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 强激光与粒子束
2022, 34(11): 111003
苏州大学 机电工程学院&苏州纳米科技协同创新中心，江苏 苏州 215021
由于当前绝缘体上硅(SOI)压阻传感器芯片的封装质量仍依赖人工检测，本文提出了一种自动实现该项检测的视觉检测方法。分析了压阻传感器的工作原理， 研究了芯片定位精度和结合面质量对传感器性能的影响。以传感器性能和质量为导向，提出了一种以中心定位偏差和键合面结合度为检测点的封装结合面检测方法。该方法通过对Hough圆检测效果和实际图像的分析完成定位精度的检测; 基于对传感器质量影响因素的分析和气泡面积的统计实现结合面质量的检测。在传感器实际制造封装过程中对该视觉检测算法进行了实验验证。结果表明: 该方法能识别的结合面上的最小气泡直径为6 μm; 玻璃内孔半径检测误差约为0.015 mm.。本文提出的基于视觉检测的方法基本满足了压阻传感器封装对结合面检测的要求，有助于实现封装质量的自动化检测。
绝缘体上硅(SOI) 压阻传感器 芯片 封装质量 视觉检测 阳极键合 Silicon On Insulator (SOI) piezoresistive sensor chip packaging quality visual detection anodic bonding
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
研究了一种能够同时产生C波段和X波段微波、具有双电子束结构的相对论返波振荡器,采用嵌套式的高频结构将两个波段的束波相互作用空间隔离开来，从而使两个波段的束波相互过程互不影响。当二极管电压为650 kV、内外环形电子束流分别为5.4,6.4 kA、导引磁场为2.2 T时，两个波段微波的频率分别为4.625,8.450 GHz，模拟产生的微波功率分别为920,600 MW，转换效率约为21.8%,17.1%。并采用粒子模拟法研究了导引磁场、二极管电压及两个束波相互作用区关键结构参数对器件运行的影响，给出了双波段微波功率、频率随导引磁场、二极管电压等参数的变化曲线。
相对论返波振荡器 双波段 双电子束 粒子模拟 relativistic backward wave oscillator dualband dual annular beams particleincell simulation
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
研究了一种用于功率合成的GW级高功率微波功率合成器。该合成器工作在X波段, 输入微波由2路工作频率不同的X波段的微波源产生。为了满足输出功率和功率容量的要求, 用于功率合成的微波源工作段波导的过模因子为12.7, 这给功率合成器的设计带来了一定的困难。着重讨论了如何利用过模波导设计X波段高功率合成器, 研究了如何抑制过模波导的高次模式并提高其功率容量和传输效率。设计的功率合成器单路传输效率达到99.0%以上, 允许的最大输出功率达到5.6 GW以上, 还可以按照需求适当增大高度, 以进一步提高其功率容量而不影响传输效率。
高功率微波 功率合成 双工器 过模 功率容量 high power microwave power combining diplexer overmoded power handling capacity 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2658
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
提出了一种采用单电子束实现C波段和X波段微波同时输出的新型相对论返波振荡器,该器件的束波作用区为中间用渐变段隔开的两段盘荷结构。使用Karat软件进行了2.5维全电磁粒子数值模拟,在工作电压为1 MV,电流为8 kA,导引磁场为3 T的条件下,输出微波功率大于1 GW,功率效率约为15%,输出的微波频率分别为5.42 GHz和9.58 GHz,二者频谱幅度相差2.17 dB,模式为TEM模。
高功率微波 双波段 相对论返波振荡器 谐振反射腔 粒子模拟 high power microwave dual-band relativistic backward-wave oscillator resonant reflector particle-in-cell
提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型,用加速迭代法和四阶精度龙格-库塔法编制了计算程序,并结合实验测量得到了整流效率与输入功率、频率和负载等关系曲线:负载一定时,输入功率从零开始增大,整流效率先快速上升,然后上升趋势变缓;输入功率一定时,负载从零开始增大,整流效率先增大后减小,对于某一固定的输入功率,存在着一个最佳负载值;当输入功率和负载都相同时,降低工作频率,整流效率上升.型号为2DV10B的X波段管子在负载为525 Ω、输入功率为10 mW、频率为3.2 GHz时获得的整流效率为75.2%;频率为10 GHz时获得50.2%的效率,实验测量结果与理论分析一致.
肖特基二极管 接收整流天线 微波输电 无线输电 太阳能电站 强激光与粒子束
2007, 19(11): 1887
