李龙土 著名无机非金属材料专家

您从事无机非金属材料的教学与科研工作至今已经近50年，期间曾多次获得国家发明奖，并带领您的团队攻克了很多技术难题，请您为我们介绍一下这方面的情况，以及您目前正在从事的研究工作。

压电双晶片的有限元分析及实验(英文)

采用有限元分析方法,分析了压电双晶片悬臂梁的位移形变特征。研究了金属弹性层、压电陶瓷片的材料属性及几何尺寸对双晶片偏转位移的影响;计算了双晶片的弹性模量、厚度以及加载电压与位移形变产生弯应力的关系;通过位移测试、弯应力测试等相关实验对有限元分析进行了验证。当加载电压为60V(120Vp-p)时,双晶片的偏转位移和弯应力分别为166μm和34.7m.N,实验结果证明本文所建的有限元模型是合理有效的。此外,测试了压电双晶片的振动特性,测得其谐振频率为310Hz,在该频率下加载20Vp-p电压,其端部位移输出即可达1.7mm。有限元分析结果及实验验证为压电双晶片结构的优化设计提供了依据。

弛豫铁电陶瓷研究进展

本文对复合钙钛矿弛豫铁电陶瓷的理论、材料及应用研究进展作了简要综述。同时,对某些存在问题及前景作了评述。

功能陶瓷材料及其应用研究进展

介绍铁电、压电等功能陶瓷及其片式元件应用研究的若干新进展。基于过渡液相烧结机制的高性能压电陶瓷材料具有低烧结温度、高压电常数和低介质损耗等诸多优点。低烧多层压电变压器(MPT)以其低驱动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用。多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点。基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学,制备了亚微米／纳米晶钛酸钡基陶瓷及其薄层化贱金属内电极MLCC。研制了低烧铁氧体材料及其片式电感器。介绍了压电陶瓷超声微马达的结构与特性。

功能陶瓷材料研究的若干进展

本文主要介绍几种典型的铁电、压电陶瓷及其多层片式元件应用研究的若干新进展.基于过渡液相烧结机制的压电陶瓷材料具有烧结温度低、压电常数和介电常数高,介质损耗低等诸多优点.低烧多层压电变压器(MPT)以其低驱动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用.多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点,通过有限元分析和多普勒激光扫描测振仪对MPT的振动模态与机电谐振特性等进行了分析与测定,为结构与性能优化提供了理论与实验依据.研究了钛酸钡基高介电常数温度稳定型多层陶瓷电容器(MLCC)及薄层贱金属内电极MLCC的关键材料组成以及制备技术,基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学,通过调控受、施主掺杂和两段法烧结工艺,制备了在还原气氛烧结亚微米/纳米晶钛酸钡基陶瓷及其细晶化贱金属内电极MLCC.研究了多层复合功能陶瓷共烧行为、异质界面互扩散、致密化速率调控机制及共烧匹配技术,借助于差热膨胀仪研究了铁电陶瓷介质和内电极共烧失配的动力学根源,为制备高可靠的MLCC等多层元器件提供实验与理论依据.介绍了压电陶瓷超声微马达的结构与特性.

压电及铁电陶瓷应用研究的某些进展

对压电陶瓷在声马达、机敏及智能器件中的应用研究进展作了简要综述,特别介绍了压电陶瓷/金属复合薄板振动模式、声马达振动模式的有限元分析等研究的新成果。同时,对驰豫铁电陶瓷的研究进展也作了评述。

功能陶瓷材料研究的若干进展

本文介绍了几种典型铁电、压电陶瓷及其多层片式元件应用研究的若干新进展。基于过渡液相烧结机制的压电陶瓷材料具有烧结温度低、压电常数和介电常数高,介质损耗低等诸多优点。低烧多层压电变压器(MPT)以其低驱动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用。多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点,通过有限元分析和多普勒激光扫描测振仪对MPT的振动模态与机电谐振特性等进行了分析与测定,为结构与性能优化提供了理论与实验依据。研究了钛酸钡基高介电常数温度稳定型多层陶瓷电容器(MLCC)及薄层贱金属内电极MLCC的关键材料组成以及制备技术,基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学,通过调控受、施主掺杂和两段法烧结工艺,制备了在还原气氛烧结亚微米/纳米晶钛酸钡基陶瓷及其细晶化贱金属内电极MLCC。研究了多层复合功能陶瓷共烧行为、异质界面互扩散、致密化速率调控机制及共烧匹配技术,借助于差热膨胀仪研究了铁电陶瓷介质和内电极共烧失配的动力学根源,为制备高可靠的MLCC 等多层元器件提供实验与理论依据。介绍了压电陶瓷超声微马达的结构与特性。

高性能低烧片式元件的三层镀技术

本项目由清华大学与风华高新科技集团股份有限公司共同完成,任务与目标是通过深入研究高介低烧PMN基MLCC三层镀技术与瓷料改性,实现高介低烧PMN基MLCC的片式化,使“八·五”重大成果高性能低烧MLCC进一步规模化和产业化,以获得更显著效益。 取得的主要成果 (1)在“八五”Y5V203瓷料的基础上,与风华公司共同研制开发的可镀片式高介低烧MLCC用2FU193瓷料。

柠檬酸盐凝胶的自燃烧与铁氧体纳米粉合成

借助差热分析、红外吸收光谱和Ｘ射线衍射技术研究了硝酸盐－柠檬酸盐凝胶的热分解和燃烧过程，发现具有一定组成的镍铜锌铁硝酸盐和柠檬酸形成的凝胶具有自蔓延燃烧特征，燃烧后直接形成粒径为２０～５０ｎｍ具有尖晶石结构的单相铁氧体粉末，调整硝酸盐和柠檬酸的比例可控制燃烧速率和燃烧过程。

多层陶瓷电容器研制进展

多层陶瓷电容器(MLC)是当今功能陶瓷中持续快速发展的新型元件。追求高性能与低成本的统一,着力于性能价格比的提高是国际上MLC发展的主流趋势。MLC是多种先进材料和精细工艺的高度集成和综合,技术含量高及难度大是其主要特点。

溶胶凝胶自燃烧法合成Mn_(0.6)Cu_(0.2)Zn_(0.2)O(Fe_2O_3)_(0.98)纳米晶铁氧体及其磁性能研究

利用溶胶凝胶自燃烧法 ,在室温下直接合成了 30nm左右的Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O(Fe2 O3) 0 .98纳米晶铁氧体。借助于DTA -TG ,IR ,XRD和VSM技术 ,对干凝胶的热分解过程 ,自燃烧本质及合成纳米晶的磁性能进行了研究。研究表明 ,由金属的硝酸盐和柠檬酸形成的干凝胶具有自燃烧的特性。自燃烧的实质是在热诱导下的氧化还原反应。XRD结果表明 ,通过自燃烧反应可以直接获得纯的锰铜锌铁氧体相而无Fe2 O3相的存在。当对自燃烧粉进行预烧时 ,随着预烧温度的提高 ,有Fe2 O3相的出现。随着预烧温度的升高 ,Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O·(Fe2 O3) 0 .98铁氧体粉体的矫顽力由未经预烧时的 9.0 395kA·m- 1 线性下降到经 10 0 0℃预烧后的 4.72 46kA·m- 1 。但是 ,饱和磁化强度的变化却是先下降再升高。所获得的Mn0 .6 Cu0 .2 Zn0 .2 O(Fe2 O3) 0 .

溶胶—凝胶自燃烧法合成Ni-Zn铁氧体纳米粉末

将溶胶凝胶法和自蔓延燃烧法相结合，开发了一种ｓｏｌｇｅｌ 自燃烧超细粉末合成技术， 并合成了ＮｉＺｎ 铁氧体纳米粉末．结果表明， 由硝酸盐和柠檬酸形成的凝胶具有自蔓延燃烧特性，燃烧后直接形成粒度为４０ ～５０ｎｍ 、具有尖晶石结构的单相ＮｉＺｎ 铁氧体超细粉末．借助ＤＴＡＴＧ 和红外吸收光谱研究了凝胶的燃烧和析晶过程，利用ＸＲＤ、ＴＥＭ 和Ｍ¨ｏｓｓｂａｕｅｒ

无铅压电陶瓷材料研究现状

随着人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷材料的研究和应用已日益引起人们的关注。文中综合介绍了铋层状材料和钛酸铋钠基无铅材料的压电特性,总结了各种添加剂对其压电性能的影响机理和规律,介绍了当前以各种工艺对其微观结构和压电性能改进的研究成果,并对2种材料的应用前景进行了展望。

超细钛酸钡的表面改性

利用 Sol-gel法成功地在超细钛酸钡粉体表面包覆了厚度约 5 nm的均匀 Si O2 膜 .采用 HRTEM,XPS和 XRD等多种分析方法 ,证实了 Si O2 薄膜的存在 .并首次提出钛酸钡水解后水玻璃在 Ti O2 - x表面溶胶 -凝胶化的包覆机理 .改性后的钛酸钡与纯钛酸钡相比 ,Si O2 包覆可促进烧结 ,包覆 Si O2 坯体在 1 1 90℃达到最大收缩速率 ,而纯钛酸钡坯体达到最大收缩速率的温度为 1 2 60℃ .坯体的收缩率由未包覆前的 -1 5 %变化到 -1 9.3% .包覆工艺改善了介电性能 ,使介温曲线平坦 。

MLCC的发展趋势及在军用电子设备中的应用

对多层陶瓷电容器在大容量、小型化、集成化和电极贱金属化等方面的最新技术动态、发展趋势进行了综述;推导出了功率随电容和电压变化的计算公式;分析了国内外多层陶瓷电容器的市场现状及其在高技术军用电子设备中的应用。

高温压电陶瓷研究进展

评述了碱金属铌酸盐、钨青铜结构、铋层状结构和钙钛矿结构等高温压电陶瓷体系的结构和性能,重点介绍了复合钙钛矿固溶体系Bi(Me)O3–PbTiO3的研究进展。总结了影响压电陶瓷Curie温度的影响因素。提出了高温压电陶瓷今后的研究方向一方面根据容差因子和Curie温度的关系开发新的高温压电体系;另一方面通过掺杂改性和工艺优化增加钙钛矿结构的稳定性并提高其性能。

Bi掺杂对Ni-Zn-Cu铁氧体的烧结与磁性能的影响

低温烧结软磁铁氧体是表面组装元件（ＳＭＤ）中的一类关键材料。本文对Ｂｉ掺杂的低温烧结Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ铁氧体从烧结性质、结构与相组成、显微形貌、磁结构和磁性质（磁导率、品质因数及频谱）方面进行了研究，在此基础上分析了Ｂｉ掺杂对材料形成过程和磁化机制的影响，发现Ｂｉ对材料磁性能的改进所起的作用主要产生于它对材料显微结构（晶粒、晶界和气孔）的调制。

铁电/铁磁复合材料的磁性能和介电性能研究

铁电/铁磁复合材料是一类在材料内部同时共存铁电相和铁磁相的重要功能材料。在外加磁场和电场的作用下,其磁化和极化状态易于调控。笔者以铁电性的钛酸钡和铁磁性镍铜锌铁氧体纳米粉为原料,采用固相反应法,合成了一系列铁电/铁磁复合材料。研究表明:在一定温度下烧结所得的铁电/铁磁复合材料,由铁电相和铁磁相两相所组成,对外表现出铁电性和铁磁性。该复合材料同时具有电感和电容两种特性,而且频率稳定性好,有望替代现有的分立式无源滤波器,做到真正的集成而广泛应用在集成电路中。

AlN-BN复合陶瓷的介电性能

以ＡｌＮＢＮ复合陶瓷为研究对象，着重探讨了ＡｌＮＢＮ复合陶瓷的极化机理，应用基本的电介质物理理论，结合ＡｌＮＢＮ复合陶瓷的组成和结构特点，研究了ＡｌＮＢＮ复合陶瓷介电性能（介电常数、介电损耗角正切值）随测量温度、测量频率变化而发生变化的温度特性和频率特性。