《功能陶瓷材料》理论教学与科研实践相结合的探索与实践

传统教学目标强调知识和技能的学习与掌握情况,评定学生的标准也只有考试,较为单一,而现代的教育理念则是需要高校培养具有创新能力的学生。将理论课程与科研实践相结合,是当今教学培养的一个重要的举措,并逐步成为高校教学的一个特点。拟结合吉林化工学院材料学院的自身人才培养以及学科特色,对《功能陶瓷材料》理论课程与科研实践相结合进行初步的探索与实践。     

煤矿6kV供电系统漏电保护研究

煤矿使用的6 kV供电系统中,采用的接地方式主要是中性点大多不接地,少数连接电阻后接地,这种方式发生故障的概率较高,会对整个供电系统造成安全隐患。在漏电保护方法中,信号注入法由于其适应性强、性能稳定的特点在矿井供电系统中获得了较为广泛的应用。结合信号注入法优势的基础上,研究了一套新的煤矿6 kV供电系统漏电保护装置,可以实现自动检测接地故障的发生并且自动跳闸,具有较高的使用价值。     

Sr(Ba)_(1-X)La_XTiO_3(X=0.0,0.2)化合物的高温高压合成与XRD研究

本文首次采用高温高压固相反应法合成了Ｓｒ１－ＸＬａＸＴｉＯ３（Ｘ＝０．０，０．２）与Ｂａ１－ＸＬａＸＴｉＯ３（Ｘ＝０．０，０．２）样品，进行了Ｘ射线衍射谱ＸＲＤ测试．研究了稀土掺杂下高温高压合成规律及其结构性质，从高温高压极端条件合成这一领域为高温超导的研究打下了实验基础．     

陶瓷体和粉末XRD差别

采用日本理学Rint 2200型和丹东皓元DX-2700型两种型号的X射线衍射仪,采集具有立方结构的BL3TC5和四方结构的BaTiO3陶瓷体和粉末XRD谱.研究表明:相对于粉末XRD衍射峰,陶瓷体XRD峰向低角端移动,晶体的单胞体积增加.先进国外仪器的量化结果提供了校正国产仪器变温XRD测试的科学依据.     

铌钴共掺杂钛酸钡陶瓷的介电温度稳定性的研究

采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)、原子力显微镜(AFM)以及介电温谱(DTC)研究BaTiO3-xNb2O5-0.005Co2O3(x=0.02,0.04,0.08)系统中Nb含量变化对陶瓷的结构及介电温度稳定性的影响.结果表明:增加Nb含量将增强介电陶瓷的温度稳定性,但介电常数降低.Nb含量在4%以上时NC陶瓷满足X7R介电指标.     

(Ba,Eu)TiO_3细晶粒陶瓷制备中的影响因素

采用冷压陶瓷技术,分别在1 400℃和1 300℃制备了具有四方结构的(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3和(Ba_(1-x)Eu_x)Ti_(1-x/8)O_3陶瓷.应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究Eu含量、Ti空位缺陷和陶瓷化烧结温度的变化对制备(Ba,Eu)TiO_3细晶粒陶瓷的影响因素.结果表明:当x=0.05时,1 300℃制备的(Ba_(1-x)Eu_x)Ti_(1-x/8)O_3陶瓷细化到平均晶粒尺寸小于1μm,1 400℃制备的(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷却畸变生长到5μm.而x=0.03时,(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷仍能细化到1μm.说明较高的陶瓷化烧结温度并不是晶粒生长的主要原因,Ti空位的存在起到抑制晶粒生长的作用.x≥0.07时,(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷为大于5μm的粗晶粒陶瓷,说明Eu含量的继续增加不能抑制晶粒生长.     

（Ba，Eu）Ti03细晶粒陶瓷制备中的影响因素

采用冷压陶瓷技术,分别在1400℃和1300℃制备了具有四方结构的（Ba1-xEu）TiO3和（Ba1-xEu）Ti1-x／80,陶瓷．应用x射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）研究Eu含量、n空位缺陷和陶瓷化烧结温度的变化对制备（Ba,Eu）TiO,细晶粒陶瓷的影响因素．结果表明：当z=0．05时,1300＇1：制备的（Ba1-xEu）Ti,-x／80,陶瓷细化到平均晶粒尺寸小于1μm,1400℃制备的（BahEu,）Ti03陶瓷却畸变生长到5斗m．而x=0．03时,（Ba1-xEu）TiO,陶瓷仍能细化到1μm．说明较高的陶瓷化烧结温度并不是晶粒生长的主要原因,Ti空位的存在起到抑制晶粒生长的作用．x≥0．07时,（Ba1-xEu）TiO,陶瓷为大于5斗m的粗晶粒陶瓷,说明Eu含量的继续增加不能抑制晶粒生长．     

钛酸锶钡陶瓷的结构及介电规律研究

采用冷压陶瓷技术制备了(Ba1-xSrx)TiO3(x=0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)陶瓷.研究了烧结温度的提高对陶瓷结构及介电规律的影响.研究表明:30℃烧结温度的提高使该系列陶瓷能在x=0.35后从四方相进入立方相.介电峰移动率为-3.2℃/%Sr.x=0.35样品的介电峰发生在室温附近,室温介电常数在8 000左右,室温介电损耗降至0.04以下,适合于高介电材料的应用.     

单相Sm掺杂BaTiO3陶瓷的结构研究

采用高温固相反应法,在1 400℃/12h烧结条件下制备了具有Ti空位补偿的Ba1-xSmxTi1-x/4O3(BST;x=0.02~0.07)陶瓷。利用XRD对BST陶瓷的晶体结构进行表征,并在532和638nm两种激发波长下对其进行拉曼光谱测试。结果表明:当x≤0.07时,所有的BST陶瓷均表现为单相钙钛矿结构,并且随着Sm含量的增加,其晶体结构由四方相(x≤0.06)转变为立方相(x=0.07);不同激发波长下的拉曼测试证实高频谱来自稀土Sm^3+的荧光效应。     

Mg掺杂BaTiO_3介电陶瓷中氧空位缺陷的EPR监控

在烧结温度Ts=1 400℃下,采用固相反应法制备(Ba1-xMgx)TiO_3(x=0.015)和Ba(Ti1-xMgx)O3(x=0.015)陶瓷.以电子顺磁共振(EPR)技术作为关键技术,研究了陶瓷的点缺陷.结果表明:BMT为六方和伪立方钛酸钡结构的混合相,BTM为六方和四方钙钛矿结构的混合相.在低于-100℃的菱方相中,探测到与氧空位相关g=1.956的EPR信号,且Ba空位、Ti空位和O空位共存.