基于格子Boltzmann方法的饱和土壤渗流与传热数值模拟

本文利用随机多孔介质生成算法重构了与真实土壤外貌相近的多孔介质几何结构。通过引入不可压耦合双分布格子Boltzmann模型（lattice Boltzmann model ,LBM）对孔隙尺度下单相饱和土壤渗流和传热进行了模拟。着重讨论了不同渗流压差、孔隙率、土壤固体颗粒尺寸分布对流动与传热的影响。结果表明：土壤渗流速度与渗流压差呈线性单调递增关系,平均温度随渗流压差增加而增大,但温升速率逐渐减缓;当孔隙率增大时,渗流速度增加,且当孔隙率大于0.58时,对流换热作用迅速增强,土壤温升速率显著加快;对于相同孔隙率,当土壤固相颗粒尺寸较大时,流动出现典型优先流效应;随着土壤固相颗粒尺寸减小,土壤温度变化逐渐趋于平缓,平均温度降低。     

氧化物掺杂ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷的制备及电性能研究

采用固相法制备了氧化物掺杂ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其晶相及微观形貌进行了观测;另外,研究了氧化物掺杂对陶瓷介电性能及压敏性能的影响。结果表明,当掺杂摩尔分数为0.50%的Bi2O3和0.50%的Sb2O3时,陶瓷在室温下的εr为36402,tanδ为0.065;在此基础上继续掺入0.25%的MnO和0.35%的Cr2O3,陶瓷的非线性系数α为5.4,漏电流IL为1.5×10–6A/mm2,压敏电压为3.0V。Bi2O3、Sb2O3、MnO和Cr2O3掺杂使ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷的介电性能和压敏性能同时得到了有效提高。     

(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15)]O3+δ陶瓷微波介电特性

研究了A位Ba2+取代对(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ (0≤x≤0.2,CBLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0≤x≤0.025时,体系为单一钙钛矿相,随Ba2+含量的增加,谐振频率温度系数(τf)由-9.4×10-6/℃增加到18×10-6/℃,而品质因数(Q)先增大;当x=0.025时,开始下降.用键价理论分析了谐振频率温度系数随B位键价的变化关系.当x(Ba2+)=2.5%时,陶瓷微波介电性能最佳,即介电常数εr=34.3,品质因数与频率的乘积Q·f =13 400 GHz,τf =-2.1×10-6/℃.     

无压烧结制备0.88PMN-0.12PT高度透明铁电陶瓷的显微结构研究

用传统的无压烧结工艺制备出稀土元素La掺杂的高度透明纯钙钛矿相0.88Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.12Pb Ti O3(简称0.88PMN-0.12PT)铁电陶瓷。当陶瓷样品厚度为0.8 mm时,在1550 nm处透光率达67%,接近其理论极限。电滞回线测量结果表明该组分透明陶瓷为典型的弛豫铁电体。显微结构观察结果表明陶瓷非常致密,晶粒排列规则,晶界结合强度高,多呈穿晶断裂,晶界干净,且厚度2 nm。     

S 波段径向线陶瓷密封窗的分析与设计

为了实现对径向线输入与输出部分的真空密封,优化高功率阵列天线的拓扑结构,本文研究了一种径向线陶瓷 密封窗。基于模式匹配法理论分析了径向线陶瓷密封窗的传输与反射特性,之后以此为依据对其进行了仿真设计,改进 了结构实现方式,降低了三相点和突变结构对密封窗表面电场的影响。设计结果表明：该径向线陶瓷密封窗反射系数小 于0.1,设计功率容量约150 MW。     

压电驱动电源快速放电回路的研究

为提高压电陶瓷驱动的高压精密微流量阀的频响及微流量输出控制精度,针对压电陶瓷驱动电源不能在断电后将压电陶瓷中的极化电荷迅速释放的缺点,该文在研究压电陶瓷驱动电源的过程中,设计并实现了一种新型快速放电回路,在驱动信号切断后,可快速对压电陶瓷进行放电,使其恢复初始状态,且其放电时间达到毫秒级.在完成快速放电同路特性仿真的基础上,利用所设计的压电陶瓷驱动电源及快速放电同路,对8 mm×8 mm×20 mm、电容为2.3 μF的压电陶瓷进行了驱动与快速放电试验测试,结果表明,该电源的快速放电特性,可有效提高压电驱动微流量阀流量的控制精度及流量阀的频率响应特性.     

CaB2O4/CBS复相陶瓷的制备及性能

研究了偏硼酸钙(CaB2O4)与钙硼硅(CBS)玻璃按不同比例制备的CaB2O4/CBS复相陶瓷的相组成、显微结构、介电性能和热膨胀系数等。在200～500℃时,复相陶瓷的热膨胀系数为10×10–6 K–1。当添加w(CBS)为20%,CaB2O4/CBS复相陶瓷经过930℃保温2 h后,试样主要由CaB2O4晶相和少量的β-CaSiO3晶相所构成。微观结构致密,气孔率低,晶粒尺寸为5μm左右。在10 MHz下,εr为7.18,tanδ为1.2×10–4。     

功率电子器件用AlN陶瓷基板的研制

阐述了AlN陶瓷的烧结原理 ,分析了烧结工艺参数对大面积AlN基板性能的影响 ,成功研制出了高热导率(190W /m·K)、大面积 (14 0mm× 90mm)、翘曲度为 2 0 μm/5 0mm的AlN陶瓷基板。     

多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.