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.     

温度对N80钢CO_2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用高温高压釜,以油田地层水为腐蚀介质,以高温高压气水两相为腐蚀环境,在N80油套管钢上生成CO2腐蚀产物膜,研究了65～115℃温度范围内腐蚀产物膜的结构和力学特性.结果表明:当温度在65～90℃时,腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca)CO3;在115℃时,膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO3和Fe3O4.随温度的升高,腐蚀产物膜的各项力学性能,如硬度、杨氏模量、断裂韧性以及膜与基体的结合强度均显示出升高的趋势.     

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。     

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.     

氢对不锈钢钝化膜破裂应力的影响

用纳米力学探针测量了316不锈钢电解抛光以及抛光后阳极钝化试佯的载荷-压入位移曲线，并研究了氢的影响．结果表明，一旦表面存在氧化膜(电解抛光)或钝化膜(阳极钝化)，在载荷-位移曲线上就会出现恒载荷平台；对氧化膜，平台载荷较小，对应膜的屈服；对钝化膜，平台载荷较大，对应膜的破裂．氢可降低钝化膜的平台载荷以及相同载荷下的压入位移，从而使得钝化膜的复合弹性模量Er和破裂应力σF都随试样中氢浓度Co的升高而下降，例如，Er(GPa)=100 82e^-0.01Co，σF(GPa)=1．59 2．93e^-0.010Co。     

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.