KNN基无铅压电陶瓷相界研究进展

压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的重要功能材料。目前,以锆钛酸铅(PZT)为代表的铅基压电陶瓷因具有优异的综合电学性能被广泛用于传感器、执行器和换能器等许多商业高科技电子产品。然而,金属铅的毒性以及易挥发性会对生态环境造成极大损害。近年来,许多国家已立法限制使用含铅的电子产品。因此,压电陶瓷无铅化成为国内外学者的研究重点。而在各类无铅压电陶瓷中,铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷因具有优异的压电、介电性能和较高的居里温度,被认为是取代铅基压电陶瓷的理想材料之一。多年来,研究者通过调节K/Na比、离子掺杂、添加新组元等方式构建室温下KNN基陶瓷多相共存相界(如准同型相界(MPB)或多晶型相界(PPB))。多相共存相界下各个相势垒较低,极化方向增加,电畴易发生翻转,从而使陶瓷产生高的压电效应。目前,KNN基无铅压电陶瓷因具有纳米级三方相(R)-正交相(O)-四方相(T)三相共存相界,其压电性能已超过某些铅基压电陶瓷。超高的压电性能来源于新型相界(NPB)的构建。结合近年来相关文献,本文以相界作为出发点,综述了国内外KNN基无铅陶瓷中MPB、PPB以及NPB的最新研究进展;重点阐述了陶瓷体系成分和晶粒尺寸对构建相界以及调控压电性能相关文献的最新报导;分析了KNN无铅压电陶瓷在相界研究方向上面临的问题并展望其前景。以此为开发高性能无铅压电陶瓷提供参考。

化学法测定鼓泡状态下气液两相界面积的研究

在单鼓泡状态和气泡流区域,进行了化学法测定两相界面积的研究。对Na_2SO_2-空气和碳酸盐缓冲溶液-CO_2两种物系测定相界面积的结果进行了比较,还研究了溶液粘度对相界面积的影响,并获得了关联式a-129.4ug^(0.98)μL^(-0.41)。

化学吸收法测定旋转填料床有效相界面积

用化学吸收法测量了同心环波纹碟片旋转填料床在气液两相沿径向逆流条件下有效相界表面积及有效比相界表面积．实验结果表明，同心环波纹碟片旋转填料床不仅可１００％地有效利用填料自身的表面积，而且可起到良好的雾化扩展相界面积的作用，使相界面积增加２～３．５倍．

Re与Ru合金化对Ni／Ni_3Al相界电子结构影响的第一原理研究

采用第一原理赝势平面波方法研究了Re与Ru合金化前后γ-Ni/一γ′-Ni_3Al相界的电子与能态结构,断裂功计算结果显示：Re置换γ-Ni相区中的Ni或Ru置换γ′-Ni_3Al相区中的Al,均可提高Ni/Ni_3Al相界的断裂强度,Re与Ru在相界区复合合金化时,当Re与Ru分别占据共格(002)γ/γ′原子层邻近(001)γ原子层上的Ni原子位于(001)γ′原子层上的Al原了位时,γ-Ni/γ′-Ni_3Al相界的断裂强度可进一步提高,若其中的Ru置换γ′-Ni_3Al相区内层Al,则复合合金化Ni/Ni_3Al相界的断裂强度不仅没有提高,反而比Ru单独合金化时Ni/Ni_3Al相界的断裂强度还低．电子态密度与电子密度分布图的分析表明：Re与Ru合金化对γ-Ni/γ′-Ni_3Al相界断裂强度的影响可归因于Re和Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子成键相互作用的改变．

相界势垒对高B值高电导率NTC热敏材料电特性的影响

在高Ｂ值、高电导率的ＮＴＣ热敏材料中，Ｘ－ｒａｙ衍射、ＸＰＳ分析表明有三相：ＮｉＭｎ２Ｏ４．ＣｕＭｎ２Ｏ４和Ｍｎ３Ｏ４组成。三相之间比例的相对变化对其电导率有较大影响。

TiO_2/SiO_2薄膜中的相界扩散及晶化行为研究

本文研究了溶胶一凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜的晶化行为以及复合薄膜与过渡层的相界扩散采用X-ray衍射分析了50TiO2／50SiO2薄膜中TiO2的析晶特征，研究表明，随热处理温度的升高，薄膜的结构由非晶转变为在SiO2玻璃网络中析出的锐钛矿相，再到锐钛矿和金红石二相共存，最后转变为金红石相，并伴随有磷石英和方石英的析出，且其晶粒尺寸也在逐渐增大．AES分析给出了过渡层的气孔率对复合膜中Ti的扩散能力的影响以及复合膜与过渡层之间碳的分布．SEM及EDS进一步揭示了薄膜表面存在亚微米不均匀区域，在此区域中碳的含量较高．在氧气中，提高热处理温度，可以降低碳的含量.

催化蒸馏塔中的有效相界面积

Available interphase area is an important part of investigating catalytic distillation process by the use of a nonequilibrium stage rate model.In this paper the available interphase area,when gas and liquid flow countercurrently in catalyst bed within a distillation column,was measured by using the chemical method in which CO2 in the air is analyzed by Na2CO3-NaHCO3 buffer solution with AsO2 as catalyst.The surface renewal theory by Danckwerts was employed for data processing.

毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系

多相流体在多孔介质中流动时,传质扩散、非水相溶解等现象都与相间界面有关,利用孔隙级网络模型定量表征每一个孔隙孔喉中流体分布,结合几何知识,计算得到了多相流体在孔隙级网络模型中流动时的毛细管压力、饱和度和相间界面积,并作出了它们之间的关系曲线。计算结果表明,毛细管压力、饱和度和界面积之间存在着比较明显的相互制约关系。这一关系为研究与界面有关的非水相溶解、界面间的传质等现象奠定了基础。

精馏塔板上气液相界面积的测量与预测

利用现代的电子光学测试仪器和计算机图像处理技术较准确地测量了精馏塔板上鼓泡液体中气泡的粒径分布和相界面积 .同时 ,还从理论上分析了湍流液体中气泡变形与破碎的机理 ,提出了预测气液相界面积的多相湍流动力学模型 .模拟计算结果与实验测量数据的比较证明 ,此模型有较高的准确性 ,而且形式简单 。

精馏塔板相界面积的粒数衡算模型

通过对气液湍流系统中气泡的动力学行为进行分析推导出气泡破碎速率与聚并速率的表达式 ,在此基础上建立了描述气泡分散特性的粒数衡算模型 .求解粒数衡算方程可以计算精馏塔板上气泡的粒度分布以及气液相界面积 ,模拟计算的结果与实验测量的数据相当一致 ,证明可以利用粒数衡算模型较准确地预测气液湍流系统的分散性质 .

KNN基无铅压电陶瓷组分设计与相界构建研究进展

碱金属铌酸盐(KNN)系无铅压电陶瓷因其优异的压电介电性能,尤其是以准同型相界(MPB)或多晶型相界(PPB)附近优越的压电性能受到极为深入和广泛的研究。结合近年相关文献报导,综述了KNN基无铅压电陶瓷的组分设计和相界构建与性能调控的最新研究进展;概括总结了相界构建与组分的依赖关系;阐述了组分设计和相界构建在无铅压电陶瓷研究领域中的重要意义;分析并展望了相界构建在无铅压电陶瓷中的研究前景。

9Ni钢中渗碳体与马氏体取向关系及相界结构

利用TEM及HREM研究了9Ni钢中马氏体与渗碳体的取向关系和相界结构观察表明多数马氏体与渗碳体之间满足Bagaryaskii关系，但也有例外观察到一种和已知的三种取向关系不同的情况：（110）θ／／（110）α；[111]θ／／[111]α棒状渗碳体与马氏体界面上存在台阶．

8090Al-Li合金δ′相的相界特征

采用小角Ｘ射线散射技术研究８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金回火析出δ′相的相界特征．实验结果表明，合金在１６０℃时效时析出的δ′相粒子与基体之间存在过渡界面层，表明δ′相是通过Ｓｐｉｎ－ｏｄａｌ分解机理形成的。

N503矿浆萃取Au（Ⅲ）过程中形成相界面污物机理

研究了Ｎ５０３矿浆萃取Ａｕ（Ⅲ）时酸度、温度、搅拌强度以及Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ离子对相界面污物组成的影响，进行了清液模拟和硅酸盐抑制试验。结合试验结果、矿浆中硅酸盐结构及Ｎ５０３萃取Ａｕ（Ⅲ）机理分析了Ｎ５０３矿浆萃取Ａｕ（Ⅲ）过程中形成相界面污物的初步机理，为降低矿浆萃取过程中Ｎ５０３等有机溶剂的损失提供了一些依据。

环辛烯双氧水相界催化环氧化反应研究

以氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯交联树脂接枝N-苄基-N,N-二甲基-N-十二烷基季铵磷钨杂多酸盐为相界催化剂,进行了无搅拌条件下的环辛烯双氧水催化环氧化反应研究。对影响反应的因素如催化剂用量、反应温度、双氧水与环辛烯摩尔比、双氧水质量分数、溶剂、催化剂颗粒直径、催化剂重复使用性等进行了讨论。结果表明,催化剂可以处于环辛烯双氧水界面处,在完全没有搅拌的条件下催化环辛烯的环氧化反应。在无溶剂、无搅拌、催化剂0.3g,n(双氧水):n(环辛烯)=1.5:1,反应温度72℃,静止反应8h的条件下,环氧环辛烷的产率可达99%以上。催化剂重复使用5次未见活性明显降低。

旋转填充床有效比相界面积的研究

旋转填充床(RotatingPackedBed简称RPB)是一种新型的传质设备,为研究其传质性能,笔者在旋转填充床上用不同的填料以氢氧化钠水溶液吸收二氧化碳进行快速拟一级化学反应来测定有效比相界面积,研究了旋转填充床选用不同填料时的有效比相界面积与旋转填充床的各种操作条件之间的关系,实验表明随着RPB转速的增大,有效比相界面积增大;随着操作液量增大,有效比相界面积增大。而且由于其独特的操作特性以笔者自制的打孔碟片填料的有效比相界面积为最大。

超重力反应器有效传质比相界面积的测定

本文采用NaOH溶液吸收CO2测定有效传质比相界面积的方法,研究了在不同操作条件、不同填料下超重力反应器 的有效传质比相界面积,得出超重力反应器的有效传质比相界面积比普通填料塔的高出3-7倍。

陶瓷基复合材料中相界工程的初步概念

根据陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势,本文在论述相界作用的基础上提出了“相界工程”的初步概念,以期引起材料科学工作者对复合材料中相界工程的广泛重视。

Ti_3Al＋Nb在甲醇中沿相界的应力腐蚀

研究了Ｔｉ－２４Ａｌ－ｌｌＮｂ合金中Ｔｉ３Ａｌ＋Ｎｂ金属间化合物在甲醇溶液中的应力腐蚀及室温氢致开裂的规律，探讨了组织结构的影响．结果表明，Ｔｉ３Ａｌ＋Ｎｂ在甲醇溶液中应力腐蚀敏感性很高，不向组织应力腐蚀断裂归一化门槛值为而ｋ（ＩＳＣＣ）／ＫＣ＝０．５３－０．６９；应力腐蚀裂纹止裂门槛值为Ｋ（ＩＳＣＣ）／Ｋ（ｌｉ）＝０．６１－０．７９．Ｔｉ３Ａｌ＋Ｎｂ在室温动态充氢时能发生氢致开裂，门槛值和应力腐蚀相近，但裂纹扩展速率或断裂时间比应力腐蚀要慢１－３个数量级．两者断口形貌也不相同．发现了相界应力腐蚀现象．对固溶后炉冷试样，当ＫＩ较低时，应力腐蚀裂纹优先沿α２／β相界形核和扩展，从而获得相界应力腐蚀断口．如固溶后空冷或ＫＩ较高，则不出现相界应力腐蚀．

Zn-Al合金超塑变形的相界滑移与表面效应研究

用扫描电镜 (SEM )对Zn Al合金超塑变形时的晶界 (或相界 )滑移特性进行了研究。结果表明 ,Zn Al合金的超塑变形机制是晶界 (或相界 )滑移 ,且α/β相界面滑移容易进行并可实现长程滑移 ,同时合金试样的表面特性对相界滑移有很大的影响。表面镀层对Zn 5Al合金超塑变形中的相界滑移有阻碍作用 ,而当试样在电场中进行超塑变形时 ,由于表面感应电荷的作用 ,导致试样表面产生大量的空洞 ,提高了超塑变形抗力 ,使应变速率和伸长率降低 ,表现为一种负的电塑性效应。