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高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究

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高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究

作者：房明瑞陕西科技大学

学位级别：硕士

随着电子设备向微型化和多功能化的发展,印刷电路板上大量的无源器件阻碍了其微型化的实现,嵌入式无源器件则是解决该问题的最有效途径,然而由于材料和加工工艺的限制,嵌入式技术在电子封装领域并未实现商业化应用。因此,研发一种新型... 详细信息

随着电子设备向微型化和多功能化的发展,印刷电路板上大量的无源器件阻碍了其微型化的实现,嵌入式无源器件则是解决该问题的最有效途径,然而由于材料和加工工艺的限制,嵌入式技术在电子封装领域并未实现商业化应用。因此,研发一种新型材料同时满足电学性能和制造工艺的要求是十分有必要的,聚合物基复合材料应运而生。本论文选取不同颗粒尺寸的巨介电常数Ba(Fe0.5Nb0.5)O3作为陶瓷填料,金属Ni粉作为导电填料,聚偏氟乙烯(PVDF)作为聚合物基体,旨在研发一种具有高介电常数和低介电损耗的新型聚合物基复合材料,并揭示复合材料介电常数的非线性增强机制。本论文的主要研究内容如下：采用传统固相法制备了微米级Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体(μ-BFN),并系统研究μ-BFN/PVDF复合材料的介电性能,结果表明,随着μ-BFN体积分数的增加,μ-BFN/PVDF复合材料的介电常数和介电损耗都有所提高;在100 Hz下,60 vol.% μ-BFN/PVDF复合材料的介电常数达到57,是PVDF的介电常数的六倍左右,介电损耗仅为0.23;在PVDF基体中引入μ-BFN填料,可以明显提高PVDF基复合材料的介电常数,同时维持较低的介电损耗;以μ-BFN粉体作为功能相填料为制备高介电常数PVDF基复合材料提供了新思路。用草酸盐共沉淀法制备了纳米级Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体(n-BFN),并系统研究n-BFN/PVDF复合材料的介电性能,结果表明,n-BFN/PVDF复合材料的相对介电常数、介电损耗和电导率都随n-BFN体积分数的增大而增大,60 vol.% n-BFN/PVDF复合材料的介电常数为PVDF的9倍多,其值高达93,表明通过引入n-BFN填料粒子,PVDF基复合材料的相对介电常数值得到显著提高;利用Yamada模型深入分析了n-BFN/PVDF复合材料介电增强现象,表明填料的几何因素对复合材料的介电性能有较大影响。通过对比发现,当填料BFN的体积分数相同时,n-BFN/PVDF复合材料比μ-BFN/PVDF复合材料表现出更高的介电常数,损耗并没有显著变化。介电常数的提高来源于n-BFN/PVDF复合材料中较大的界面面积所引起的界面极化,而较低的介电损耗归因于绝缘PVDF的阻隔效应;降低填料尺寸可作为改善高介电陶瓷粉体／聚合物复合材料介电性能的一种有效途径。根据渗流理论,当Ni粉的添加量为25 vol.%时,Ni/PVDF复合材料发生渗流现象,其介电常数高达301,然而其介电损耗也高达5.2。为了降低Ni/PVDF复合材料介电损耗,通过引入n-BFN作为第三相,制备了n-BFN/Ni/PVDF三相复合材料。50 vol.% n-BFN/25 vol.% Ni/PVDF复合材料表现出最佳的介电性能,其介电常数高达475,而介电损耗仅为0.61。通过对比Ni/PVDF两相复合材料和n-BFN/Ni/PVDF三相复合材料,三相复合材料综合了导体/聚合物复合材料的高介电常数和陶瓷/聚合物复合材料的低介电损耗,表现出更加优异的介电性能,n-BFN的引入不仅进一步提高了Ni/PVDF复合材料的介电常数,而且大大降低了Ni/PVDF复合材料的介电损耗。

关键词：聚合物基复合材料 Ba(Fe0.5Nb0.5)O3 聚偏氟乙烯界面效应介电性能

共沉淀法制备Sr(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3纳米粉体及其介电性能研究

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人工晶体学报 2015年第11期44卷 3255-3259页

作者：文永飞王卓李海娟房明瑞王春陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021 西安创联电气科技(集团)有限责任公司西安710065

采用共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体,两步烧结工艺制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷。用X射线衍射仪（XRD）分析烧结温度、煅烧时间、体系温度、p H值和初始溶液浓度对前驱体粉体物相的影响,用扫描电子显微镜（SEM）分析Sr(Fe0.5Nb0.5)O... 详细信息

采用共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体,两步烧结工艺制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷。用X射线衍射仪（XRD）分析烧结温度、煅烧时间、体系温度、p H值和初始溶液浓度对前驱体粉体物相的影响,用扫描电子显微镜（SEM）分析Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体和陶瓷的微观形貌,用阻抗分析仪研究陶瓷的介电性能。结果表明:当体系温度为25℃,p H值为9,初始溶液浓度为0.25 mol/L,在950℃煅烧2 h后可获得颗粒分布均匀（50 nm）的Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体,用该纳米粉体获得的Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷有优异的频率和温度稳定性及高的介电常数（ε’>2×103）和较低的介电损耗（1 k Hz,tanδ=0.086）。高的介电常数与陶瓷晶粒和晶界间阻挡层的形成有关,低的介电损耗来源于陶瓷致密的微观结构。

关键词：共沉淀法纳米粉体两步烧结阻挡层

Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的制备与介电性能

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机械工程材料 2016年第6期40卷 59-64页

作者：房明瑞王卓李海娟王春陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

采用粉末烧结法制备了添加不同质量分数(10%~40%)玻璃的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电镜、阻抗测试仪等研究了其微观结构和介电性能。结果表明:该复相陶瓷的主晶相为立方钙钛矿结构的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))... 详细信息

采用粉末烧结法制备了添加不同质量分数(10%~40%)玻璃的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电镜、阻抗测试仪等研究了其微观结构和介电性能。结果表明:该复相陶瓷的主晶相为立方钙钛矿结构的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3相,随着玻璃添加量的增加,复相陶瓷的晶粒尺寸逐渐减小,孔隙率降低;不同玻璃含量复相陶瓷均具有良好的介电性能,其相对介电常数和介电损耗角正切均随玻璃添加量的增加而降低;添加40%玻璃的复相陶瓷击穿场强最大,为296kV·cm^(-1),添加10%玻璃的储能密度最大,为1.324J·cm^(-3),晶界相对改善Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的击穿场强起主要作用。

关键词：复相陶瓷 Ba(Fe0.5Nb0.5)O3 BaO-B2O3-SiO2-TiO2玻璃介电性能

血清铁、锌和铁蛋白在孕中期妊娠期糖尿病孕妇中的水平变化及其与糖代谢指标的关系分析

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中国医学工程 2022年第4期30卷 98-100页

作者：房明瑞刘颖颖张柳明郑州市第三人民医院检验科河南郑州450000

目的探讨血清铁、锌和铁蛋白在孕中期妊娠期糖尿病孕妇中的水平变化及其与糖代谢指标的关系。方法回顾性分析2019年6月至2021年6月郑州市第三人民医院收治的200例孕中期妊娠期糖尿病孕妇的临床资料作为观察组,并选取同期孕中期妊娠期血... 详细信息

目的探讨血清铁、锌和铁蛋白在孕中期妊娠期糖尿病孕妇中的水平变化及其与糖代谢指标的关系。方法回顾性分析2019年6月至2021年6月郑州市第三人民医院收治的200例孕中期妊娠期糖尿病孕妇的临床资料作为观察组,并选取同期孕中期妊娠期血糖正常孕妇200例的产检资料作为对照组。比较两组孕妇血糖代谢指标,血清铁、锌、铁蛋白水平及血清铁、锌、铁蛋白水平与血糖代谢指标的相关性。结果观察组孕妇血清空腹血糖(FPG)、1 h血糖(1hPG)、2 h血糖(2hPG)、空腹胰岛素(FINS)、糖化血红蛋白(HbA1c)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)水平高于对照组;观察组孕妇血清铁、铁蛋白水平高于对照组,而血清锌水平低于对照组(均P<0.05);血清铁水平与血清FPG、1 h PG、2 h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR水平呈正相关关系(r=0.370,0.296,0.326,0.281,0.325,0.342,P<0.05),血清锌水平与血清FPG、1 h PG、2 h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR水平呈负相关关系(r=-0.345,-0.352,-0.527,-0.488,-0.422,-0.341,P<0.05),血清铁蛋白水平与血清FPG、1 h PG、2 h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR水平呈正相关关系(r=0.524,0.624,0.522,0.684,0.528,0.544,P<0.05)。结论血清铁、铁蛋白、糖代谢指标水平在孕中期妊娠期糖尿病孕妇中水平异常升高,而血清锌水平降低,同时血清铁、铁蛋白水平与糖代谢指标水平呈正相关关系,血清锌水平与糖代谢指标水平呈负相关关系。

关键词：妊娠期糖尿病孕中期糖代谢相关性

血清胆碱酯酶水平在慢性心衰伴肺部感染中表达水平及与预后的相关性分析

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医药论坛杂志 2022年第19期43卷 95-98页

作者：刘颖颖张柳明房明瑞邢亚恒郑州市第三人民医院检验科郑州450000

目的探讨血清胆碱酯酶(CHE)水平在慢性心衰伴肺部感染中表达水平及与预后的相关性分析。方法选取2020年6月—2021年6月郑州市第三人民医院收治的慢性心衰伴肺部感染患者60例设为观察组,选取同期本院收治的单纯慢性心衰患者58例设为对... 详细信息

目的探讨血清胆碱酯酶(CHE)水平在慢性心衰伴肺部感染中表达水平及与预后的相关性分析。方法选取2020年6月—2021年6月郑州市第三人民医院收治的慢性心衰伴肺部感染患者60例设为观察组,选取同期本院收治的单纯慢性心衰患者58例设为对照组,对比两组血清氨基末端-B型脑利钠肽(NT-proBNP)、CHE水平。随访6个月,统计观察组患者预后情况,根据患者预后分为死亡组与存活组,对比2组患者血清BNP、CHE水平。采用受试者工作曲线(ROC)分析CHE对心衰伴肺部感染预后的预测效能。结果同对照组对比,观察组血清NT-proBNP更高,血清CHE更低(P<0.05);同存活组患者比较,死亡组患者血清NT-proBNP更高,血清CHE更低(P<0.05)。CHE预测心衰伴肺部感染患者死亡的灵敏度、特异度、AUC分为83.33%、75.00%、0.819,cutoff值为3.98(95%CI:0.699~0.907),血清CHE水平联合NT-proBNP预测心衰合并肺部感染预后的特异度高于单项预测(χ^(2)=8.362,P=0.004;χ^(2)=4.019,P=0.045)。结论 CHE在心衰合并肺部感染患者中异常降低,且对患者预后不良有一定的预测价值。

关键词：胆碱酯酶慢性心衰伴肺部感染预后

血清hs-cTnT和Hcy及维生素B12在冠心病冠脉病变严重程度评估中的作用

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医药论坛杂志 2022年第23期43卷 98-101页

作者：张柳明房明瑞刘颖颖胡云霞郑州市第三人民医院检验科郑州450000

目的分析血清高敏心肌肌钙蛋白(hs-cTnT)、同型半胱氨酸(Hcy)及维生素B12(VB12)诊断评估冠心病(CHD)患者冠脉病变严重程度的临床价值。方法选取郑州市第三人民医院2020年3月—2021年10月收治70例CHD患者为例,按照Gensini评分进行分组... 详细信息

目的分析血清高敏心肌肌钙蛋白(hs-cTnT)、同型半胱氨酸(Hcy)及维生素B12(VB12)诊断评估冠心病(CHD)患者冠脉病变严重程度的临床价值。方法选取郑州市第三人民医院2020年3月—2021年10月收治70例CHD患者为例,按照Gensini评分进行分组,其中A组(轻度,60分,n=24例),比较三组血清hs-cTnT、Hcy、VB12水平及与CHD患者冠脉病变严重程度的相关性。结果 C组血清hs-cTnT、Hcy水平高于B组、A组,VB12低于B组、A组(P<0.05)。经多因素logistic分析,血清HCY、hs-cTnT、VB12水平为CHD患者冠脉病变进展的独立危险因素(P<0.05)。CHD患者冠脉病变严重程度与血清HCY、hs-cTnT呈正相关,与VB12呈负相关。结论 CHD患者冠脉病变严重程度与血清HCY、hs-cTnT、VB12水平存在一定相关性。

关键词：冠心病 Hcy hs-cTnT 冠脉病变严重程度

多因素耦合失效模式下地铁施工安全系统与管理模型

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中国安全科学学报 2024年第5期34卷 82-90页

作者：房明张毅谭玥广东财经大学公共管理学院广东广州510320 广东省建筑设计研究院有限公司勘测设计研究所广东广州510010 中国铁路济南局集团有限公司山东济南250001

为提升地铁施工安全管理效果,减小地铁坍塌事故的发生,分析地铁施工事故风险因素。首先,分析事故致因中人群-机群的多因素耦合模式;然后,借助事故致因“2-4”模型(24Model)和广义安全模型(GSM),构建地铁施工安全系统管理模型;最后,将人... 详细信息

为提升地铁施工安全管理效果,减小地铁坍塌事故的发生,分析地铁施工事故风险因素。首先,分析事故致因中人群-机群的多因素耦合模式;然后,借助事故致因“2-4”模型(24Model)和广义安全模型(GSM),构建地铁施工安全系统管理模型;最后,将人群-机群系统多因素耦合失效模式应用于已有的16起地铁施工坍塌事故,统计得到14个人群与6个机群致因因素,分别给出其多因素耦合模式及作用路径,并计算风险等级。结果表明:地铁施工人群-机群的多因素耦合效应包含6种模式和14条作用路径。地铁施工安全系统管理模型分为目标层与匹配层,其中,匹配层主要是将事故原因与安全防线相匹配,包括微匹配、中匹配和宏匹配3个层面。并基于地铁施工安全系统管理模型,给出地铁坍塌事故预防安全管理“三道防线”。

关键词：多因素耦合失效模式地铁施工安全系统坍塌事故 “2-4”模型(24Model) 广义安全模型(GSM)

钙离子掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷介电性能的影响

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陕西科技大学学报（自然科学版） 2016年第5期34卷 50-54页

作者：王卓王春房明瑞王添肖雨佳曹凡陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021 西安创联电气科技(集团)有限责任公司陕西西安710065

采用固相法制备Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷材料,研究了Ca^(2+)掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷显微结构及介电性能的影响.在1 200℃煅烧制备出了单一物相的Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3(x=0,0.03,0.06,0.12,0.15)粉体,并在1 350℃烧结得到相对密度较高、显微结构致密的BCFN陶瓷.随着Ca^(2+)含量的增加,其晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,而其介电常数则呈现相反趋势.当x=0.06时,介电常数在1kHz可达到45 000,而其介电损耗在室温1kHz下无明显变化.此外,Ca^(2+)掺杂不仅明显提高了陶瓷的介电常数,且有效提高了其温度稳定性.

关键词： Ba(Fe0.5Nb0.5)O3 Ca2+掺杂 A位取代介电性能

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非交互密钥协商综述

计算机学报 2024年第3期47卷 558-574页

作者：张明瑞张蕊张磊华东师范大学软件工程学院上海市高可信计算重点实验室上海200062 软硬件协同设计技术与应用教育部工程研究中心上海200062

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面... 详细信息

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面回顾的同时,还对由消息层安全协议衍生的一类部分非交互密钥协商协议进行了深入的探讨.这类协议的突出特点在于,它们能够(部分)非交互式地为群组建立(初次)会话密钥;且后续在群组需要动态变化时,仅需其中一个参与者发送一条请求消息,其他参与者进行监听就能完成群组会话密钥的更新.此外,本文首次讨论了一种基于非对称群密钥协商构造多方非交互密钥协商协议的潜在技术路线,以及利用区块链技术作为公钥基础设施扩充组件用于解决非交互密钥协商协议设计中潜在风险的方法.

关键词：密钥协商群密钥协商非交互密钥协商消息层安全协议