1 1. 济南大学 材料科学与工程学院, 济南 250022
2 2. 惠州学院 广东省电子功能材料与器件重点实验室, 惠州 516001
钙锆共掺钛酸钡陶瓷(BCZT)具有优异的介电性能和压电性能, 是一类具有发展潜力的无铅压电陶瓷, 但其压电性能仍无法与铅基陶瓷媲美。为提高压电性能, 本研究对陶瓷材料进行Sn元素掺杂改性((Ba0.85Ca0.15)- (Ti0.9Zr0.1-xSnx)O3, x=0.02~0.07))。晶体结构分析证实所有组分的陶瓷无杂相, 处于正交相与四方相两相共存状态, 并具有较大的c/a; 显微结构分析发现所有陶瓷都很致密, 且平均晶粒尺寸随着Sn含量的增加而增大。当x=0.04时, 陶瓷最致密, 且室温处于准同型相界附近, 因此拥有最佳的电学性能: d33=590 pC•N -1, kp=52.2%, tanδ=0.016, ε T33=5372, d *33=734 pm•V -1, IR=57.8 GΩ•cm。本研究表明: Sn掺杂的BCZT基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能, 有望在换能器、机电传感器和驱动器等方面得到应用。
(BaCa)(TiZr)O3基无铅压电陶瓷 Sn掺杂 准同型相界 晶粒尺寸效应 (BaCa)(TiZr)O3 based lead-free piezoceramics Sn doping morphotropic phase boundary grain size effect
1 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心, 广东 湛江 524088
2 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器。该传感器由空气腔(FP1)和PDMS腔(FP2)级联而成,且PDMS腔长度远小于空气腔长度,从而使该传感器满足游标效应产生条件[FP1腔与复合腔FP3(由FP1和FP2组成)的光程接近]。当外界温度变化时,PDMS膜向两侧膨胀,导致FP1腔和FP3腔的干涉谱向相反的方向移动。实验结果表明,FP1腔和FP3腔干涉谱产生了游标效应,干涉谱包络明显;在50~60 ℃范围内,温度灵敏度达到1.32 nm/℃,该结果与理论分析结果相符。该传感器具有体积小、结构轻、灵敏度高、制备简单等优点,在化学、生物、医疗等领域具有潜在的应用价值。
光纤传感器 游标效应 法布里-珀罗干涉仪 高灵敏温度检测
哈尔滨理工大学理学院, 黑龙江 哈尔滨 150000
在流体密度测量中,纹影设备的灵敏度是实验测量结果的关键。为了研究空气流速、温度以及装置参数对实验的影响,设计了以热风枪为扰动区的灵敏度测量系统。通过成像分析,给出了不同温度和不同空气密度下的像面图。发现纹影系统的灵敏度可以由像面上热风枪的温度变化(像面条纹数)来衡量,即系统的纹影设备灵敏度越高,可分辨的热风枪扰动后成像面中得到的条纹数越多,能够分辨的温度区间越大。利用Zemax进行模拟验证,实验结果和理论分析基本一致。结果表明,热风枪扰动法可以便捷、有效地衡量透射式纹影设备的灵敏度,为纹影系统灵敏度的测量提供了一种简洁有效的方法。
成像系统 纹影摄影 灵敏度 热风枪 密度可视化 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 111102
Author Affiliations
Abstract
1 Postdoctoral Mobile Research Station of the School of Electronic Engineering, Heilongjiang University, Harbin 150080, China
2 School of Applied Sciences, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China
3 Key Laboratory of Electronics Engineering, College of Heilongjiang Province, Heilongjiang University, Harbin 150080, China
We experimentally investigate the effects of the surface roughness of gold thin films on the properties of surface plasmon resonance. By annealing at different temperatures, film samples with different surface morphologies are obtained. Specifically, due to the diffusion of the gold atoms towards the films’ surface, the surface root-mean-square roughness decreases with the increasing annealing temperature. Then, we measure the surface plasmon resonance of the samples. The results show that the resonance angle of the surface plasmon resonance is sensitive to the root-mean-square roughness, and it gradually decreases by reducing the surface root-mean-square roughness.
240.6680 Surface plasmons 310.6860 Thin films, optical properties Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 042401
1 哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 黑龙江 150080
2 中国科学院长春应用化学研究所高分子复合材料工程实验室，长春 吉林 130022
TiO6氧八面体结构是钛酸铜钙（CaCu3Ti4O12, CCTO）的基本骨架，直接关系着CCTO光学和电学性能的表现，其在各种频率下介电、光学性能的响应的研究有利于揭示其巨介电性能的根源。为了探索TiO6氧八面体骨架对CCTO各种频率下介电、光学性能的贡献，以及Ti、O元素的作用，构建了CCTO体块及具有氧空位、钛空位的CCTO模型，并采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对三种模型进行了几何结构、电子密度分布和光学性能的计算与分析。计算结果表明，氧空位和钛空位对几何结构和电子密度分布有着显著的影响，计算得到三种模型的介电函数，从而推出其他光学性质如折射率、反射率、吸收率和光电导率等，同时得出氧空位对CCTO光学性能的各向异性起着关键作用。
材料 钛酸铜钙 空位 光学性质 第一性原理 光学学报
2015, 35(s1): s116002
中国地质大学(武汉) 材料科学与化学工程学院, 湖北 武汉 430074
采用共沉淀法结合高温固相法, 在碳还原气氛下合成了SrCO3∶Mn2+绿色荧光粉, 用XRD和荧光光谱分别对样品的结构和发光性能进行了表征。XRD结果证实, 样品为单一斜方晶系的SrCO3相; 荧光光谱检测表明, 样品在267 nm左右紫外线激发下, 产生峰位位于547 nm的明亮绿光, 对应于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)电子跃迁。样品的最佳烧结温度为1 000 ℃, Mn2+的最佳掺杂摩尔分数为2.0%。
共沉淀法 发光 SrCO3∶Mn2+ SrCO3∶Mn2+ co-precipitation method luminescence
