1 西安工业大学材料与化工学院, 陕西省光电功能材料与器件重点实验室, 西安 710021
2 商洛学院化学工程与现代材料学院, 陕西省矿产资源清洁高效转化与新材料工程技术研究中心, 商洛 726000
本文采用快速液相烧结法制备了Gd2O3掺杂BiFeO3陶瓷, 并对陶瓷样品进行了物相、形貌、漏电流特性和磁性能研究。XRD分析结果表明, Gd2O3的加入促进了富铋相(Bi25FeO40)的形成且使晶胞体积减小, 同时陶瓷的物相由三方相向正交相转变; SEM分析结果表明, Gd2O3掺杂能起到细化陶瓷晶粒的作用; 电学性能分析表明, 陶瓷样品漏电流较大, 但Gd2O3的掺杂可显著降低陶瓷的漏电流; 漏电流特性分析结果表明, 陶瓷在低电场下的漏电流特性是欧姆传导机制, 在高电场下纯BiFeO3陶瓷的漏电流特性为肖特基发射机制, 但随着Gd2O3掺杂量的增加而逐渐变为空间电荷限制电流传导(SCLC)机制; 磁性研究结果表明, 掺杂引入的磁性Gd2O3颗粒均匀分布在陶瓷的晶界处从而显著提高陶瓷磁性能。
BiFeO3陶瓷 Gd2O3掺杂 液相烧结法 电学性能 漏电流特性 磁性能 BiFeO3 ceramics Gd2O3 doping liquid-phase sintering method electrical property leakage current characteristic magnetic property
1 哈尔滨工业大学航天学院,复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学分析测试中心, 哈尔滨 150001
CuI薄膜可以通过Cu金属膜的碘化法来制备, 为了优化碘化法CuI薄膜的光电特性, 本文通过层层碘化法制备了CuI薄膜样品, 并采用后退火和层层退火两种方式处理CuI样品, 对薄膜样品的结构特性、表面形貌和光电性能进行了分析。结果表明, 层层退火方式有效提高了样品的结晶度, 而后退火方式则有利于薄膜表面CuI的二维平面移动, 从而增加了薄膜表面的致密性。后退火方式将CuI薄膜的透过率提高至80%~90%, 层层退火方式将CuI薄膜的电阻率优化至0.034 Ω·cm。
p型 后退火 层层退火 透过率 电学性能 光电性能 p-type CuI CuI post annealing layer by layer annealing transmittance electrical property photoelectric property
1 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050
2 中国科学院大学，北京 100864
压电材料是一类极其重要的功能材料，利用其正/逆压电效应可以制成压电传感器、换能器和驱动器等，在航空航天、核能、医疗等领域有广泛应用。在航天、核能等领域，压电材料面临高辐射的严苛服役环境，对压电材料的抗辐射能力提出了更高要求。本文总结了辐射对钙钛矿结构包括锆钛酸铅［Pb(Zr, Ti)O3］、铌酸钾(KNbO3)、钛酸钡(BaTiO3)和以及铋层状结构压电材料如Bi4Ti3O12等的晶体结构和电学性能的影响。研究表明，在高剂量辐射下，压电材料的相结构维持在铁电相，但是晶粒一定程度上会受到破坏，同时压电材料的电学性能普遍随着辐射剂量的增强而减弱，但辐射也可以改善压电材料的抗疲劳性能，理论上辐射可以作为压电材料改性的一种方式。
压电材料 辐射 晶体结构 电学性能 piezoelectric materials radiation crystal structure electrical properties
1 武汉理工大学资源与环境工程学院, 武汉 430070
2 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室, 武汉 430070
3 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
4 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
为了提高石墨固废利用率, 本文以石墨开采废石为细骨料, 添加球形石墨尾料以及不同质量分数的废石石粉进行电热板材配方试验, 探究了石墨开采废石取代量、石粉掺量对电热板材性能的影响。结果表明: 在100%(质量分数)使用石墨开采废石作为细骨料时, 养护28 d的水泥板材抗折强度及抗压强度分别达到11.09 MPa和50.90 MPa, 虽然略低于使用标准砂的水泥板材的强度指标, 但是仍可满足相关要求, 说明石墨开采废石可以作为细骨料使用; 在废石石粉掺量为7%(质量分数)时, 电热板材的抗折强度和抗压强度最高分别达到6.21 MPa和33.00 MPa, 虽然强度有所降低, 但是仍可满足低强度板材的要求; 在球形石墨尾料掺量为9%(质量分数)时, 电热板材体积电阻率为1.94 Ω·m, 发热温度为71 ℃, 具有良好的电热效果。
石墨固废 电热板材 球形石墨尾料 力学性能 电学性能 体积电阻率 graphite solid waste electrothermal plate spherical graphite tailing mechanical property electrical performance volume resistivity
大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024
机电阻抗(EMI）法是目前结构健康监测(SHM）技术中较热门的研究领域之一。实际应用中，EMI法测得的阻抗信号受温度干扰，因而对损伤产生误判。首先从理论上分析了温度导致阻抗发生变化的原因，然后以EMI法中典型的压电陶瓷(PZT-5H）型陶瓷传感器为研究对象，测试分析了温度对PZT电阻抗特征的影响规律。研究发现，阻抗峰值的频移与温度呈线性关系，且温度对峰值频移的影响与频率相关。进一步结合频率偏移及幅值的变化规律，建立了机电阻抗(EMI）法结构健康监测的温度效应修正模型。研究结果为消减环境温度对PZT阻抗特征的影响奠定了基础。
温度影响 压电陶瓷 电学性能 信号分析 误差修正 temperature effect piezoelectric ceramics electrical performance signal analysis error correction
1 中北大学材料科学与工程学院, 太原 030051
2 清华大学材料学院, 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京 100084
研究了烧结温度对海藻酸钠离子凝胶法制备3-1型多孔PZT压电陶瓷和凝胶注模法制备3-3型多孔PZT压电陶瓷性能的影响。结果表明: 当烧结温度从1 150 ℃升至1 250 ℃, 多孔PZT陶瓷的孔隙率降低, 晶粒尺寸、介电常数、压电系数、厚度机电耦合系数和抗压强度增大, 静水压压电系数与静水压品质因数随之降低。3-1型PZT陶瓷具有定向直通孔结构, 且在成型过程中引入Ca2+。因此, 在相同的烧结温度下, 3-1型PZT陶瓷的介电常数和抗压强度高于3-3型PZT陶瓷, 可靠性和稳定性更强, 压电系数和静水压品质因数则低于3-3型PZT陶瓷, 灵敏度下降。3-1型PZT陶瓷的静水压品质因数最高可达到4 755×10-15 Pa-1, 适用于高灵敏度压电水听器。
多孔压电陶瓷 烧结温度 显微形貌 电学性能 机械性能 porous piezoelectric ceramics sintering temperature microscopic morphology dielectric property mechanical property
1 天津职业技术师范大学 汽车与交通学院, 天津 300222
2 天津大学 微电子学院, 天津 300072
利用旋涂银纳米线和磁控溅射ZnSnO薄膜相结合的方法, 实现了高性能ZnSnO/AgNW双层透明电极的制备。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对电极的结构和形貌进行了表征分析, 利用紫外可见分光光度计和四探针测试仪分别对ZnSnO/AgNW双层透明电极的电学和光学性能进行了表征。结果表明, 制备的ZnSnO/AgNW双层透明电极具有优异的电学和光学性能, 在透过率为88.1%时, 其方阻为12.3Ω/□, 品质因子高达231。在5.0mm的曲率半径下, 对ZnSnO/AgNW双层透明电极进行了1000次弯曲测试, 其电阻仅增加了13%, 表明ZnSnO/AgNW双层透明电极具有优异的柔性性能。此外, ZnSnO/AgNW双层透明电极经过20次胶带粘附测试和高温高湿测试后, 方阻都基本保持不变, 这说明ZnSnO/AgNW双层透明电极具有优异的粘附性以及抗氧化性。
透明导电 柔性 薄膜 纳米线 电学性能 transparent conductive flexible thin films nanowire electrical properties
采用金属有机化学气相沉积技术，在半极性蓝宝石衬底上成功生长了具有高电子浓度和良好表面形貌的Si掺杂的非极性a面nAlGaN外延层。深入研究了铟(In)表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层对nAlGaN的结构特征和电学性能的影响。表征结果表明，利用In表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层，非极性a面nAlGaN外延层的晶体质量的各向异性被有效地抑制，同时显著改善了其表面形貌和电学性能。测得非极性a面nAlGaN的电子浓度及电子迁移率分别为-4.8×1017cm-3和3.42cm2/(V·s)。
非极性a面nAlGaN 表面活性剂 AlGaN缓冲层 电学性能 nonpolar aplane nAlGaN indium surfactant AlGaN buffer layer electrical properties
