热处理工艺对CuZn_(39)Pb_(3)合金显微组织和应力腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、应力腐蚀试验机和显微硬度计等研究了热处理工艺对CuZn_(39)Pb_(3)合金微观组织及合金在3.5wt%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂敏感性和脱锌腐蚀敏感性的影响。结果表明:合金的应力腐蚀敏感性主要与α相的尺寸和所占比例、β相分布的连续性以及游离态的Pb分布相关。大尺寸的α相+连续分布的β相会导致局部腐蚀;游离态的Pb相倾向聚集在α相和β相界面处,粗大α相和连续分布的β相导致相界面面积减少会引起Pb相在相界面处聚集,降低界面结合力,降低材料的应力腐蚀性能。慢应变速率拉伸(SSRT)试验发现:退火态合金的应力腐蚀性能最差;经450℃时效后,合金中的细小α相对β相存在割裂作用,游离态Pb分布均匀,具有最佳的综合力学性能和应力腐蚀性能。浸没试验发现,退火态合金的脱锌腐蚀敏感性最高,450℃时效态合金脱锌腐蚀敏感性最低,与其应力腐蚀性能表现出一致性。

n型Pb_(1+x)SeTe_(x)固溶体的自蔓延高温合成及热电性能调控

热电材料能实现热能与电能之间的直接转化,因而受到广泛关注。铅基硫属化合物是一类具有较高热电转化效率的材料,其中,PbSe和PbTe是这类材料的代表。与Te相比,Se元素的地壳丰度高、成本低,所以PbSe更具研究价值和应用潜力。但PbSe的晶格热导相对较高,载流子浓度较低,抑制了热电性能的提升。而固溶能有效降低晶格热导率,提升热电性能,且PbTe和PbSe具有相似的能带结构,能简化输运研究,因此将PbTe与PbSe固溶,有望获得较高的热电性能。另外,在目前的研究中,PbSe的合成通常采用机械合金化、熔融退火等方式,耗费大量的时间和能量,生产成本高,不利于实际使用。本文使用自蔓延高温合成与放电等离子体烧结相结合的方式,快速制备了n型Pb_(1+x)SeTe_(x)固溶体。同时,由于载流子浓度的优化及合金散射的作用,电学性能和热学性能得到了提升,晶格热导率在773 K时降低到0.67W/(m·K),相较于纯PbSe降低了35%,无量纲优值ZT值在773 K时达到了1.1,相较于纯PbSe提升了83%。以上研究为自蔓延制备工艺在热电领域的广泛应用提供了参考。

Pb_(90)Sn_(10)焊点硅基器件与PCB板组装的温循可靠性研究

采用有限元仿真和实验两者相结合的方法,对-40~70℃使用环境下的Pb_(90)Sn_(10)焊点硅基器件与PCB板组装的组件,选择-55~85℃温度循环条件进行可靠性分析和研究。Anand模型仿真分析焊点在温循下应力应变行为,提取模型焊点在最后一个温度循环结束时的等效塑性应变分布并进行分析,确定最易发生热疲劳失效的关键焊点和关键位置。基于Coffin-Manson方程对热循环条件下焊点的服役寿命和失效模式进行预测。仿真结果表明焊点失效机理为热疲劳失效,失效模式为焊点开裂,失效循环周期为3984 cycles。实验表明:温度循环500次,未出现焊点裂纹、空洞等缺陷;温度循环2000次后焊点形貌由球形变为椭球形,焊点未出现明显缺陷。

ZnO对(Pb_(0.915) Ba_(0.04) La_(0.03))(Zr_(0.65) Sn_(0.3) Ti_(0.05))O_(3)反铁电陶瓷微结构和储能特性的影响

电介质陶瓷因其高功率密度而成为脉冲功率电子系统的理想材料。为满足日益增长的电子器件集成化、轻量化和小型化的要求,高介电常数、高储能密度和高储能效率的储能陶瓷具有重要的研究价值。采用传统固相反应法制备了(Pb_(0.915) Ba_(0.04) La_(0.03))(Zr_(0.65) Sn_(0.3) Ti_(0.05))O_(3)∶xZnO(x=0%,1%,2%,3%,4%,质量分数)反铁电复合陶瓷,系统研究了ZnO第二相对PBLZST陶瓷的微观结构、介电性能、铁电性能和储能性能的影响。结果表明:ZnO晶粒聚集在晶界处,具有细化晶粒的作用。随着ZnO含量的增加,复合陶瓷的介电常数、最大极化强度和击穿电场均呈现出先增大后减小的趋势;x=2%时复合陶瓷样品在外加电场强度为215 kV·cm^(-1)时,有效储能密度达到最高值5.40 J·cm^(-3),对应的储能效率为81.3%。

Pb_(2)P_(2)Se_(6)晶体的化学气相输运生长及光学性能

三元硫属化合物Pb_(2)P_(2)Se_(6)晶体因具有优异的光电性能,在光电领域受到广泛关注。然而,由于P元素易燃易爆等特点导致其难以合成。本文通过高温固相法合成了纯Pb_(2)P_(2)Se_(6)多晶,并基于多晶粉体以NH_(4)Cl为传输剂通过化学气相输运生长法成功生长出单晶。所得到的Pb2P2Se6晶体呈平行四面体,暴露的晶面为(011)面,晶面间夹角为62°和118°。X射线衍射分析证明其晶体结构为单斜晶系,空间群为P21/n(No.14),晶胞参数分别为a=6.897A,b=7.642A,c=9.696A,β=91.5°。此外,晶体的红外透射率在1 000~4 000 cm^(-1)范围内为50%,UV-Vis-IR透过谱拟合禁带宽度为1.89 eV。

珠江磨刀门河口百年来沉积速率变化与环境变迁——沉积物粒度及^(210)Pb_(ex)约束

磨刀门作为珠江三角洲河流水系重要的入海口之一,是研究人类活动对河口岸沉积环境影响的理想区域。然而,由于沉积物年龄难以确定,使得相关研究十分匮乏。因此,本文通过^(210)Pb同位素重建了磨刀门河口浅滩沉积柱的年龄框架,并结合粒度特征和粒度端元分析,讨论了百年来的沉积环境演变及控制机制。结果表明,区域的沉积主要源自西江径流来砂和外海潮流再输入泥沙,受近岸颗粒输入影响。在20世纪70年代前后,该区域沉积环境发生了显著的变化,磨刀门河口沉积速率由0.53 cm/a(70年代前)突然增加到1.68 cm/a(70年代后),且伴随沉积物粒度各组分及参数变异系数增大,粗粒物质增加,潮流物源输入减少,径流及近岸物源输入增加。这可能与西江输沙量变化和磨刀门区域1970年以来发生的围填海等人类活动增强有关。

综合性实验“Pb_(3)O_(4)组成的测定”的教学与实践

Pb_(3)O_(4)组成的测定作为综合性实验有明显的优势,对学生无机和分析化学的理论知识加以巩固,同时训练学生对无机和分析化学的基本操作技能。文中设计了该实验的教学过程,重点介绍了运用问题导向实验教学法开展实验教学。实验教学效果表明,最大限度地激发学生的潜能,培养学生的创新思维,提升课堂教学质量,能够调动学生的积极性和兴趣,比传统实验教学更好。

骆马湖现代沉积物^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)的测定分析与环境指示意义

选取骆马湖进湖口、湖中心和出湖口3个位置的沉积物柱芯样品,采用放射性核素^(137)Cs、^(210)Pb_(ex)纪年技术定年,对其垂向分布特征及沉积速率指标变化对比分析,并测定沉积物中重金属垂直剖面分布。结果表明:^(137)Cs数值较低,不足以建立^(137)Cs计年时标;^(210)Pb_(ex)比活度随深度增加大致呈指数降低,采用^(210)Pb_(ex) CIC模式计算获得3个采样点的平均沉积速率及对应的沉积年代区间,进湖口相比湖中心和出湖口沉积速率较低,这与人为活动和水流因素有关;近50年来,骆马湖重金属污染物蓄积峰值总体出现在1975—1977年及1989—1994年两个时期,在2008年之后重金属的蓄积特征呈现逐渐增加趋势。

强度耕作对^(137)Cs、^(210)Pb_(ex)和有机质剖面分布的影响

很少有关于直接测定强度耕作侵蚀引起土壤退化过程的报道。我们的目的是确定应用137Cs和210Pbex直接定量评价耕作侵蚀对土壤有机质(SOM)坡面运移影响的可能性。我们在黄土高原陡坡耕地上进行了50次犁耕活动,并将与其相临的另一块陡坡耕地作为对照。在对照坡地不同坡位,137Cs浓度均匀分布于上部0～30cm土层,而210Pbex浓度在坡上部和坡中部随土层深度增加呈现线性递减,在坡下部呈指数函数递减。0～30cm土层中土壤有机质含量显著大于30cm深度以下土层,并在坡中部和坡下部呈现与210Pbex类似的土壤剖面分布特征。与对照坡地比较,50次犁耕活动导致坡上部、坡中部0～45cm土层的SOM含量分别降低了38%和47%,坡下部0～100cm土层中的SOM含量却提高了18%。坡上部土壤剖面中137Cs浓度的加权平均值从1.48Bq/kg降低到0.29Bq/kg,坡中部从2.53Bq/kg减少到0.33Bq/kg,坡下部从1.48Bq/kg提高到2.81Bq/kg。210Pbex浓度的剖面加权平均值在坡上部从27.71Bq/kg下降到6.15Bq/kg,在坡中部和坡下部分别从35.46Bq/kg和25.53Bq/kg降低到1.57Bq/kg和19.40Bq/kg。137Cs和210Pbex的剖面分布与SOM在p<0.001水平呈显著相关,相关系数R2值在对照坡地为0.81～0.86,在犁耕实验坡地为0.86～0.91。实验结果表明。

Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜在铁电相变点的折射率异常

对在 8 0～ 30 0K温度范围测量的Pb1-xGexTe(x =0 0 6 )薄膜透射谱采用Lorentz谐振子模型进行拟合得到折射率 .研究发现 :在其铁电相变温度 15 0K折射率出现极大值 .折射率的极大值是晶体电容率异常的标志 ,而晶体电容率异常正是晶体相变具有铁电性的反映 ,因此同电阻和比热一样 ,折射率在铁电相变点也出现了异常 .在所研究的光谱及温度范围 ,折射率与材料的禁带宽度不遵循Moss定则等经验公式 .

基于磁化率和^(210)Pb_(ex)的金沙江下游小流域泥沙来源研究

金沙江下游地区侵蚀泥沙研究基础薄弱,实测资料较少,可靠的泥沙来源信息尤其是一系列国家重点水土保持工程如"长治"工程实施后流域泥沙的主要来源及贡献,对该区未来水土保持和生态环境建设以及不同治理措施效益评价具有重要意义。利用低频磁化率χlf和放射性核素^(210)Pb_(ex)双指纹因子,开展了金沙江下游一"长治"工程治理小流域(元谋县凉山乡小流域)泥沙来源研究。结果表明,坡耕地表土、林地表土和沟谷堆积物三种物源的χlf和^(210)Pb_(ex)平均含量分别为(21.81±9.43)×10^(-8)m^(3)/kg和40.53±9.49 Bq/kg、(24.06±9.61)×10^(-8)m^(3)/kg和119.35±22.81 Bq/kg、(16.60±5.27)×10^(-8)m^(3)/kg和30.62±12.69 Bq/kg。流域出口泥沙的χlf和^(210)Pb_(ex)平均含量分别为(17.69±2.87)×10^(-8)m^(3)/kg和33.63±6.17 Bq/kg。混合模型计算结果表明凉山乡小流域泥沙主要来源于沟谷堆积物,相对贡献率为79.6%;未经治理的陡坡耕地产沙贡献率为19.1%;林地面积占比最大但泥沙贡献极微,仅1.3%。基于χlf和^(210)Pb_(ex)的双指纹泥沙来源判别结果与利用地球化学元素复合指纹分析结果一致。受地质地貌等自然因素主控,沟谷侵蚀是金沙江下游河流泥沙的主要来源;以坡改梯和植被恢复为主的小流域治理工程对坡面侵蚀泥沙减控具有积极作用。该区未来水土保持工作应重点加强流域沟谷治理,降低泥石流等泥沙灾害风险。

基于可控剥离技术的柔性反铁电薄膜固态制冷技术

反铁电薄膜具有强大的偶极子动力学可调特性,在储能电容器和固态制冷领域表现出巨大的潜力,因此有必要对柔性反铁电薄膜的固态制冷进行研究。采用溶胶-凝胶技术在蓝宝石衬底上制备了Pb_(0.97)La_(0.02)Zr_(0.95)Ti_(0.05)O_(3)(PLZT)薄膜,并通过可控剥离技术将其柔性化。柔性反铁电薄膜的极化特性在不同的外加偏压下表现出典型的滞回特性,并在外加电场驱动下表现出巨大的负电卡响应。结果表明,柔性反铁电薄膜室温下绝热温度变化为-6.9 K,在450 kV/cm的电场强度下,205 K时获得了-9.5 K的最大绝热温度变化。本研究为可穿戴柔性设备和场景的固态制冷提供可行性,同时为其他功能薄膜的柔性集成制造提供了技术基础。

Pb_(1-x)Sn_xTe晶体的合成及电磁特性研究

:利用布里奇曼法合成了 Pb1 - x Snx Te单晶 ,测试了其密度、阻温特性、霍尔效应 .实验测得其载流子浓度和霍尔迁移率大约在 ( 3～ 1 6)× 1 0 1 7/ cm3和 1 0 2 cm2 /Vs;随着 x的增加晶体从 P型半导体向

黄河三角洲及邻近海域沉积物^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)断代的适用性

^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)定年是确定近百年来浅层湖泊沉积物年代学框架的首选方法,然而,该方法在河口滩地及邻近海域沉积物断代中的适用性仍然不清。本文以渤海黄河三角洲为研究对象,通过钻孔采集了1929~1990年间四个不同成陆年限的淤成土泥芯,分析了^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)活度及粒度的深度分布特征;结合已报道的邻近海域水下地形特征、沉积物特性、沉积构造等资料,讨论了黄河口泥沙沉积和三角洲形成的特点,评价了沉积物^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)断代法在该区域的适用性。结果表明,黄河三角洲是由入海口冲积扇不断向前推进而形成,具有快速且不均匀沉积的特点。20世纪50~70年代大气层核试验产生的放射性同位素^(137)Cs是黄河三角洲和邻近海域沉积物断代可靠的示踪物,含^(137)Cs的沉积物可被确定为1963年(或1954年)以来的沉积物。^(210)Pb_(ex)是大气持续沉降的天然放射性尘埃,不适用于具有快速且不均匀沉积特点的入海口水下冲积扇沉积物断代;水下冲积扇成陆后,地面继续承接^(210)Pb_(ex)核数沉降,因此,^(210)Pb_(ex)也不适用于黄河陆地三角洲的沉积物断代。泥沙的沉积速率在远离水下冲积扇的海域较低,且经水面沉降至海底的^(210)Pb_(ex)比例较高,沉积物的^(210)Pb_(ex)深度分布曲线形态类似于稳定环境的湖泊、海湾。计算沉积速率的CIC和CRS模型未考虑核素的向下扩散迁移过程,这可能会导致估算的黄河三角洲邻近海域泥沙沉积速率偏大。

利用Pb_(1-x)Ge_xTe材料的折射率异常性质改善红外光学薄膜的低温性能

红外薄膜干涉滤光片性能在低温下的变化是空间遥感系统中的一个关键性问题。经研究表明IV-VI族半导体PbTe和GeTe的赝二元合金Pb1-xGexTe在铁电相变点具有折射率异常—相应于铁电相变,Pb1-xGexTe薄膜呈现出最大折射率值。用Pb0.94Ge0.06Te材料代替PbTe材料,制作了一个红外薄膜干涉滤光片。测试结果表明:其中心波长漂移从0.48nm/K改进到0.23nm/K,在所测量的80K～300K的温度范围,用Pb0.94Ge0.06Te材料制作的滤光片的峰透过率高于用PbTe材料制作的滤光片约3%,从而极大地改善了光学薄膜器件在深低温环境下的稳定性和可靠性。

利用同步辐射光电子能谱技术研究Pb_(1-x)Sr_xTe薄膜的能带移动及其组成异质结能带带阶

利用同步辐射光电子能谱技术研究了低Sr组分时Pb_(1-x)Sr_xTe薄膜能带的移动规律,并计算了Pb_(1-x)Sr_xTe/Pb Te异质结中导带帯阶所占比率.当不考虑应力时,该异质结界面导带带阶比率Qc=ΔEC/ΔEg=0.71.当考虑应力时,PbTe能带发生L能谷与O能谷的劈裂,其导带带阶比率分别为QLC=0.47和QOC=0.72.Pb_(1-x)Sr_xTe/Pb Te异质结界面具有类型Ⅰ的能带排列结构,这说明Pb_(1-x)Sr_xTe/PbTe型量子阱或量子点对电子与空穴都有较强的限制能力.该异质结能带帯阶的精确测量有利于该类三元系半导体异质结在中红外光电器件的研发和应用中发挥重要作用.

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系薄膜铁电性能的工艺因素研究

钛酸锶铅((Pb1-xSrx)TiO3)薄膜是一种重要的铁电薄膜,应用潜力很大,是高新技术研究的前沿和热点之一。通过磁控溅射的方法制备了PST薄膜,详细研究了不同工艺因素对PST薄膜铁电性能的影响。结果表明,选择合适的工艺条件可以制备铁电性能优良的钙钛矿相PST薄膜。

密度泛函研究Pb_(12)团簇的结构和电子性质

用密度泛函理论研究了Pb12团簇几种异构体的原子结构和电子性质,发现基态是形变二十面体笼结构,而完好的高对称性(Ih)二十面体结构是能量非常接近基态的亚稳态.高对称性团簇形成稀疏离散的电子态密度和大的电子能隙.

^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)双核素示踪“三北”防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化,该研究利用^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)双核素示踪技术,选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区(风力侵蚀区)作为典型区,研究了农耕地以及退耕地土壤^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明:1)由于耕作的混匀作用,农耕地土壤剖面中^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)均呈均匀态分布;退耕地土壤剖面中^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)则表现为表层(0~5cm)比活度最高、下层(5~25cm)均相对较低且分布相对均匀的形态,这表明退耕后坡地土壤^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)剖面形态均会发生一定变化,退耕驱动土壤^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用;2)基于土壤^(137)Cs和^(210)Pb_(ex)剖面变化规律,利用^(210)Pb_(ex)质量平衡方程,提出了退耕地土壤^(210)Pb_(ex)土壤侵蚀估算模型;3)利用^(137)Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为(27.94±11.92)t/(hm^2·a),农耕地侵蚀速率为(29.11±14.42)t/(hm^2·a),而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为(82.16±14.36)t/(hm^2·a),造林后平均侵蚀速率为(-41.28±33.91)t/(hm^2·a);农耕地造林前平均侵蚀速率为(68.55±22.11)t/(hm^2·a),造林后平均侵蚀速率(-8.52±47.32)t/(hm^2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果,而^(210)Pb_(ex)示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外,研究结果也表明,相比于"三北"防护林建成之前,建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势,且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。

晶粒尺寸对(Pb_(0.86)La_(0.07)Sr_(0.07))(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_(3)反铁电陶瓷的储能性能的影响

反铁电陶瓷由于具有较大的储能密度、较高的功率密度、较快的充放电速率以及优异的温度稳定性,是目前储能陶瓷领域极具潜力的材料。进一步提高反铁电陶瓷的储能密度及储能效率是本领域研究的热点。通过高能球磨法和普通球磨法分别制备了掺锶的锆钛酸镧铅(Pb_(0.86)La_(0.07)Sr_(0.07))(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_(3)(PLZST)反铁电陶瓷,并研究了两种球磨方式产生的不同的晶粒尺寸对PLZST陶瓷的微观结构、介电、极化强度以及储能性能的影响。结果表明,采用高能球磨法制备的PLZST反铁电陶瓷相对普通球磨法制备出的陶瓷的晶粒尺寸显著减小,陶瓷平均晶粒尺寸由1.33μm降低为0.85μm。此外,采用高能球磨法制备的PLZST反铁电陶瓷的耐击穿电场大于200 kV/cm,大于普通球磨得到的陶瓷的120 kV/cm,且其放电储能密度为2.92 J/cm3,储能效率为89.1%,并且具有良好的温度稳定性和频率稳定性。