钙钛矿锰氧化物颗粒边界异质改性及低场磁电阻效应研究

综述了近几年钙钛矿锰氧化物磁电性质及CMR效应研究进展;综述了低场磁电阻研究现状,着重阐述了通过对钙钛矿锰氧化物的颗粒界面异质改性,实现低场磁电阻的方法,并提出利用A位稀土掺杂钙钛矿锰氧化物与金属颗粒复合实现低场磁电阻的设想。     

钙钛矿锰氧化物中的CMR与H关系研究

本文研究了多晶锰氧化物磁电阻和磁场的关系.磁导由两部分组成,一是源于磁性纳米团簇的磁矩转动,另一是源于晶粒边界和畴壁的界面自旋的二级隧穿.第一项的机制,即磁性纳米团簇在高温时的磁矩转动,是类似于颗粒材料中的巨磁电阻(GMR)机制.在低温和低场下,晶粒边界的磁性纳米团簇的磁矩转动对磁导起主要作用.这一理论模型与多晶La0.825Sr0.175MnO3中的实验结果很好地吻合.     

锂离子电池电极材料的研究

铁的氧化物(Fe2O3、Fe3O4)由于具有较高的理论比容量、比较廉价和对环境污染少等优点,所以用于锂离子电池负极材料进行研究.为了解决铁的氧化物导电性能较差和在充放电过程中体积变化较大,用作负极时出现很差的循环性能和倍率性能等问题,本文综述通过将不同种类的碳材料与铁的氧化物进行复合及制备特殊形貌结构的铁的氧化物,目的是寻求此类高能密度正极材料,并研讨其改性方案;实验上运用电化学阻抗谱技术,研讨电池电极动力学工作过程并分析其电极界面的性能,寻求此类电极的容量衰减的机理.     

单掺杂氧化铈基陶瓷材料的制备和性能

中温固体氧化物燃料电池实用化的关键在于电解质材料性能的提升,本文采用自蔓延燃烧法制备了Gd3+掺杂CeO2的Ce0.9 Gd0.1 O2-δ陶瓷粉体材料.对Ce0.9 Gd0.1 O2-δ粉末在经过1300℃烧结8h后形成的陶瓷片,进行了X射线衍射、扫描电镜和电化学阻抗谱测试,以表征其微观结构、形貌和电性能等方面.实验结果表明,经过高温烧结后的陶瓷片依旧呈现立方萤石结构且具有较高的离子电导率.     

质子交换膜燃料电池系统启停控制策略的研究

质子交换膜燃料电池系统开启和关闭策略的设定对于燃料电池系统的运行有着至关重要的作用。为此,通过设定不同的燃料电池系统开启和关闭的组合策略,探讨启停策略对质子交换膜燃料电池系统的影响。燃料电池单体最高开路电压和燃料电池输出电压是质子交换膜燃料电池系统中十分重要的数据,这2个数据值很大程度上反映燃料电池的性能状况。基于实验室自主搭建的燃料电池系统平台,利用巡检系统监测燃料电池单体的最高开路电压。通过比较不同的启停策略发现,避免氢/空界面、催化剂脱落和氧渗透等工况的发生有助于延长电池寿命。     

多元氧化物电子薄膜材料的单胞生长模式与界面应力诱导效应的研究

多元氧化物薄膜,特别是ABO_3钙钛矿结构的薄膜由于有铁电、压电、热释电和超导等特性和在多功能电子器件上的广泛应用而成为电子功能材料研究的热点．该文利用激光分子束外延和磁控溅射等薄膜制备技术,采用反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜的生长进行原位实时的检测分析,确定了在不同的工艺条件下氧化物薄膜的层状、层岛混合和岛状生长模式。优化了薄膜的生长条件,实现了对薄膜生长模式的有效控制,绘制出SrTiO_3、BaTiO_3等薄膜的生长模式图谱。测量计算了薄膜的表面活化能和沉积粒子在表面的有效扩散率,发现氧化物薄膜表面的生长运动单元具有活化能小、迁移时间长等重要特点,采用原子力显微镜(AFM)和掠入射XRD对层状生长薄膜的层厚结构进行了精细测量,提出了氧化物薄膜单胞生长动力学模型,即薄膜生长的主要单元是以B-O八面体为主体的单原胞基团．在此基础上,系统地研究了薄膜生长异质界面应力释放行为和对结构性能的影响,在小失配度、中等失配度和大失配度下体现出的不同生长规律,出现了在临界厚度下的相干外延、应变岛、双晶外延和近重位点阵等现象．最后,通过薄膜和衬底的失配度的选择来调整界面应力的影响,并通过工艺条件来诱导薄膜结构取向,如采用薄膜自外延技术和自缓冲层技术,有效地控制和大幅度改善了铁电薄膜、介电薄膜、超导薄膜和热释电薄膜的微结构和电磁性能。     

刚性圆柱形平压头作用下的梯度夹层界面应力场

本文主要研究均匀涂层-功能梯度材料界面层-均匀半空间三层结构模型中均匀涂层与功能梯度材料层之间界面处的无摩擦轴对称接触问题的界面应力场。文中建立三层结构的理论计算模型,利用积分变换技术将数学模型转化为奇异积分方程,得到梯度材料夹层轴对称接触问题的表面位移解,再通过数值方法,得到梯度材料夹层的界面应力场。文中分析讨论了刚性圆柱形平压头作用下的均匀涂层与梯度材料夹层界面处的应力分布情况,探讨了剪切弹性模量比值、接触半径对界面处正应力、剪切应力分布的影响。研究表明,剪切弹性模量比值对界面处应力均产生重要的影响,随着剪切弹性模量比值的递增,界面层正应力呈递减趋势,而界面层剪切应力呈递增趋势,且接触半径的不同,也会改变影响的幅度。调整剪切弹性模量,是实现抑制裂纹萌生的一种有效途径。此外,作者主要从事新型功能材料接触力学的研究工作。     

自旋电子在钙钛矿锰氧化物中输运性质研究

本文对国内外研究钙钛矿锰氧化物磁电性质及CMR效应的现状进行了分析,指出有必要研究自旋电子在钙铁矿锰氧化物中的输运性质与材料的磁性以及外加磁场的关系,并对研究方法进行了探讨。     

掺杂弛豫铁电陶瓷材料的电阻──温度特性

在比较铁电体材料与弛豫铁电体材料的异同之处的基础上，采用一般陶瓷工艺制备的U型电阻-温度特性热敏电阻电阻材料钛酸钡锶和钛酸铅锶等固溶体是一种掺杂弛豫铁电体。根据能带理论，用Heywang模型较好地解释了钛酸钡锶等材料中出现的U型电阻-温度特性。     

二氧化钼厚膜电阻的研究

前言近几年来,国内外开始对贱金属厚膜电阻浆料子以重视,期望获得价格低廉、性能良好、适宜于大量生产的贱金属厚膜电阻浆料。在参考文献中报导了英国电气研究协会(ERA)研制的一种新型电阻浆料——高质量贱金属厚膜电阻浆料,其性能可与第二代贵金属材料相比。现将我们在这方面所做的电阻浆料的制备、工艺性能试验、电气性能试验、导电机理分析等工作分别介绍如下。     

基于单纤维压出实验分析硼纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

界面剪切强度是复合材料设计的重要指标,如何通过试验方法测定复合材料的界面性能是复合材料研究的一个重要领域。本文以硼纤维/环氧树脂叠层板(0/90)复合材料为载体,利用S-3400扫描电镜(SEM)与Gatan公司的拉伸台Microtest 2000组合,且在电镜上安装了自行设计制作的单纤维压头,测定界面的剪切强度。得知:在室温负荷作用下硼纤维呈阶梯式脱粘,当压出硼纤维长度为总压出长度约一半时,界面剪切强度达到最大值,并估算出界面的剪切模量,为进一步有限元法模拟研究复合材料的界面的力学行为提供依据。     

锂离子二次电池正极材料尖晶石型LiMn_2O_4的研究进展

近年来,锂离子电池因其优异的特性,发展十分迅速。锂离子电池的优异性能与电池的材料选择,材料的制备工艺等密切相关。正极材料LiMn2O4是近几年锂离子电池研究的热点,但其在循环过程中的容量衰减是制约锂离子电池商品化的关键。本文介绍了不同正极材料的结构、电化学性能、研究现状,侧重于阐述控制锂离子电池循环过程中可逆嵌锂容量和稳定性的嵌锂电极材料的结构性质。     

论古典诗词的时空诗学

采用扫描电镜技术对掺橡胶粉路面混凝土中集料 水泥石界面及断裂形貌进行表征,并结合混凝土的物理和力学性能,综合分析胶凝体系的水化过程,推测橡胶粉对混凝土微细观结构的改性机理。胶粉的掺入可有效地阻止混凝土裂纹的发展,提高路面混凝土的延性,降低脆性,增强抗裂性等。     

新型塑料模具材料的发展及研究

章综述了塑料模具材料的主要服役条件和失效形式,分别从发展塑料模具材料本身和发展模具表面技术2个方面介绍了塑料模具材料发展现状,并研究指出结合稀土表面技术和纳米表面技术制备的新型塑料模具复合镀层材料能显著提高模具的耐磨性、耐蚀性,降低模具材料的使用成本,具有广阔的发展应用前景。同时提出了采用高能球磨和粉末冶金技术相结合的制备工艺思路。     

铸型—冷铁—金属传热特性的研究

本文通过实验,测出冷铁在铸件凝固过程中的温度变化,找出铸件与冷铁间的等效界面热阻值,此值可供模拟铸件凝固时应用。     

硅-硅直接键合界面上SiO_2的非稳定性

对硅一硅直接健合界面上的SiO2进行了研究。借助高真空的AES和高分辨率的SEM显微分析观察到界面上的SiO2化学组成为非化学计量比的SiO1.5,以类球形小岛状均匀分布于键合界面上,平均半径远大于界面自然氧化层。对界面SiO2的理论分析表明,为了降低界面自由能,界面SiO2必然最大限度地减少其表面积,从而以类球形小岛分布于界面上,其平均半径至少大于自然氧化层的1.5倍。假定平衡界面因子为12时,同时考虑氧扩散引起的SiO2融解和界面自由能减小引起的成核长大效应,理论计算与实验结果相吻合。     

硼纤维/环氧树脂复合材料界面剪切强度实验分析

本文以0/90硼纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,采用单纤维推出的实验方法对其界面剪切强度进行细观分析。在单纤维推出实验过程中,获得使界面脱粘失效的平均载荷,进一步推算出该材料脱粘失效时界面层的最大切应力,即复合材料界面切应力达到该值时,复合材料首先在界面处发生脱粘滑移进而失效破坏;实验结果显示,硼纤维/环氧树脂复合材料构件在界面切应力达到170MPa左右时,界面层开始脱粘失效。     

磁电弹固体中弹性波传播问题的研究进展

简要介绍了磁电弹材料的特征和基本方程，评述了这类材料中弹性波传播问题的研究进展，主要包括表面波、界面波和导波等。     

单纤维段试验中载荷传递机理的微观力学分析

提出了一种新的、单纤维段埋入法(SFFM)试验中载荷传递机理的微观力学模型。当纤维/树脂界面所受到的剪切应力超过了界面的粘结剪切强度后,界面将发生脱粘,并且脱粘裂纹将沿着界面扩展。以Weibull模型来模拟纤维轴向拉伸强度的统计分布。讨论了纤维轴向拉伸强度以及界面粘结剪切强度对复合材料各组分内部应力分布的影响。认为在给定复合材料各相的弹性常数和几何参数后,根据不同的纤维轴向拉伸强度以及界面性能(包括界面粘结剪切强度、界面的摩擦系数和基体的径向压力),可以将单纤维段试验中纤维/树脂界面的状态清楚地分为三类:1)完全粘结界面;2)部分粘结界面;3)完全摩擦界面。给出了单纤维段试验过程中界面处于上述三种状态下时,所必须满足的一些条件。最后,还给出了极限纤维段长度的一个合理的定义,并说明该长度是由粘结纤维长度和脱粘纤维段长度所构成。