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Perspectives and challenges for lead-free energy-storage multilayer ceramic capacitors

Journal of Advanced Ceramics 2021年第6期10卷 1153-1193页

作者： Peiyao ZHAO ziming cai Longwen WU Chaoqiong ZHU Longtu LI Xiaohui WANG State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing School of Materials Science and EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China School of Material Science and Physics China University of Mining and TechnologyXiizhou 221116China College of Electrical Engineering Sichuan UniversityChengdu 610065China

The growing demand for high-power-density electric and electronic systems has encouraged the development of energy-storage capacitors with attributes such as high energy density,high capacitance density,high voltage and frequency,low weight,high-temperature operability,and environmental *** with their electrolytic and film counterparts,energy-storage multilayer ceramic capacitors(MLCCs)stand out for their extremely low equivalent series resistance and equivalent series inductance,high current handling capability,and high-temperature *** characteristics are important for applications including fast-switching third-generation wide-bandgap semiconductors in electric vehicles,5G base stations,clean energy generation,and smart *** have been numerous reports on state-of-the-art MLCC energy-storage ***,lead-free capacitors generally have a low-energy density,and high-energy density capacitors frequently contain lead,which is a key issue that hinders their broad *** this review,we present perspectives and challenges for lead-free energy-storage ***,the energy-storage mechanism and device characterization are introduced;then,dielectric ceramics for energy-storage applications with aspects of composition and structural optimization are *** on state-of-the-art energy-storage MLCCs is discussed after elaboration of the fabrication process and structural design of the *** applications of energy-storage MLCCs are then discussed in terms of advanced pulsed power sources and high-density power converters from a theoretical and technological point of ***,the challenges and future prospects for industrialization of lab-scale lead-free energy-storage MLCCs are discussed.

关键词： multilayer ceramic capacitors(MLCCs) lead-free dielectric ceramics energy storage high power density

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芒柄花素抑制脂多糖诱导髓核间充质干细胞的炎症反应

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5328-5334页

作者：于庆贺蔡子鸣田禾李翩阮烨梁金柱林淑惠林文平广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院脊柱外科广东省深圳市518118 广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院广东省深圳市518118 广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院妇科广东省深圳市518118 广州中医药大学第三临床医学院广东省广州市510006

背景:芒柄花素具有抗炎、抗氧化能力,但其对髓核间充质干细胞是否有保护作用尚不清楚。目的:探讨芒柄花素对炎症微环境下髓核间充质干细胞的作用及机制。方法:①从SD大鼠尾椎椎间盘中提取髓核间充质干细胞,流式细胞术鉴定间充质干细胞... 详细信息

背景:芒柄花素具有抗炎、抗氧化能力,但其对髓核间充质干细胞是否有保护作用尚不清楚。目的:探讨芒柄花素对炎症微环境下髓核间充质干细胞的作用及机制。方法:①从SD大鼠尾椎椎间盘中提取髓核间充质干细胞,流式细胞术鉴定间充质干细胞表面标志;②CCK-8法检测脂多糖、芒柄花素对髓核间充质干细胞增殖活力的影响,以确定后续处理细胞应用的芒柄花素浓度;③在DMEM/F-12完全培养基中添加5μg/mL脂多糖模拟炎症微环境,然后用不同浓度芒柄花素处理髓核间充质干细胞24 h,通过Western blot、实时荧光定量PCR、免疫荧光检测炎症标志物表达,Western blot检测核因子κB信号通路蛋白水平。结果与结论:①贴壁培养的髓核间充质干细胞呈梭形,生长状态良好,流式细胞术结果显示间充质干细胞表面标志物CD29、CD44、CD90呈阳性,造血干细胞表面标志物CD34、CD45呈阴性。②12.5,25,50,100,200μmol/L芒柄花素处理24 h对髓核间充质干细胞无明显增殖抑制效果。与脂多糖组相比,12.5,25,50μmol/L芒柄花素处理24 h后髓核间充质干细胞活力显著提高,因此后续选用12.5,25,50μmol/L为芒柄花素低、中、高浓度处理髓核间充质干细胞。③与脂多糖组相比,芒柄花素低、中、高浓度组髓核间充质干细胞中基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、肿瘤坏死因子α蛋白和mRNA表达均明显降低(P<0.05),且具有剂量依赖性。④与脂多糖组相比,芒柄花素低、中、高浓度组髓核间充质干细胞中磷酸化核因子κB和磷酸化核因子κB抑制蛋白的表达显著降低(P<0.05),且具有剂量依赖性。上述结果说明芒柄花素可能通过抑制核因子κB信号通路减轻脂多糖诱导的大鼠髓核间充质干细胞炎症。

关键词：芒柄花素髓核间充质干细胞炎症椎间盘退变核因子κB

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血红素氧合酶1促进氧化应激条件下神经干细胞向神经元分化

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4931-4938页

背景:研究表明,血红素氧合酶1能增强细胞的抗氧化、抗凋亡能力,但血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞增殖和分化的影响尚不清楚。目的:探讨血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞存活和分化能力的影响。方法:(1)... 详细信息

背景:研究表明,血红素氧合酶1能增强细胞的抗氧化、抗凋亡能力,但血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞增殖和分化的影响尚不清楚。目的:探讨血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞存活和分化能力的影响。方法:(1)从新生Balb/c小鼠脊髓组织中分离培养小鼠原代神经干细胞,免疫荧光检测神经干细胞标志物Nestin的表达;(2)采用慢病毒感染神经干细胞以诱导血红素氧合酶1过表达,流式检测绿色荧光蛋白荧光强度,Western blot检测血红素氧合酶1的表达水平;(3)在慢病毒感染神经干细胞培养基中添加H_2O_2以模拟脊髓损伤后的氧化应激微环境,采用细胞增殖检测试剂盒、细胞凋亡检测试剂盒和TUNEL染色试剂盒分析血红素氧合酶1过表达对神经干细胞增殖和凋亡水平的影响;(4)采用试剂盒检测脂质氧化标志物丙二醛、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平;(5)采用流式检测细胞内的活性氧水平以及神经干细胞向星形胶质细胞和神经元分化情况;(6)光学和荧光显微镜观察血红素氧合酶1过表达对神经干细胞分化的神经元轴突生长的影响。结果与结论:(1)小鼠神经干细胞球形态稳定,生长状态良好,免疫荧光检测Nestin呈阳性;(2)Western blot检测发现血红素氧合酶1过表达组神经干细胞中血红素氧合酶1的表达显著高于空载体对照组;流式检测血红素氧合酶1过表达组和空载体对照组神经干细胞均表达绿色荧光蛋白;(3)血红素氧合酶1过表达维持了神经干细胞在氧化应激条件下的增殖活力并显著减少了细胞凋亡数量;(4)血红素氧合酶1过表达抑制了氧化应激微环境下神经干细胞的脂质过氧化,增强了维持氧化-还原稳态的相关酶类表达,降低了细胞内的活性氧水平;(5)血红素氧合酶1过表达促进了神经干细胞向神经元分化,并抑制了向星形胶质细胞分化;(6)血红素氧合酶1过表达组的神经元轴突更长并且细胞间的连接更多。上述结果表明过表达血红素氧合酶1能减轻H_2O_2诱导的神经干细胞氧化损伤,抑制神经干细胞凋亡,促进神经干细胞增殖及向神经元细胞分化。

关键词：血红素氧合酶1 神经干细胞氧化应激脊髓损伤神经元凋亡轴突

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孔洞石墨烯钠离子负极材料

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物理化学学报 2023年第11期39卷 1-3页

作者：郝亚楠蔡子明北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室理学院北京100876 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116

Electrochemical energy storage becomes indispensable due to the wide-scale implementation of intermittent renewable energy and the growing market for portable electronic devices. Nowadays, lithium-ion batteries are pr... 详细信息

关键词：负极材料钠离子石墨烯

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High-dielectric-constant nanograin BaTiO_(3)-based ceramics for ultra-thin layer multilayer ceramic capacitors via grain grading engineering

Advanced Powder Materials

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Advanced Powder Materials 2022年第3期1卷 63-69页

作者： Chaoqiong Zhu ziming cai Xiuhua Cao Zhenxiao Fu Longtu Li Xiaohui Wang State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing School of Materials Science and EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China School of Materials Science and Physics China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China State Key Laboratory of Advanced Materials and Electronic Components Guangdong Fenghua Advanced Technology Holding Co.LtdZhaoqingGuangdong 526000China

Four BT-based ceramic samples were prepared using a grain grading *** bigger-grained(~100 nm)and smaller-grained(~70 nm)BaTiO_(3)(BT)powders were *** smaller-grained BT powder controlled the average grain size and guaranteed the reliability,while the bigger-grained powder enhanced the dielectric *** percentages of bigger-grained BT powder were introduced to balance the average grain size and the dielectric *** the proportion of bigger grains increased,the dielectric constant(εr)improved *** room-temperatureεr of 25%bigger-grain mixed BT(2623)was~50%higher than that of the sample with a similar average grain size without grain *** ceramic mixed with 15%bigger-grained BT showed comprehensive dielectric performance,which met the EIA X5R standard and provided a considerableεr of 1841 along with a low dielectric loss of 0.78%.Notably,the average grain size was 90 nm,which favors the applications in ultra-thin multilayer ceramic capacitors.

关键词： Grain grading engineering Nanograin BaTiO_(3) Dielectric constant Reliability Multilayer ceramic capacitors

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钛酸铋钠基陶瓷的冷烧结制备及介电性能

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硅酸盐学报 2023年第12期51卷 3067-3076页

作者：蔡子明李澳宇李欣恒杨航朱超琼李世恒冯培忠中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116

冷烧结(CSP)工艺是近年来新兴的一种高效、节能的材料方法。本工作采用CSP工艺,制备出致密度不低于97%的(1–x)BNT–x NN电介质陶瓷。研究了CSP工艺和Na Nb O_(3)含量对(1–x)BNT–x NN复相陶瓷的密度、相结构、显微形貌和介电性能的影... 详细信息

冷烧结(CSP)工艺是近年来新兴的一种高效、节能的材料方法。本工作采用CSP工艺,制备出致密度不低于97%的(1–x)BNT–x NN电介质陶瓷。研究了CSP工艺和Na Nb O_(3)含量对(1–x)BNT–x NN复相陶瓷的密度、相结构、显微形貌和介电性能的影响。结果表明:CSP工艺由于烧结温度低、保温时间短,可以显著降低晶粒尺寸,有效抑制Bi、Na等元素挥发,从而提高介电常数,降低介电损耗。随着Na Nb O_(3)含量的增加,(1–x)BNT–x NN复相陶瓷的剩余极化强度显著降低,并且介电常数的温度稳定性显著提升。当x=0.3时,0.7BNT–0.3NN陶瓷样品在25℃至400℃宽温范围内介电常数的变化率小于±6%,介电损耗小于5%,这表明CSP技术制备的(1–x)BNT–x NN陶瓷有望应用于温度稳定性陶瓷电容器。

关键词：冷烧结介电常数介电损耗钛酸铋钠高效节能

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Li_(7-2z)La_(3)Zr_(2-z)Mo_(z)O_(12)表面包覆对Li_(1.2)Ni_(1.3)Co_(1.3)Mn_(0.54)O_(2)三元正极材料的影响

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精细石油化工 2022年第4期39卷 52-57页

作者：杨馥菱谷易洵陈相龙杨款蔡子明詹锋广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

以溶胶-凝胶法为基础,通过高温煅烧,使用Mo掺杂Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)材料包覆Li_(1.2)Ni_(1.3)Co_(1.3)Mn_(0.54)O_(2)(LNMCO)制备了LNMCO-LLZO-Mo_(z)(z=0、0.1、0.2、0.3)材料,决定了不同包覆量对复合材料结构,形貌中化学性能的影响。结果表明:Mo掺杂后的LNMCO-LLZO-Mo_(z)层状特性优于LNMCO-LLZO,其中LNMCO-LLZO-Mo_(0.2)材料相对致密、晶粒接触良好且具有最分明的形貌特征,团聚现象也最轻微;同时,LNMCO-LLZO-Mo_(z)材料循环性能也较为优异,其中LNMCO-LLZO-Mo_(0.2)材料在0.1 C倍率下的首圈放电比容量为234.229 mA·h/g,循环50圈后容量保持率为96.63%;在2.0 C的高电流密度下,首圈放电比容量为140.236 mA·h/g,高倍率下的循环稳定性较优,且具有最小的电荷转移阻抗R_(ct)。

关键词：富锂锰基正极材料溶胶-凝胶法表面包覆

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BaTiO_(3)基超薄层BME MLCC的可靠性机理

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物理化学学报 2024年第1期40卷 32-41页

作者：朱超琼蔡子明冯培忠张伟晨惠可臻曹秀华付振晓王晓慧中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 风华高新科技股份有限公司新型电子元器件关键材料与工艺国家重点实验室广东肇庆526000

多层陶瓷电容器(Multilayer ceramic capacitors,MLCC)作为市场占有率最高的无源电子元器件,是基础电子元件产业中需要突破关键技术的重点产品之一,在汽车电子、5G通讯、电网调频、航空航天等领域有广泛的应用。在小型化、薄层化发展趋... 详细信息

多层陶瓷电容器(Multilayer ceramic capacitors,MLCC)作为市场占有率最高的无源电子元器件,是基础电子元件产业中需要突破关键技术的重点产品之一,在汽车电子、5G通讯、电网调频、航空航天等领域有广泛的应用。在小型化、薄层化发展趋势下,MLCC的介质层厚度不断降低,单层介质在相同电压下的电场显著增大,尤其是中高压超薄层MLCC。因此,MLCC的可靠性愈发成为一项关键的产品质量指标。本文结合加速老化测试、高温阻抗谱、漏电流测试,系统研究超薄层MLCC的劣化机理,揭示抑制氧空位的迁移与富集是保证超薄层MLCC可靠性的重中之重。为此,应减小介质层内部的氧空位浓度,增大其迁移所需的激活能,提高界面肖特基势垒,从而提升超薄层MLCC的可靠性。本文的研究成果为超薄层MLCC介质材料的设计提供了有力指导。

关键词：钛酸钡多层陶瓷电容器可靠性加速老化氧空位

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Configuration Synthesis and Performance Analysis of 9‑Speed Automatic Transmissions

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2020年第3期33卷 97-117页

作者： Huafeng Ding Changwang cai ziming Chen Tao Ke Bowen Mao School of Mechanical Engineering Yanshan UniversityQinhuangdao 066004China Hebei Provincial Key Laboratory of Parallel Robot and Mechatronic System Yanshan UniversityQinhuangdao 066004China School of Mechanical Engineering and Electronic Information China University of Geosciences(Wuhan)Wuhan 430074China.

Current research of automatic transmission(AT)mainly focuses on the improvement of driving performance,and configuration innovation is one of the main research ***,finding new configurations of ATs is one of the main limitations of configuration *** the present study,epicyclic gear trains(EGTs)are applied to investigate mechanisms of 9-speed *** four kinematic configurations are proposed for automatic *** order to evaluate the performance of proposed mechanisms,the lever analogy method is applied to conduct kinematic and mechanical *** power flow analysis is conducted,and then transmission efficiencies are calculated based on the torque *** comparative analysis between the proposed and existing mechanisms is carried out where obtained results show that proposed mechanisms have reasonable performance and can be used in *** prototype of an AT is manufactured and the speed test is conducted,which proves the accuracy of analysis and the feasibility of proposed mechanisms.

关键词： Automatic transmission Epicyclic gear train Lever analogy Gear ratio Torque method

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帕罗西汀通过激活核因子-κB抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中华实验外科杂志 2024年第9期41卷 2051-2055页

作者：于庆贺贺旭马鹏飞刘孝丰邱鹏蔡子鸣林文平广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院脊柱外科深圳518118

目的探讨帕罗西汀对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCS)成骨分化的影响及机制.方法从大鼠后肢分离培养原代BMSCS,流式鉴定BMSCS表面标志物.细胞计数试剂盒(CCK-8)法测定不同浓度的帕罗西汀对BMSCS的细胞毒性,采用1.25、2.50、5.00 μmol/L... 详细信息

目的探讨帕罗西汀对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCS)成骨分化的影响及机制.方法从大鼠后肢分离培养原代BMSCS,流式鉴定BMSCS表面标志物.细胞计数试剂盒(CCK-8)法测定不同浓度的帕罗西汀对BMSCS的细胞毒性,采用1.25、2.50、5.00 μmol/L的浓度处理BMSCS.细胞分为GM组(生长培养基培养)、OS组(成骨诱导培养基培养)、LP组(1.25 μmol/L帕罗西汀+成骨诱导培养基培养)、MP组(2.50 μmol/L帕罗西汀+成骨诱导培养基培养)、HP组(5.00 μmol/L帕罗西汀+成骨诱导培养基培养).1周后进行碱性磷酸酶(ALP)染色,3周后茜素红染色检测成骨分化水平.3周后提取细胞全蛋白,通过蛋白质印迹法(Western blot)检测成骨标志物OPN、RunX^(2)的表达水平及核因子-κB(NF-κB)、磷酸化核因子-κB(p-NF-κB)的表达水平.添加NF-κB抑制剂PDTC后再次分组为OS、OS+PDTC、LP+PDTC、MP+PDTC、HP+PDTC组,同样分别进行ALP染色、茜素红染色及Western blot检测成骨分化水平和NF-κB表达水平.两样本间对比采取t检验,多组间差异采用单因素方差分析.结果流式细胞检测CD73、CD90、CD29、CD44表达阳性,CD34、CD45表达阴性.OS组BMSCS的ALP染色和茜素红染色颜色较深,LP、MP、HP组染色较浅.GM 组 p-NF-κB 表达量低于 OS、LP、MP、HP 组(0.458±0.012 比 0.567±0.008、0.749±0.022、0.802±0.011、0.972±0.014,t=13.137、13.443、29.318、43.010,P0.05);RunX^(2) 表达量 OS 组高于 GM、LP、MP、HP 组(0.955±0.011 比 0.585±0.014、0.746±0.012、0.584±0.016、0.489±0.013,t=36.083,21.910、33.210、67.948,P0.05);OPN 表达量 OS 组与 OS+PDTC、LP+PDTC、MP+PDTC、HP+PDTC 组差异无统计学意义(0.902±0.032 比 0.925±0.041、0.890±0.052、0.963±0.042、1.003±0.093,t=0.785、0.311、2.004、1.789,P>0.05);RunX^(2) 表达量 OS 组与 OS+PDTC、LP+PDTC、MP+PDTC、HP+PDTC 组差异无统计学意义(0.967±0.052 比 0.898±0.095、0.951±0.015、0.950±0.055、0.921±0.055,t=1.113、0.532、0.392、1.068,P>0.05).结论帕罗西汀可以通过激活大鼠BMSCS的NF-κB抑制大鼠BMSCS的成骨分化.

关键词：帕罗西汀骨髓间充质干细胞成骨分化核因子-κB

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