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y2ti2o7复合材料的制备及微波吸收性能研究

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Y2Ti2O7复合材料的制备及微波吸收性能研究

作者：韩俊成桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子通信技术的发展,电磁污染严重损害人体健康及设备运行。为了解决电磁污染问题,发展高效电磁波吸收材料是当务之急。本文采用化学法制备了Sr掺杂ytio、ytio@Sio/C和Co Ni@C/ytio复合材料,详细分析了晶体结构、微观形貌、化学价... 详细信息

随着电子通信技术的发展,电磁污染严重损害人体健康及设备运行。为了解决电磁污染问题,发展高效电磁波吸收材料是当务之急。本文采用化学法制备了Sr掺杂ytio、ytio@Sio/C和Co Ni@C/ytio复合材料,详细分析了晶体结构、微观形貌、化学价态变化和碳石墨化/磁性合金诱导电导率变化与吸波性能之间的关系。实验结果如下所示:（1）本文采用简单的溶胶-凝胶技术合成了ySrtio（x=0、0.05、0.1、0.15）固体粉末。XRD和Full Prof细化结果证实了ytio纯烧绿石相（空间群:Fd-3m）的形成,随着Sr离子的掺杂,晶格畸变程度逐渐增加。TEM和FESEM显示微观结构为层状多孔网络结构,丰富的界面和窄的孔径有利于多界面极化和电磁波传输。XPS结果表明,样品中存在氧空位,氧空位的减少会阻碍晶体生长,增强界面极化。可知,适当数量的Sr掺杂有助于获得优异的微波吸收性能。在12.08GHz时,ySrtio样品的RL为-51.11 d B,而厚度仅为2 mm,EAB为3.55GHz。将厚度调整至2.5 mm后,最佳EAB达到4.63 GHz。（2）采用溶剂热和沉淀法相结合制备了ytio@Sio/C。无定形碳独自形核长大,未与Sio形成核壳结构。RAMAN测试显示C-2样品具有最佳的石墨化和碳缺陷程度。调整填料含量可以有效控制电磁参数变化。退火温度从600℃到750℃导致石墨化程度和碳原子缺陷逐渐增加。ytio@Sio/C-2于650℃退火后的样品获得了最佳的吸波性能。填料含量为50%时,在14.64 GHz处的RL为-22.95d B,EAB达到了6.6 GHz,对应的匹配厚度为2.5 mm。填料含量为67%时,RL为-49.36 d B,EAB为4.64 GHz,对应匹配厚度为2.8 mm。（3）以对苯二甲酸作为MoF制备了纳米花状Co Ni@C/ytio复合吸波剂。XRD和SEM测试结果表明,纳米花状结构由片状Co Ni@C组成,且在片状结构上存在多孔结构。通过调整Co Ni与ytio的相对含量,制备了一系列具有不同阻抗匹配和吸波性能的Co Ni@C/ytio复合材料。当Co Ni合金质量在复合吸波剂中占比为60%时,具有最佳的吸波性能。厚度为1.9 mm时,EAB达到了最宽的5.12GHz,RL为-39.14 d B。厚度增加至2.6 mm后,在12.88 GHz处RL为-46.94 d B,相应的EAB为4.06 GHz。本文所合成的复合吸波剂为发展新型轻质、性能良好的吸波材料提供了参考。

关键词： y2ti2o7 碳材料磁性CoNi 晶体结构微波吸收

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超离子导电陶瓷材料y2ti2o7

稀有金属 1981年第1期 88-88页

作者：杨遇春

东京工学院的水谷等人研制成一种用作高温燃料电池障壁材料的新型超离子导电陶瓷,并着手改进这种陶瓷使之适于实际应用。该燃料电池系采用机动车和工厂排出的高温废气。这些工厂如炼铁厂从节约能源出发迫切需要研制燃料电池。此种超离... 详细信息

东京工学院的水谷等人研制成一种用作高温燃料电池障壁材料的新型超离子导电陶瓷,并着手改进这种陶瓷使之适于实际应用。该燃料电池系采用机动车和工厂排出的高温废气。这些工厂如炼铁厂从节约能源出发迫切需要研制燃料电池。此种超离子导电陶瓷具有高效选择性

关键词：离子导电 y2ti2o7 氧化错

Molecular dynamics simulations of cascade damage near the y_2ti_2o_7 nanocluster/ferrite interface in nanostructured ferritic alloys

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Chinese Physics B 2017年第7期26卷 287-293页

作者：孙祎强赖文生 Laboratory of Advanced Materials School of Materials Science and Engineering Tsinghua University

A comparative study of cascades in nanostructured ferritic alloys and pure Fe is performed to reveal the influence of y_2ti_2o_7 nanocluster on cascades by molecular dynamics simulations. The cascades with energies of primary knock-on atom（PKA） ranging from 0.5 keV to 4.0 keV and PKA＇s distances to the interface from 0  to 50  are simulated. It turns out that the y_2ti_2o_7 nanocluster can absorb the kinetic energy of cascade atoms, prevent the cascade from extending and reduce the defect production significantly when the cascades overlap with the nanocluster. When the cascade affects seriously the nanocluster, the weak sub-cascade collisions are rebounded by the nanocluster and thus leave more interstitials in the matrix. on the contrary, when the cascade contacts weakly the nanocluster, the interface can pin the arrived interstitials and this leaves more vacancies in the matrix. Moreover, the results indicate that the y_2ti_2o_7 nanocluster keeps stable upon the displacement cascade damage.

关键词： nanostructured ferritic alloys molecular dynamics simulation y2ti2o7 displacement cascade

optimization on dielectric properties of y_2ti_2o_7 ceramics with Bi_2o_3-Nd_2o_3-Nb_2o_5 co-doping

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Journal of Rare Earths 2011年第7期29卷 683-687页

作者：丁佳钰王哲飞龚志杰肖瑗王丽熙张其土 College of Materials Science and Engineering Nanjing University of Technology Jiangsu Provincial Key Laboratory of New Materials of Inorganic and Its Composites Nanjing University of Technology

The present work aimed to explore a kind of microwave dielectric materials with middle-permittivity, high Qf, near-zero τf, and lower sintering temperature. A series of y2ti2o7 microwave dielectric ceramics were synthesized by conventional solid-state method. For improving the dielectric properties of y2ti2o7 system, Bi2o3, Nd2o3 and Nb2o5 were added and their effects on phase composition, micro-structure, and dielectric properties at microwave frequencies were investigated by means of X-ray diffraction （XRD） and scanning electron microscopy （SEM）. The queuing score method for multi-target orthogonal design was used to obtain the optimum prescription. The results showed that the y2ti2o7 ceramics with 8 wt.% Bi2o3 and 1 mol.% Nd2o3-Nb2o5 were well sintered at 1350 ℃, exhibiting excellent dielectric characteristics, i.e. εr≈76, Qf≈18980 GHz, τf =＋25.5 ppm/℃.

关键词： microwave dielectric ceramics y2ti2o7 dielectric properties Bi2o3-Nd2o3-Nb2o5 orthogonal design rare earths

Effects of rare earth oxides on dielectric properties of y_2ti_2o_7 series ceramics

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Journal of Rare Earths 2010年第5期28卷 765-768页

作者：丁佳钰肖瑗韩朋德张其土 College of Materials Science and Engineering Nanjing University of Technology Jiangsu Provincial Key Laboratory of New Materials of Inorganic and its Composites Nanjing University of Technology

A series of y2ti2o7 microwave dielectric ceramics were synthesized by conventional solid-state method. The effects of rare earth oxide (La2o3, Ceo2, Nd2o3, Sm2o3, Eu2o3, Gd2o3 and Dy2o3) and Nd2o3 doping content on the microstructure and dielectric properties of y2ti2o7 ceramics were investigated. The experimental results showed that the rare earth ions were considered to dissolve in y-sites of the pyrochlore structure, different rare earth oxides and concentration had different influences on y2ti2o7 cerami...

关键词： microwave dielectric ceramics rare earth oxides y2ti2o7 pyrochlore structure doping modification rare earths

(y_(0.99)R_(0.01))_2ti_2o_7(R=Pr、Tb、Ho、Er、Tm、yb、Lu)陶瓷的微波介电性能

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功能材料 2011年第S4期42卷 762-765,769页

作者：肖瑗王哲飞龚志杰王丽熙张其土南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京210009 南京工业大学江苏省无机及复合新材料重点实验室江苏南京210009

采用固相合成法制备了(y0.99R0.01)2ti2o7(R=Pr、Tb、Ho、Er、Tm、yb、Lu)陶瓷,研究了Pr、Tb、Ho、Er、Tm、yb及Lu掺杂对y2ti2o7陶瓷物相组成、烧结性能和微波介电性能的影响。结果表明A位取代能改进其微波介电性能。烧结样品为单相的... 详细信息

采用固相合成法制备了(y0.99R0.01)2ti2o7(R=Pr、Tb、Ho、Er、Tm、yb、Lu)陶瓷,研究了Pr、Tb、Ho、Er、Tm、yb及Lu掺杂对y2ti2o7陶瓷物相组成、烧结性能和微波介电性能的影响。结果表明A位取代能改进其微波介电性能。烧结样品为单相的烧绿石结构,主晶相为y2ti2o7。当R=Er,1450℃烧结4h时,(y0.99Er0.01)2ti2o7陶瓷的微波介电性能最佳:εr=44.3,Q×f=12021GHz(5.371GHz),τf=+44×10-6/℃,优于y2ti2o7陶瓷的介电性能(εr=54,Q×f=6565GHz,τf=-31×10-6/℃)。

关键词：无机非金属材料微波介质陶瓷 y2ti2o7 烧绿石结构掺杂

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氧化物/不锈钢梯度复合材料的制备及其性能

稀有金属材料与工程 2018年第10期47卷 3155-3160页

作者：贺涔江勇罗思杰中南大学深圳研究院广东深圳518057 中南大学湖南长沙410083 教育部有色金属材料重点实验室湖南长沙410083

采用粉末层叠和整体热压烧结的方法,制备了y_2ti_2o_7/316L不锈钢功能梯度复合材料。经金相显微镜、X射线衍射仪和电子探针分析确定,该材料在金属和氧化物界面处实现了成分和微观组织的梯度过渡。对具有不同梯度含量的复合材料的力学性... 详细信息

采用粉末层叠和整体热压烧结的方法,制备了y_2ti_2o_7/316L不锈钢功能梯度复合材料。经金相显微镜、X射线衍射仪和电子探针分析确定,该材料在金属和氧化物界面处实现了成分和微观组织的梯度过渡。对具有不同梯度含量的复合材料的力学性能测试表明,界面处的力学性能存在相应的梯度变化,即随各层金属相含量的逐渐增加,过渡区材料的致密度、抗弯强度不断提升,而硬度则不断下降。

关键词：功能梯度材料 y2ti2o7 不锈钢金属陶瓷

9Cr-oDS钢中纳米析出相的SAXS和TEM研究

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金属学报 2016年第9期52卷 1053-1062页

作者：谢锐吕铮卢晨阳李正元丁学勇刘春明东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

对球磨不同时间的雾化合金粉采用热等静压烧结方法制备9Cr-oDS钢.利用高能同步辐射小角X射线散射(SAXS),配合高分辨透射电镜(HRTEM),高角环形暗场(HAADF)像和电子背散射衍射(EBSD)研究了不同球磨时间合金粉制备的9Cr-oDS钢中纳米析出相... 详细信息

对球磨不同时间的雾化合金粉采用热等静压烧结方法制备9Cr-oDS钢.利用高能同步辐射小角X射线散射(SAXS),配合高分辨透射电镜(HRTEM),高角环形暗场(HAADF)像和电子背散射衍射(EBSD)研究了不同球磨时间合金粉制备的9Cr-oDS钢中纳米析出相的特征及其对组织和性能的影响.SAXS和TEM实验结果表明,9Cr-oDS钢中富y-ti-o纳米团簇的尺寸随着球磨时间的延长不断下降,分布密度峰值逐渐升高,球磨20 h样品中富y-ti-o纳米团簇的分布密度峰值达到2.93×1023m-3;烧绿石结构y2ti2o7相的分布密度峰值在球磨8 h样品中最高(1.03×1022m-3);少量大尺寸富ti,Al和o的析出相的分布密度随着球磨时间延长而增加,出现核壳结构.晶粒尺寸随着球磨时间的延长而细化,屈服强度随着球磨时间的延长而升高.富y-ti-o纳米析出相对材料强度的贡献占主导地位.

关键词： 9Cr-oDS钢金属气雾化小角X射线散射(SAXS) 富y-ti-o纳米团簇 y2ti2o7 屈服强度

纳米结构铁素体合金中氦捕获的第一性原理研究

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中国有色金属学报 2015年第12期25卷 3370-3380页

作者：江勇杨力通金亚楠周张健吕铮中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 清华大学材料科学与工程学院北京100084 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 东北大学材料与冶金学院沈阳110819

基于第一性原理计算研究纳米结构铁素体合金(NFAs)对中子辐照引发的氦的选择性捕获能力。结果表明与铁基体中的空位相比,氦更容易被NFAs中y_2ti_2o_7的八面体间隙和y_2tio_5沿b轴方向的中空通道捕获;被氧化物捕获的氦相互间存在排斥作用... 详细信息

基于第一性原理计算研究纳米结构铁素体合金(NFAs)对中子辐照引发的氦的选择性捕获能力。结果表明与铁基体中的空位相比,氦更容易被NFAs中y_2ti_2o_7的八面体间隙和y_2tio_5沿b轴方向的中空通道捕获;被氧化物捕获的氦相互间存在排斥作用,说明氦在NFAs中的分散度将在很大程度上取决于氧化物的析出分数和弥散度;通过计算界面相图推断,铁素体/y_2ti_2o_7界面应为富y/ti型,与实验观测到的y_2ti_2o_7析出相的非化学计量比特性吻合;氦对Fe/y_2ti_2o_7界面有较强的偏聚倾向,且可能对氧化物颗粒尺寸敏感。较大尺度的y_2ti_2o_7能够将氦捕获在界面和体内,而低纳米尺度的y_2ti_2o_7更倾向于将氦捕获在界面。

关键词：纳米结构铁素体合金氦 y2ti2o7 y2tio5 第一性原理