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基于异丙醇溶剂热合成四方相BaTiO_(3)工艺探索及机理研究

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矿冶工程 2024年第2期44卷 178-182,187页

作者：盖卉妍戴超华杨林长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 长沙矿冶院检测技术有限责任公司湖南长沙410012

以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O和Ti(OC_(4)H_(9))_(4)为原料、异丙醇(IPA)为溶剂,通过溶剂热法合成富四方相纳米钛酸钡(BTO)粉体,研究了钡钛比、体系pH值、溶剂热温度及时间等因素对制备高四方性纳米BTO粉体的影响,利用X射线衍射和扫描电镜等... 详细信息

以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O和Ti(OC_(4)H_(9))_(4)为原料、异丙醇(IPA)为溶剂,通过溶剂热法合成富四方相纳米钛酸钡(BTO)粉体,研究了钡钛比、体系pH值、溶剂热温度及时间等因素对制备高四方性纳米BTO粉体的影响,利用X射线衍射和扫描电镜等表征方法研究了IPA在溶剂热制备BTO过程中的作用机理。结果表明,溶剂热工艺合成过程中,IPA会优先提供一定的—OH以促进Ti(OC_(4)H_(9))_(4)的水解,生成TiO_(6)八面体并与Ba^(2+)连接。在低碱度环境中,经相转变、小颗粒溶解与重结晶等过程逐步转变为形貌规整的四方相BTO。钡钛比1.6、体系pH值10、溶剂热温度220℃、时间24 h、煅烧温度950℃、煅烧时间2 h时制备的富四方相纳米BTO粉体分散均匀、形貌规整,呈四方形或近四方形,c/a值达1.009 4,平均粒径为124 nm。

关键词：钛酸钡四方相异丙醇(IPA) 溶剂热法陶瓷电容器钙钛矿材料合成制备

应变诱发四方相小角度对称倾侧晶界位错反应的晶体相场模拟

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物理学报 2022年第9期71卷 234-244页

作者：夏文强赵彦刘振智鲁晓刚上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

采用晶体相场法研究了外加应变作用下,不同取向差的四方相对称倾侧小角度晶界的位错运动与反应及反应过程中的位错组态,通过采用几何相位法对位错周围应变场进行了表征.结果表明,凝固弛豫达到稳态后,晶界两侧位错平行且方向相反,随晶界... 详细信息

采用晶体相场法研究了外加应变作用下,不同取向差的四方相对称倾侧小角度晶界的位错运动与反应及反应过程中的位错组态,通过采用几何相位法对位错周围应变场进行了表征.结果表明,凝固弛豫达到稳态后,晶界两侧位错平行且方向相反,随晶界两侧晶粒取向差增大,位错数目增加,距离减小,且体系自由能增加.在外加应变作用下,晶界位错经历攀移、发射、反应湮灭等阶段,体系自由能呈现波动.当取向差增大时,位错运动方式由攀移向攀滑移转变,产生更多类型的位错组构型,并发生相应的位错与位错组之间的反应.对于不同构型的位错反应,正切应变驱动位错靠近,负切应变驱动位错湮灭.

关键词：晶体相场四方相位错反应晶界

极低温环境下立方相和四方相NbSn超导晶体力学及力-电耦合行为分析

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应用力学学报 2022年

作者：王涛何宇新乔力太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所

NbSn超导相转变中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。鉴于NbSn具有立方相和四方相两种相结构，本文建立了NbSn立方相、四方相和混合相晶体力学模型，以及考虑变形-临界温度退化和变形-正常态电阻率变... 详细信息

NbSn超导相转变中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。鉴于NbSn具有立方相和四方相两种相结构，本文建立了NbSn立方相、四方相和混合相晶体力学模型，以及考虑变形-临界温度退化和变形-正常态电阻率变化的力电耦合响应模型。研究结果表明相结构会导致单晶体弹性力学性能有所区别，但静水压作用下不同相结构的NbSn多晶体，其局部应力状态与相结构无关，仅取决于晶粒形貌和取向。由于不同的相结构在外载下的费米面上电子态密度的演变规律基本一致，使得变形诱导的临界温度退化行为对相结构没有依赖性。对于混合相NbSn正常态电阻率变化而言，温度低于马氏体相变温度时，可以采用基于电子-电子散射假设得到的T规律来描述；当温度高于马氏体相变温度时，由于四方相向立方相的转变，需要考虑电-声子耦合作用对正常态电阻率的贡献，可以采用拓展的Woodard-Cody电阻率模型来描述宏观电阻率的应变效应。研究结果提高了对不同相的临界性能退化机理的认识。

关键词： Nb Sn 四方相立方相力-电耦合效应

四方相BaTiO_3铁电性的第一性原理研究

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物理学报 2005年第2期54卷 857-862页

作者：薛卫东陈召勇杨春李言荣电子科技大学微电子与固体电子学院四川师范大学化学系成都610066

在广义梯度近似下 ,利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算 .结果显示 ,当Ti原子沿c轴位移 0 0 12nm时 ,四方相BaTiO3体系能量最低 ,其自... 详细信息

在广义梯度近似下 ,利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算 .结果显示 ,当Ti原子沿c轴位移 0 0 12nm时 ,四方相BaTiO3体系能量最低 ,其自发极化强度为 0 2 6 1C m2 ,该结果与实验数据相符合 ;同时表明 ,O原子的 2p轨道和Ti原子的 3d轨道的杂化是BaTiO3晶体出现铁电性的重要原因 .

关键词：原子第一性原理自洽广义梯度近似赝势电子云四方相 BaTiO3 铁电性

四方相氧化锆分步加压辅助闪烧烧结制备及性能

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硅酸盐学报 2021年第4期49卷 702-707页

作者：罗帅于成伟鲁仰辉魏立军国家电投集团科学技术研究院有限公司北京102209

开发了一种四方相氧化锆陶瓷材料的二次分步加压辅助闪烧烧结工艺,该工艺对加压辅助闪烧工艺进行了优化,消除了临界闪烧温度下高功率闪烧导致的微观组织结构劣化现象.结果表明:多次分步加压辅助闪烧工艺保留了闪烧方法低温、瞬时烧结的... 详细信息

开发了一种四方相氧化锆陶瓷材料的二次分步加压辅助闪烧烧结工艺,该工艺对加压辅助闪烧工艺进行了优化,消除了临界闪烧温度下高功率闪烧导致的微观组织结构劣化现象.结果表明:多次分步加压辅助闪烧工艺保留了闪烧方法低温、瞬时烧结的优点,规避了复杂生坯压制工序和贵金属电极高昂成本,钇稳氧化锆可通过多次闪烧获得致密化,该工艺烧结温度低于1050℃,烧结时间小于200 s,制备的四方氧化锆陶瓷材料的密度达到90%以上.

关键词：氧化锆闪烧烧结低温快速烧结四方相多次分步闪烧

立方相和四方相Nb3Sn晶体力学及力-电耦合行为的比较分析

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立方相和四方相Nb3Sn晶体力学及力-电耦合行为的比较分析

作者：王涛太原理工大学

学位级别：硕士

NbSn具有优异的超导特性,常用于核磁共振波谱仪、大型强子对撞机和国际热核聚变实验堆等项目中高场磁体的制备。然而,NbSn超导体中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。因此,研究不同相结构晶体和具有不... 详细信息

NbSn具有优异的超导特性,常用于核磁共振波谱仪、大型强子对撞机和国际热核聚变实验堆等项目中高场磁体的制备。然而,NbSn超导体中的力电耦合效应给超导磁体装备的电磁性能指标和安全运行带来不利影响。因此,研究不同相结构晶体和具有不同Sn含量的缺陷晶体的力学行为及力电耦合行为具有重要意义。主要研究内容如下:(1)鉴于NbSn具有立方相和四方相两种相结构,本文建立了立方相、四方相和混合相NbSn多晶体单元,以及考虑变形-临界温度退化和变形-正常态电阻率变化的力电耦合响应模型。研究结果表明相结构会导致单晶体的弹性力学性能有所区别,然而静水压作用下NbSn多晶体的局部应力状态和应变诱导的临界温度退化行为都对相结构没有依赖性。对于混合相NbSn正常态电阻率变化而言,当温度低于马氏体相变温度时,可以采用基于电子-电子散射假设得到的T规律来描述;当温度高于马氏体相变温度时,可以采用拓展的Woodard-Cody电阻率模型来描述宏观电阻率的应变效应。(2)鉴于NbSn超导体具有复杂的多级、多尺度结构特征,本文进一步建立了NbSn复合多晶体临界温度应变效应分析模型。结果表明相结构不会影响复合多晶体的局部应力状态和临界温度。(3)NbSn晶体中存在三种类型的点缺陷(空位、间隙和反位),本文通过反位缺陷(Nb原子替换Sn原子)和空位缺陷(Sn原子缺失)构造了不同Sn含量的计算单元,并利用第一性原理方法分析了Sn含量对电子态密度和弹性性能的影响。结果表明对于无缺陷以及含缺陷晶体的态密度来说,静水压几乎不影响态密度曲线形状,仅仅对费米面处和部分峰值处的态密度有所影响;反位缺陷与空位缺陷都会严重降低单晶体费米面上的态密度,反位缺陷对态密度的影响更加明显。(4)对于不同Sn含量多晶体的弹性性能来说,反位缺陷引起的Sn含量的减少会增加材料的体积模量、剪切模量和杨氏模量,而空位缺陷所引起的Sn含量的减少对这些弹性性能参数起相反作用。随后,根据反位缺陷和空位缺陷晶体的弹性常数的计算结果,结合有限元方法分析了不同的含缺陷多晶体在静水压作用下的力学行为。结果表明不同Sn含量的缺陷多晶体的局部应力状态存在明显的差异。本文的研究结果加深了对不同相结构的NbSn多晶体临界性能退化机理的认识,同时也为后续研究不同Sn含量的NbSn多晶体临界性能的应变效应奠定了一定的基础。

关键词： Nb3Sn 四方相立方相力-电耦合效应第一性原理反位缺陷空位缺陷

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四方相钛酸钡纳米枝晶阵列的水热合成

无机化学学报 2011年第10期27卷 1938-1944页

作者：展红全江向平陈超李小红朱棉霞李月明景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333001

采用水热法,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和合适的矿化剂NaOH的作用下,得到具有新颖结构的钛酸钡纳米枝晶阵列。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)结果分析显示该枝晶为四方相,随着时间的延长其结晶性增强、四方相更加明显。... 详细信息

采用水热法,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和合适的矿化剂NaOH的作用下,得到具有新颖结构的钛酸钡纳米枝晶阵列。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)结果分析显示该枝晶为四方相,随着时间的延长其结晶性增强、四方相更加明显。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)研究了该枝晶的生长特点和生长机理,结果表明该枝晶其各枝均沿着[111]方向生长,并且同级枝相互平行形成阵列;在枝晶阵列的外侧部分会有2级子枝长出,中间部位由于空间阻碍没有子枝形成。同时探讨了CTAB和NaOH在枝晶形成过程中的作用机理,以及枝晶产品的介电性能。

关键词：钛酸钡枝晶四方相水热法

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氧化锆陶瓷四方相以及晶界热导率的定量计算

无机材料学报 2017年第11期32卷 1177-1180页

作者：赵韦韦陈潇忻林初城宋雪梅曾毅常程康上海应用技术大学材料科学与工程学院上海200235 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)涂层是应用广泛的热障涂层材料。为了更好地研究各种因素对热障涂层热导率的影响,使用压制烧结的方法制备基本致密的氧化锆陶瓷,研究相组成和晶粒大小对热导率的定量影响。在不同的烧成制度下制备出不同晶... 详细信息

氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)涂层是应用广泛的热障涂层材料。为了更好地研究各种因素对热障涂层热导率的影响,使用压制烧结的方法制备基本致密的氧化锆陶瓷,研究相组成和晶粒大小对热导率的定量影响。在不同的烧成制度下制备出不同晶粒大小的氧化锆陶瓷。用电子背散射衍射(EBSD)图像研究氧化锆陶瓷材料的相组成以及晶界的分布情况。综合有限元模拟的方法以及傅立叶传导方程,计算出四方相和晶界的热导率分别为2.65 W/(m·K)和1.54 W/(m·K)。研究表明,四方相的热导率比氧化锆陶瓷的热导率高,而晶界的热导率比氧化锆陶瓷的低。

关键词：氧化锆陶瓷四方相晶界热导率

枝晶簇四方相钛酸钡的制备及其电场响应性能的研究

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无机化学学报 2013年第4期29卷 793-797页

作者：李瑞洁海金玲崔文静梁丽娟高玲香应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西师范大学化学化工学院西安710062

为了提高BaTiO3粒子在含水复合弹性体中的电场响应能力,本文采用简单的水热合成法,在不引入任何表面活性剂的情况下,仅通过对反应温度和溶液pH值的调控获得了新颖形貌的钛酸钡粒子。通过借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子... 详细信息

为了提高BaTiO3粒子在含水复合弹性体中的电场响应能力,本文采用简单的水热合成法,在不引入任何表面活性剂的情况下,仅通过对反应温度和溶液pH值的调控获得了新颖形貌的钛酸钡粒子。通过借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)及接触角(Contact Angle)测量等手段对粒子的微观结构和表面特性进行表征发现:该粒子为高纯四方相枝晶簇结构,具有良好的亲水性,而且在含水复合弹性体中对电场具有优良的响应能力。

关键词：钛酸钡四方相枝晶簇水热合成法电场响应