氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化

通过实验和第一性原理计算的方法研究了氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化的规律和机理.随着充H含量的增加,PZT-5H陶瓷的电阻率逐渐降低,当陶瓷中总H的质量分数为11.2×10-6时电阻率降至1.51×109Ω.cm,介于半导体和绝缘体之间.随着H含量进一步升高,霍尔效应表明PZT-5H陶瓷变成n型半导体.第一性原理计算表明,当进入Pb(Zr0.5-Ti0.5)O3晶格的H质量分数等于临界值(96×10-6)时,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]32H系统变成了半导体;随着H含量的升高,态密度图向低能方向平移,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]nH系统变成了导体.     

温度和湿度对Nafion膜氢传感器性能的影响

系统研究了以Nafion112膜为电解质的氢传感器在不同工作环境下的氢敏感性能.结果表明,以Nafion112膜为电解质的氢传感器对氢具有很好的敏感性,可以实现微量氢气泄漏的快速检测.该传感器在氢气体积分数为(500～3000)×10-6时的响应电压与氢气体积分数的对数呈线性关系,为标定不同环境下氢气含量与传感器响应电压的对应关系提供了依据.在相同湿度条件下,传感器响应电压随温度的升高而下降.湿度对传感器响应电压的影响与温度相关:温度较低时,响应电压随湿度的增加而下降;温度较高时,响应电压随湿度的增加而升高.     

恒位移下BaTiO_3单晶在空气中亚临界裂纹扩展与畴变

用正交偏振光显微镜,通过原位观察研究了恒位移下BaTiO_3单晶贯穿裂纹快速扩展与畴变的关系,以及在室温空气中(湿度为35%RH)亚临界裂纹扩展和畴变的关系。结果显示,加载开始时首先出现畴变,且其体积分数随载荷升高而增大;当载荷达到临界值时,裂纹快速形核、扩展并止裂,在空气中保持恒位移,畴变能慢慢发生,即空气中水吸附能促进畴变,当畴变发展到临界条件时就引起裂纹的亚临界扩展(即应力腐蚀)。     

THREE DIMENSIONS PHASE FIELD SIMULATION OF MECHATRONIC COUPLE FOR FERROELECTRIC MATERIALS

利用三维相场理论模拟了铁电材料的自发极化、电滞回线以及力电耦合对畴变的影响. 结果表明, 外场下的畴变是通过新畴形核及畴壁移动所引起的长大实现的. 逐渐改变外场时, 在矫顽场附近各类电畴均发生90°畴变, 从而导致极化强度突变. 沿垂直电场方向加 拉、压应变能阻止或促进沿电场方向的畴变.     

马氏体时效钢的强韧化设计

马氏体时效钢是用途最为广泛的超高强度钢,其强韧化设计是研究的主要内容。在回顾超高强度钢至马氏体时效钢的强韧化发展历程和总结马氏体时效钢的强韧化元素的作用与强韧化机制的基础上,提出了一些马氏体时效钢的强韧化设计原理,并对马氏体时效钢未来的强韧化设计进行了展望。     

单根氧化锌纳米带/Au电极体系I-V特性的测量

利用电子束刻蚀和真空蒸镀法，在单要氧化锌纳米带和SiO2/Si片上，制备了金纳米电极，采用四端法对氧化锌带的电流-电压（I-V）特性进行测量。实验发展氧化锌纳米带/金电极组成的体系存在三种完全不同的I-V特性曲线，分别为对应于较淖电阻的非对称阀值型曲线以及电阻较大的整流型和线性对称曲线，我们认为这主要是由于氧化锌纳米带和电极的接触情况不同所造成的。测量表明器件在不同环境下（空气和真空）具有不同的I-V特性，表面在当测量环境由空气变为真空时，前一类的I-V特性变化不大，而后一类由整流型变为线性对称型。     

凝汽器铜管腐蚀研究

某电厂凝汽器铜管在抽查中发现管内壁发生不均匀腐蚀,腐蚀区呈裂纹状,沿管轴向或沿与轴向45度方向扩展.对腐蚀后凝汽器黄铜管进行了成分分析、力学性能及残余应力测试、织构测试;用金相显微镜和扫描电镜进行观察及能谱分析;并用该黄铜管在实验室中进行了疲劳模拟试验.结果表明,凝汽器黄铜管内壁出现的裂纹状损伤是由于疲劳腐蚀引起的.     

PZT压电陶瓷的应力腐蚀

使用单边缺口拉伸试样对PZT-5压电铁电陶瓷进行恒载荷下的应力腐蚀研究,介质分别为水、甲醇和甲酰胺,结果表明, PzT-5压电陶瓷在这三种介质中均会发生应力腐蚀开裂.归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KISCC/KIC=0.66(水),0.73(甲醇)和0.75(甲酰胺).其中断裂韧性:KIC=(1.34±0.25)MPa·m1/2.     

ROLE OF HYDROGEN IN STRESS CORROSION CRACKING OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL IN BOILING MgCl_2 SOLUTION

321不锈钢在pH=1的42％MgCl_2沸腾溶液中长时间浸泡后,有32ppm的氢能进入试样,并导致29％的塑性损失,但并不能产生滞后断裂。在1NH_2SO_4溶液和沸腾(146℃)LiCl溶液中动态充氢表明,如进入试样的氢量低于某个临界值,则不会产生氢致开裂.熔盐动态充氢表明,只要进入试样的氢量超过临界值并能连续供氢,则无论是321钢还是310钢,即使在160℃也能产生氢致开裂.在LiCl溶液中阳极极化,则促进应力腐蚀;阴极极化,当电流低于临界值时则能抑制应力腐蚀,如高于临界值则导致氢致开裂,321钢和310钢的动态充氢(室温或160℃)门槛值均高于应力腐蚀门槛值,断口形貌也不同。     

氢促进纯镍位错发射的分子动力学模拟及实验证明

采用 ＥＡＭ多体势的分子动力学模拟表明，Ｎｉ中固溶的氢能使裂尖发射位错的临界应力强度因子ＫＩｅ（θ＝４５°）从 １．００ ＭＰａ·ｍ１／２降为 ０．９０ＭＰａｍ·１／２；使 ＫＩｅ（θ＝７０°）从 ０．８２ ＭＰａ＞·ｍ１／２降为 ０．７０ ＭＰａ·ｍ１／２，即氢能促进位错的发射 另外 氢能使（１１１）滑移面上的 Ｇｒｉｆｆｉｔｈ裂纹解理扩展的临界应力强度因子ＫＩＧ（θ＝０°）从 １．０３ ＭＰ·ａｍ１／２降为０．９３ ＭＰａ·ｍ１／２、即氢使(１１）面的表面能下降 γ１１１（Ｈ）＝０．８２θθγ１１１；从而促进位错的发射 透射电＃（ＴＥＭ）原位观察表明，在氢致裂纹形核之前氢就能促进位错的发射和运动。