通过XRD分析了BNBT系压电陶瓷的晶体结构类型、晶胞参数及晶格畸变随着BaTiO3摩尔分数的变化,确定了该体系的三方四方的准同型相界在x=0.06~0.08之间。     

用高分辨透射电子显微技术研究0.94(Na1/2Bi1/2)TiO3-0.06BaTiO3的有序结构

用高分辨透射电子显微技术(high resolution transmission electron microscopy, HRTEM)和选区电子衍射(selected electron diffraction, SAED)技术对具有A位复合钙钛矿结构的0.94(Na1/2Bi1/2) TiO3(BNT)-0.06BaTiO3(BNBT6)陶瓷的显微结构进行了深入研究.沿[001],[011]和[111]3个晶带轴方向的SAED花样分析结果表明:A位Bi3 和Na 可以形成2种不同的有序结构──1/2{110}和1/2{111}超结构.据此,建立了BNT的1/2{110}和1/2{111}有序结构模型,其中1/2{110}型有序是由Bi3 层和Na 层沿[110]方向交替排列而形成,1/2{111}型有序是由Bi3 层和Na 层沿[111]方向交替排列而形成.利用多层法,通过计算机模拟了1/2{111}有序结构沿[001],[011]和[111]3个方向的HRTEM像,与实验拍摄的HRTEM像对照,验证了所建立的1/2{111}有序结构模型的正确性.同时,采用快速Fourier变换(fast Fourier transformation, FFT),由1/2(330)和1/2(330)超晶格反射斑点获得的一维晶格像,揭示了沿[110]方向局部Bi3 层和Na 层扭曲导致的位错和反相畴界(anti-phase boundary, APB), APB的存在表明结构中存在着Bi3 层和Na 层沿[110]方向的交替排列,证实BNBT6中存在着1/2{110}有序结构.BNBT6有序结构的HRTEM研究表明:A位Bi3 和Na 的化学有序是导致超晶格反射的主要原因.     

超低碳含铜微合金钢中时效析出相的晶体结构

用高分辨电子显微镜(HREM)进行了Nb、Cr、Mo、Ni等微合金元素复合微合金化的实用超低碳含Cu钢中时效析出相的形貌观察及晶体结构鉴定,探索将HREM分析技术有效应用于工程材料微观结构研究的新途径.在300万倍以上的放大倍率下清晰观察到了尺寸仅有十个nm左右的细小弥散分布的时效析出颗粒以及其中的孪晶结构,还有大量在局部微区形成的过渡结构.尝试用单个颗粒HREM像上的晶格条纹间距鉴定了钢中除ε-Cu以外的另3类时效析出相的晶体结构.结果表明,时效期间钢中析出Cu、Nb、Cr、Mo、Ni的特殊碳化物(碳氮化物),与ε-Cu共同产生时效强化作用.提出了用HREM像对实用钢材中弥散分布的微细析出相进行晶体结构鉴定的实验方法.     

PMS基电致伸缩材料

试验以PMN基驰豫铁电体为基础,通过掺杂和优化工艺,研制出性能优异的电致伸缩材料（1－y)[1-x)PMT-xPT]-yWO3,分析讨论了掺杂改性对材料性能的影响。进一步阐明材料宏观性能与微观结构之间的关系。     

PMN-PT系统中偏置电场诱导压电效应的研究

通过测定PMN-PT系统中不同PT含量时的介温谱、电滞回线和偏置电场诱导下的压电性能探讨了(1-x)PMN-xPT系统(x=0～0.4))的组成、结构与性能之间的关系.实验结果表明,当x＜0.07时,PMN-PT材料表现为典型的弛豫铁电体;当0.07＜x＜0.13时,材料具有弛豫铁电体为主的过渡型结构;当0.13＜x＜0.33时,具有普通铁电体为主的过渡型结构;当x=0.33～0.34时,材料位于准同型相界,而当x＞0.34,PMN-PT则表现为普通铁电体.     

C-S-H凝胶产物在抑制ASR中的作用

用粉煤灰部分取代水泥制作砂浆试件,在模拟孔溶液碱度的碱液中养护,测定了不同龄期砂浆棒的膨胀率和Ca(OH)2含量的变化。试验用扫描电子显微镜(SEM)观察C-S-H凝胶的形貌和用能谱分析(EDAX)测定了C-S-H凝胶的化学组成。结果显示,粉煤灰的掺入对ASR有较好的抑制效果。粉煤灰主要是通过与Ca(OH)2及水泥熟料水化生成的高Ca／Si比的C-S-H凝胶发生二次火山灰反应,生成大量低Ca／Si比的C-S-H凝胶,提高了对孔溶液中Na^ 和K^ 的吸收,从而起到抑制ASR的作用。     

相容性对PA66/POE共混材料形态、微结构及力学性能的影响

采用SEM、TEM、DSC及材料力学性能实验方法研究了马来酸酐 ( MAH ) 接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体 ( POE ) 对PA66/POE共混材料形态、微结构及力学性能的影响。结果表明:热引发官能化POE产物 ( POE-g-MAH ) 可显著改善PA66/POE共混材料的相容性,使材料分散相尺寸减小,分布均匀,且材料缺口冲击强度显著增大。实验发现,PA66/POE-g-MAH共混材料分散相的弹性体颗粒内部存在较多份量的有序结构,材料中的分散相颗粒具有明显促进结晶的作用,此作用引起PA66基体结晶温度增加,结晶度增大,并在分散相质量分数为15% 的脆韧转变条件下,达到极大值。试样熔体的冷却速率越快,则此种促进结晶的作用就越明显。      

SrTiO3基高压陶瓷电容器材料的组成与性能

研究了Ｂｉ２Ｏ３．３ＴｉＯ２和 ＰｂＴｉＯ３的加入量对ＳｒＴｉＯ３基高压陶瓷电容器材料性能的影响。实验的结果表明：最佳加入量的摩尔分数分别是Ｂｉ２ｏ３．３ｔＩｏ２为９％,ＰｂＴｉＯ３为１８％。在１２５０℃的温度下烧结获得了性能为：εｒ＝３２９５;Ｅｂ＝１０．２ｋＶ／ｍｍ;ｔｇδ＝６＊１０＾－４;△Ｃ／Ｃ（－２５－＋８５℃）≤±Ｓ     

SrTiO_3基高压陶瓷电容器材料的组成与性能

研究了 Ｂｉ２ Ｏ３ ·３ Ｔｉ Ｏ２ 和 Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３ 的加入量对 Ｓｒ Ｔｉ Ｏ３ 基高压陶瓷电容器材料性能的影响。实验的结果表明：最佳加入量的摩尔分数分别是 Ｂｉ２ Ｏ３ ·３ Ｔｉ Ｏ２ 为 ９％ , Ｐｂ Ｔｉ Ｏ３ 为 １８％ 。在 １ ２５０ ℃的温度下烧结获得了性能为：εｒ ＝ ３ ２９５; Ｅｂ ＝ １０．２ ｋ Ｖ／ｍ ｍ ;ｔｇδ＝ ６×１０－ ４ ;Δ Ｃ／ Ｃ（－ ２５～＋ ８５ ℃）≤ ±１２％ ;绝缘电阻 Ｒ＝ ７．５×１０１ ２ Ω的高压陶瓷电容器材料。     

掺石膏的低钙水泥水化过程及浆体结构研究

利用高铝粉煤灰可烧制主要矿物组成为硫铝酸钙■和硅酸二钙的低钙水泥(LCC),石膏■对■系列胶凝材料的水化性能起重要作用。为推广LCC的应用,研究了不同■掺量的LCC水化性能。通过等温量热仪、扫描电子显微镜、压汞仪等分析了LCC水化过程及浆体结构,并对LCC抗压强度进行检测。结果表明,随着■掺量增加,LCC水化反应加速,产物钙矾石(AFt)增多且由针状向柱状演变,浆体孔隙率呈现下降趋势;少量■(1%(质量分数))有利于浆体中水化钙铝黄长石的形成,28 d强度增长22.6%;■掺量为5%时,各龄期强度均显著提升;■掺量较高时(10%),浆体早期性能发展迅速而后期性能未见改善;过量■促使AFt发育成管、柱状,尽管浆体孔隙率降至8.4%,但形成了较多微米级粗孔,不利于后期性能提升;不同■掺量(1%～20%)的LCC强度均稳定发展且后期强度不倒缩,展现了LCC的广阔应用前景。