高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体,粉体球磨60h后在900℃保温3h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系。X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1150～1200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1200℃时,样品为Mg4Nb2O9纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164GHz,τf=-56.69×10-6/℃。实验结果表明,高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料。

高能球磨时间对MgNb_2O_6陶瓷显微结构和微波介电性能的影响

采用高能球磨法制备粉体,研究了粉体球磨时间对MgNb2O6陶瓷显微结构和微波介电性能的影响,结果表明,1180℃烧结陶瓷,随球磨时间增加,平均粒径减小,气孔率降低,相对密度增大,介电常数增大;升高烧结温度到1220℃以上,不同球磨时间制备陶瓷样品相对密度达到95.8%以上,平均晶粒尺寸3.5 m,εr为19.7,而Q×f值随球磨时间先增大后减小。高能球磨制备粉体能有效促进MgNb2O6陶瓷在1220℃下中温烧结,且具有优良的微波介电性能(εr=19.7,Q×f=28 744 GHz),有望成为新一代中温烧结高频微波介质基板材料。

高能球磨法低温合成Mg_4Nb_2O_9纳米粉体

以MgO和Nb2O5为原料,用高能球磨法制备Mg4Nb2O9前驱体,前驱体经900℃热处理合成Mg4Nb2O9纳米粉体.采用X射线衍射和扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)研究了粉体随合成温度、球磨时间、保温时间的微结构变化和物相转变过程.结果表明,MgO-Nb2O5混合物经60 h高能球磨在900℃保温3 h合成出粒径为50~80 nm的Mg4Nb2O9纳米粉体.高能球磨法制备的粉体在1 200℃可烧结成致密的具有优异性能的Mg4Nb2O9陶瓷.

低温烧结Mg_4Nb_2O_9-0.75wt%V_2O_5-1.5wt%Li_2CO_3微波介质陶瓷及其性能研究

采用高能球磨法制备陶瓷,研究了0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结性能和微波介电性能的影响。实验结果表明0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂有助于Mg4Nb2O9陶瓷在烧结过程中形成液相,促进低温致密化烧结,进而降低陶瓷的烧结温度。900℃烧结Mg4Nb2O9陶瓷,结构致密、组织均匀,平均粒径0.75μm,εr=12.58,Q×f=5539 GHz。随烧结温度升高,晶粒长大,密度升高,εr和Q×f值增大。微波介电性能表征表明Mg4Nb2O9-0.75wt%V2O5-1.5wt%Li2CO3陶瓷在950℃下低温烧结,获得εr=13.07,Q×f=10858GHz的亚微米级陶瓷,其优良的微波介电性能使其有望成为新一代低温烧结低介高频微波介质基板材料。

Materials Studio软件辅助晶体结构教学

针对晶体结构教学中概念抽象、理论性强的特点,本文将Materials Studio分子模拟软件引入到晶体结构的具体教学过程中,介绍了在晶体结构教学中使用Materials Studio分子模拟软件对晶体结构相关概念、基本原理进行可视化及计算分析的一些具体做法,并对计算软件辅助理论课堂教学的模式进行了探讨。实践表明,使用Materials Studio分子模拟软件辅助晶体结构教学可使抽象难懂的教学内容直观化、动态化,易被学生理解和接受,能够激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果。

BSTO/MT复合陶瓷的结构及介电性能

用固相反应法制备了Ba0.45Sr0.55TiO3-Mg2TiO4复合陶瓷，研究了陶瓷的烧结特性、相组成、显微组织及介电性能。结果表明，复合陶瓷可在1325～1430℃范围烧结成瓷，X-射线衍射仪（xRD）、EDS和SEM分析表明复合陶瓷由Ba0.45Sr0.55TiO2和Mg2TiO4两相组成，没有杂相出现，但两相间存在元素扩散现象。在Mg2TiO4质量分数为70％，10kHz、25℃时，试样的介电常数为98．2，介电损耗为0．0007，介电可调度Tun达12．2％（电场2kV／mm），在-20-50℃温度范围内，该组分的优化因子K值均大于80。

Al掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响

采用标准电子陶瓷工艺,制备了CaCu3Ti4-xAlxO12-x/2(CCTAO,x=0,0.06,0.10,0.20)陶瓷样品,研究Al对CCTAO材料的微观结构和介电性能的影响.结果表明,Al的添加可促进CaCu3Ti4O12(CCTO)晶界处小晶粒生长,拟制大晶粒长大,增强晶界的绝缘性,使低频介电弛豫行为明显减弱,降低了CCTAO陶瓷样品低频范围的介电损耗.x=0.2时在40 Hz^1 kHz频率范围内,tanδ均小于0.05,最小值仅为0.033.对该样品偏压下的介电性能的研究发现,Al3+取代Ti4+可实现P型掺杂,改变基体的半导状态,拟制表面作用,从而使样品低频范围受偏压影响明显减弱.

体硅价带结构的MATLAB计算

能带结构在固体物理/半导体物理的教学及相关科研活动中占有重要地位.本文从理论上推导了体硅的价带E~k色散关系模型,利用MATLAB语言编程绘制了体硅价带E~k色散关系图及等能面图,通过对价带顶处色散曲线进行抛物线拟合,获得了体硅各晶向空穴有效质量,所得有效质量结果与其他理论计算及实验测量结果符合较好.

利用Materials Studio分子模拟软件提高固体物理课堂教学效果的实践与探索

针对固体物理教学中概念、原理抽象,理论性强的特点,利用Materials Studio分子模拟软件的可视化及计算功能,以具体晶体为例,通过建模、演示及计算模拟,对固体物理课堂教学中的有关概念、原理进行了可视化及计算分析。指出在固体物理教学中引入Materials Studio分子模拟软件,能使抽象难懂的教学内容直观化、动态化,使学生建立清晰的物理图像,进而激发学生学习兴趣,提高课堂教学效果。

x%V_2O_5+1.5%Li_2CO_3共掺杂Mg_4Nb_2O_9陶瓷低温烧结及其微波介电性能

采用机械合金法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5和Li2CO3对其烧结性能、显微结构及微波介电性能的影响。结果表明:添加V2O5和Li2CO3可有效降低Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度(940℃),获得亚微米级(0.86μm)微波介质陶瓷。1.50%V2O5和1.50%Li2CO3(质量分数)共掺杂Mg4Nb2O9陶瓷于940℃烧结获得良好微波介电性能:介电常数为12.7,品质因数为45028GHz,谐振频率温度系数为-7.65×10-5℃-1,有望成为新一代低温烧结基板材料。

MgO-Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3复相陶瓷介电性能研究

采用传统陶瓷工艺法,制备了100x%MgO-100(1-x)%Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(x=0.3,0.4,0.5,0.6)复相陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜、介电温谱等方法,研究了不同MgO含量对复相陶瓷的微观结构和介电特性的影响.结果表明,MgO与Ba(Zr0.2Ti0.8)O3形成复相陶瓷,并且抑制了Ba(ZryTi1-y)O3(BZT)晶粒生长.随着MgO含量的增加,材料的介电常数、介电损耗与可调度逐渐减小,介电弛豫特性逐渐增强.

Bi_2O_3掺杂对Mg_4Nb_2O_9陶瓷的微结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9基微波介质陶瓷,研究了Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构及微波介电性能的影响。实验结果表明:Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度随Bi2O3掺杂量的增加而减小,添加2.0wt%Bi2O3,烧结温度从1350℃降低至1175℃;随Bi2O3添加量从0.0wt%增大到3.0wt%,最强峰(104)晶面间距d值由2.756nm增大至2.769nm;Mg4Nb2O9陶瓷的微波介电性能随Bi2O3掺杂量增加而变化;掺杂2.0wt%Bi2O3的Mg4Nb2O9陶瓷在1175℃保温2小时烧结,获得亚微米级陶瓷,且具有最佳的微波介电性能,εr为12.58,Q×f为71949.74GHz。

C_(36)团簇生长动力学及自由能

在2300 K的气相条件下,采用经典分子动力学方法对C36团簇的生长过程进行模拟,并计算生长过程中出现的势能最低的20个异构体的相对概率.计算结果表明:团簇系统在100 ns左右达到动态平衡,出现概率最大的异构体是D2d而不是势能最低的D6h.对于某些势能和自由能均较高的碗状异构体,在生长过程中以一定概率出现,其出现概率甚至高于某些经典构型.

《固体物理》教学中学生科学素养的培养

固体物理学是物理学、材料科学、光电子学、微电子学等专业一门重要的专业必修课,它与现代科学、技术、社会关系密切,在固体物理教学中渗透STS(科学、技术与社会)教育和提高学生科学素养就显得尤为重要。本文结合自己的教学实践,对如何在《固体物理》课程教学中培养学生的科学素养提供了几点做法。

教师应如何适应新课改——新课改下我的教学观

在竞争越来越激烈的今天,在科学文化知识爆炸的今天,在做任何事都突出方法讲求效率的今天,我们也迎来了新一轮的教育教学改革。改革是时代的需要,也是人类社会发展的必然产物。学校教育作为推动社会快速高效发展的原动力,更应该正本清源与社会发展同步与时代需求统一,这样,身为一名教育工作者,就必须不断的更新观点,不停的刷新理念,以便更好的跻身于课改的浪潮中,为课改的良性发展贡献微薄之力。

单轴[110]应力硅电子迁移率

基于k·p微扰法研究单轴[110]应力作用下硅的导带结构,获得单轴[110]应力硅的导带底能量及电子有效质量.在此基础上,考虑电子谷间、谷内及电离杂质散射,采用弛豫时间近似计算单轴[110]应力硅沿不同晶向的电子迁移率.结果表明:单轴[110]应力作用下硅的电子迁移率具有明显的各向异性.在[001]、[110]及[110]输运晶向中,张应力作用下电子沿[110]晶向输运时迁移率有较大的增强,由未受应力时的1 450 cm2·Vs-1提高到2GPa应力作用下的2 500 cm^2·Vs^(-1).迁移率增强的主要原因是电子有效质量的减小,而应力作用下硅导带能谷分裂导致的谷间散射几率的减小对电子迁移率的影响并不显著.

固体热容模型的MATLAB数值求解及可视化

固体热容是反映固体热学性质的一个重要物理参数。本文利用科学计算软件MATLAB的数值计算及绘图功能对固体热容理论中的爱因斯坦模型及德拜模型进行了数值求解,并将结果可视化。结果表明:使用MATLAB数值计算固体热容的理论模型,具有数学思想清晰、编程简单及程序执行效率高的特点;所得结果计算精度高、物理图像清晰。

形象化语言——撬动“现代控制理论”课程教学品质的支点

《现代控制理论》是一门研究自动控制规律的工程应用技术课程,被广泛应用在与人们的生活息息相关的各行各业,在工科各专业的课程体系中有着至关重要的作用。本文结合多年的教学实践经验,提出了利用抽象理论概念向形象化语言转化的启发式教学方法提升现代控制理论课程教学效率和教学质量,以期有助于引起师生同频共振增强教学效果,激活控制理论学科研究。

微分方程初值问题的MATLAB/Simulink求解

使用MATLAB/Simulink工具箱对一阶微分方程(组)、二阶微分方程及高阶微分方程的初值问题进行了建模仿真及结果可视化研究.结果表明:在微分方程初值问题的求解过程中运用MATLAB/Simulink工具箱,无需进行繁杂的代码编程就可求解方程,具有求解方法简单、直观及效率高的特点.

Origin软件在实验数据处理中的应用——以陶瓷材料密度测定为例

Origin是一款集数据处理、分析及图形可视化于一体的优秀科技软件。本文以陶瓷材料的密度测量为例,利用Origin软件对材料密度测量数据进行了分析处理,包括数据计算、绘图、多项式拟合数据及误差棒的插入等。结果表明,采用利用Origin软件可以快速、批量、精确地处理陶瓷材料密度测量数据,减少繁琐的数据计算过程,有效降低实验数据处理过程中人为因素引起的实验误差。