固溶率因子R对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O_3陶瓷微波介电性能的影响

研究了A位La3+ 的电荷平衡取代 [(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLa2x/3] (Fe0 .5Nb0 .5)O3和电荷非平衡取代 (非化学计量化合物 ) [(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLax]·(Fe0 .5Nb0 .5)O3+δ(PCLFN)系统的微波介电性能。研究结果表明 ,实际的取代式是 [(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLa2x/3+R( 1 -x) ] (Fe0 .5Nb0 .5)O3+δ,其中R是固溶率因子 ,它影响着A位La3+ 取代陶瓷的微波介电性能。当R >0时 ,A位的电荷平衡取代 [(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLa2x/3] (Fe0 .5Nb0 .5)O3将增加其介电损耗 ,x =0 .0 5～ 0 .10时 ,Qf <80 0GHz。A位的电荷非平衡取代 [(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLax] (Fe0 .5Nb0 .5)O3+δ却能改善其微波介电性能 ,这是因为过剩的La3+ 与 (Pb ,Ca) 2 + 的固溶度能够消除氧空位。当x≤ 0 .0 2时 ,能够形成单相的钙钛矿相 ,随着La3+ 取代量的增加 ,过剩的La3+ 将导致形成第二相焦绿石相 ,且第二相的量正比于过剩的La3+ 量。介电常数K随x增加而下降是由于焦绿石相随x增加的结果。当x =0 .0 2～ 0 .0 75 ,[(Pb0 .5Ca0 .5) 1 -xLax] (Fe0 .5Nb0 .5)O3+δ陶瓷有很好的微波介电性能 ,介电常数K >10 0 ,Qf值为 5 5 2 5～ 610 5GHz ,频率温度系数αf 为 7× 10 - 6 ～ 15 .7× 10 - 6 /℃ ,当x =0 .10时 ,Qf值达到极大值 64 82GHz。

水滑石剥离能的构效关系挖掘

基于层状双金属氢氧化物(水滑石)的插层和二维材料在化工生产中有着重要应用。剥离能是制备水滑石层状材料的关键性能参数,其起源和影响机制仍未有清晰的认知。在本研究中,基于自旋轨道耦合和色散校正的DFT计算系统,研究了不同金属成分水滑石的形成能和剥离能及其特征相关因子。结果表明:水滑石剥离能与石墨烯、hBN和MoS_(2)等二维材料剥离能(18~32 meV/A^(2))相似,不同金属成分的水滑石剥离能在15~50 meV/A^(2)之间。机器学习分析揭示,在层间阴离子确定的前提下,水滑石剥离能与氧八面体容忍因子的倒数呈指数关系。研究结果不仅提供了水滑石剥离能的关键数据,而且揭示了水滑石剥离能与其拓扑结构的相关性,为筛选制备新型水滑石层状材料提供了理论依据和设计原则。

2023年粉体行业大盘点●先进陶瓷篇

科技前沿上海硅酸盐所在MLCC用介质陶瓷领域取得新进展中国科学院上海硅酸盐研究所铁电陶瓷材料与器件课题组研究团队提出了通过设计容忍因子调控陶瓷微结构的策略,成功制备了正交相和立方相共存的(Sr,Ca)(Zr,Ti)O3介质陶瓷,大幅提升了材料的品质因数。

钙钛矿(ABX_3)型结构畸变的几何描述及其应用

本文讨论了钙钛矿型 (ABX3型 )化合物的容忍因子 (tolerance factor)、八面体扭转 (octahedraltilting)和体积参数 (global param eterization method,缩写为 GPM)等几何参数与钙钛矿型结构及其畸变结构之间的关系 ,并在此基础上对钙钛矿 Yb Ni O3的晶体结构以及钙钛矿 Mg Si O3和 Sc Al O3在压力下的结构变化分别进行了理论预测。

镧系元素(Eu,Ho和Er)掺杂对BiFeO_3粉末晶格结构的影响

采用Sol-gel法制备出Bi1-xLnxFeO3(BLnF;x=0、0.05、0.10、0.15、0.20;Ln=Eu,Ho和Er)系列粉末,利用XRD分析了其晶格结构。结合容忍因子的变化分析了3种元素掺杂对BiFeO3晶格结构的影响规律,以及掺杂离子半径变化对BiFeO3晶格结构的影响趋势。结果表明,在450～550℃烧结可以得到纯相的BiFeO3粉末,烧结温度过高,容易形成Bi2Fe4O9杂相;掺杂量增加,晶格参数减小;掺杂离子半径减小,晶格参数减小;Eu、Ho和Er元素掺杂量低于0.10时,可以得到纯相的BLnF,掺杂量超过0.10后,晶格结构的稳定性变差,容易形成杂相。

铁电钙钛矿的稳定性与玻璃相的影响

利用容忍因子和平均电负性力标差值作为钙钛矿稳定性的综合判据能很好说明钙钛矿稳定性。钙钛矿结构形成应满足容忍因子、电价和稳定性因子的条件限制 ,但这些条件是形成钙钛矿结构的必要条件 ,非充分条件。 Si O2 - Al2 O3玻璃相与钙钛矿 Ba Ti O3的固溶符合钙钛矿容忍因子和电价限制条件 ,且玻璃含量在 2 5 % (摩尔分数 )以下稳定性因子在 1.2以上 ,因而其形成的复合钙钛矿应能稳定存在 ,这与实际情况不符。另一方面 ,晶格能能很好地解释玻璃相与钙钛矿 Ba Ti O3的固溶使体系的稳定性降低。

Zn掺杂对GdMnO体系的晶体结构影响

系统研究了Gd（1-x）ZnxMnO3（x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）体系的结构。结果表明,实验样品具有正交对称性结构。当Zn掺杂浓度x≤0.4时,随着Zn掺杂浓度的增加,晶格常数b、c减小,而晶格常数a增大,晶胞体积逐渐减小;当掺杂浓度x≥0.6时,Zn掺杂浓度的增加,晶格常数b、c增大,而晶格常数a减小,晶胞体积逐渐增大。计算表明Gd（1-x）ZnxMnO3系列化合物的容忍因子在0.76~0.92范围,可以形成稳定的钙钛矿结构。

Ti^(4+)取代对Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15-x)Ti_x]O_(3+δ)陶瓷微波介电特性及晶体结构的影响

研究了B位Ti4+取代对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ(0.0≤x≤0.15,CLNZT)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响。当0≤x≤15mol%时,体系为单一钙钛矿相,随Ti4+含量的增加,谐振频率温度系数由-9.4ppm/℃减小到-15.8ppm/℃,而品质因素先增大,x=0.1时,开始下降。分析了谐振频率温度系数(τf)随容忍因子(t)的变化关系。当Ti4+含量为10mol%时,陶瓷微波介电性能为:εr=32.8,Qf=16570GHz,τf=-13.6ppm/℃。

Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15-x)Ti_x]O_(3+δ)陶瓷的微波介电性能

研究了Zr和Ti复合取代Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ(0≤x≤0.15,CLNZT)陶瓷B位对其晶体结构及微波介电性能的影响,并分析了谐振频率温度系数τf随容忍因子t的变化关系。当0≤x≤0.15时,CLNZT陶瓷为单一斜方钙钛矿相,随x的增加,τf由–9.4×10–6/℃变为–15.8×10–6/℃,而品质因数与谐振频率乘积Q·f值先增大,x=0.10时又开始下降。当x=0.10时,陶瓷具有较好的微波介电性能:εr为32.8,Q·f值为1.66×104GHz,τf为–13.6×10–6/℃。

利用SDGP算法进行实时动态带宽分配的研究及仿真

提出一种在网络通信带宽分配领域,结合自动控制理论,利用基于优先级的串行主导因子法对链路带宽进行动态分配的方案。该算法通过引入主导因子和容忍因子,可以实现在具有流量工程基础的网络中对共享带宽进行实时动态分配。

Ca[(Li1／3Nb2／3)1-xZr3x]O3-δ陶瓷微波介电特性

研究了B位Zr4+取代对Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xZr3x]O3-δ(0.02≤x≤0.1,CLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响。当0.02≤x≤10mol%时,体系为单一钙钛矿相.随Zr4+含量的增加,品质因素下降,谐振频率温度系数由-16.3ppm/℃增加到-7.3ppm/℃,而品质因素下降.分析了谐振频率温度系数(τf)随容忍因子(t)的变化关系。当Zr4+含量为5mol%时,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.6,Qf=13100GHz,τf=-9.4ppm/℃。

La掺杂对(Bi_(1.5)Zn_(0.5))(Ti_(1.5)Nb_(0.5))O_(7)陶瓷组织和介电性能的影响

研究了La3+取代的(Bi1.5Zn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7基陶瓷(Bi1.5-xLaxZn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7(0.0≤x≤1 2,BLZNT)的结构与介电性能。采用传统的固相反应法制备了陶瓷样品,用XRD、SEM分析了样品的组织。在整个取代范围内,La3+取代的样品基本保持单一烧绿石相,稳定范围由容忍因子(RA/RB值)来确定;同时,随着La3+取代量的增加,晶胞常数先增后减。介电性能随结构变化而变化,其中介电性能为:ε=130～170,tanδ=～0.9×10-3(1MHz),并且掺杂La优化了BLZNT x样品高频端(>100kHz)的频谱特性。

执行器硬件冗余度求解算法

针对一类线性系统,根据已有的保性能状态反馈控制器的存在条件,设计完成状态反馈控制器。针对由状态反馈控制器构成的闭环系统,分析执行器各通道增益误差与保性能指标之间的关系。考虑执行器的增益误差模型,提出执行器增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度的概念。进而,利用线性矩阵不等式(LMI)的优化理论,给出确定容忍区间、容忍因子和执行器硬件冗余度的算法。最后,一个数值例子计算执行器的增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度,说明所提方法的有效性和可行性。

新型钾基四方钨青铜结构化合物K3La3Ti2Nb8O30

根据四方钨青铜结构稳定性的晶体化学原理,设计了新型的钾基四方钨青铜结构化合物K3La3Ti2Nb8O30,并采用固相反应法对其进行了制备。采用X射线衍射仪表征其物相,发现除了少量杂相存在外,其主相可以确认为目标化合物,并采用扫描电子显微镜和能谱仪对其微观形貌和微观区域元素成分进行分析。使用精密阻抗分析仪对其不同频率下的介电温谱进行测量(20~600℃),结合结构容忍因子及A位离子平均半径所进行的预测结果,显示该化合物在室温(20℃)以下可能具有弛豫铁电性。

SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位最大值研究

以算数平均求解有效离子半径为基础,通过容忍因子极值方法与化合价守恒两种方法共同获得SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位的最大值.结果表明,容忍因子极值方法获得的SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位最大值为0.2836,但是考虑到化合价守恒之后,Sr空位最大值确定为0.25.Sr空位最大值的获得有助于我们理解Sr空位调控物理性能的最大程度.

(Ca_(1-x)Nd_x)[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷微波介电特性

研究了A位Nd3+取代对(Ca1-xNdx)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3+δ(0.0≤x≤0.2,CNLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0.00≤x≤0.03时,体系为单一钙钛矿相,随Nd3+摩尔分数的增加,品质因素的值先增大,然后因B位l∶2有序度在x=0.02处下降而开始减小.分析了谐振频率温度系数随容忍因子的变化关系.当x=0.03时,陶瓷微波介电性能最佳:相对介电常数为32.7,品质因素为15 880 GHz,谐振频率温度系数为-6.4×10-6/℃.

La_(0.8)Sr_(0.2)Ga0.8Mg_(0.2-x)Co_xO_(3-δ)电解质材料的合成和表征（英文）

分别采用甘氨酸硝酸盐法(GNP)和固相法(SSR)分别制备了La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2-xCoxO3-δ(x=0.05,0.085,0.1),简称LSGMC并通过容忍因子和平均电负性差计算得出LSGMC电解质材料能够形成一种稳定钙钛矿结构。LSGMC电解质材料的非化学计量值随着Co含量的增加而不断增加,显示出随Co含量增加吸附在LSGMC晶格中的氧减少。固相法制备的LSGMC电解质材料比甘氨酸硝酸盐法制备的LSGMC电解质材料要致密,而甘氨酸硝酸盐法制备的LSGMC电解质材料粉末分布范围要窄一些。制备的LSGMC电解质材料具有优良的电导率,在800和750℃分别达到0.217和0.193 S/cm。

合理组装混合阳离子增强金属卤素钙钛矿晶体阵列光电探测性能

二维Ruddlesden-Popper型杂化钙钛矿(A′)_(2)(A)_(n-1)M_(n)X_(3n+1)表现出独特的物理特性与结构兼容性,已经发展成为光电材料的强有力候选者,其无机组分与有机组分的准确调控为优化材料性能提供了广阔空间.到目前为止,将大尺寸有机基元作为A位离子占据钙钛矿空腔仍是一项挑战,形成此类结构的二维多层钙钛矿材料非常稀少.鉴于此,我们将仲胺和芳香胺作为混合阳离子,利用复合阳离子自组装方法成功制备了结构新颖的Ruddlesden-Popper型钙钛矿(4-TFBMA)_(2)(DMA)Pb_(2)I_(7),其中4-TFBMA为4-(三氟甲基)苄胺,DMA为二甲胺.该化合物具有典型的双层钙钛矿结构,DMA作为A位阳离子处于骨架空腔内,突破容忍因子制约;无机骨架层与间隔阳离子4-TFBMA层交替排列产生量子阱.以高质量晶体为基础组装的阵列探测器表现出优异的面内光电性能,如探测率高、响应度大、暗电流低和响应速率快等,性能参数可以媲美二维无机材料.综上,该工作为设计合成新颖二维钙钛矿化合物及实现高效光电探测性能提供了重要参考.