无铅钙钛矿的探索性研究

首先对钙钛矿的性质及应用进行了概述,并且对钙钛矿电池的原理和钙钛矿薄膜的制备进行了简要介绍.详细分析了国内外近年对无铅钙钛矿的研究进展,着重分析了使用锡元素和铋元素替代铅元素作为太阳能电池,也简单介绍了诸如二价过渡金属、ⅡA族元素、四价阳离子替代铅元素的研究进展,并对这些替代的元素进行分析,指出优点和不足.最后提出锡元素的低成本和高稳定性在无铅钙钛矿研究和应用生产中有较大的发展前景.     

釉面分相对无铅CuO-MnO2系金属光泽釉的影响

以钙系生料釉为基础,引入结晶剂CuO、MnO₂制备无铅CuO-MnO₂系金属光泽釉;结合XRD、SEM-EDS进行物相组成定性分析和显微结构表征,系统探究外加TiO₂、V₂O₅以及玻璃粉对金属光泽釉釉面分相的影响。研究表明:一定量的TiO₂、V₂O₅引入能有效促进釉面的分相,将玻璃粉部分替换基础釉中的钾长石能使得釉熔体的高温粘度降低,并进一步加剧釉面分相,促进CuMn₂O₄铜锰尖晶石在釉层表面的析出和富集;当TiO₂引入量为2%,V₂O₅引入量为1%,玻璃粉引入量为25%(同为质量分数)时,金属光泽釉釉面效果最佳。     

电感耦合等离子体质谱法测定锡铅焊料中11种杂质元素

锡铅焊料中的杂质元素对焊点的抗氧化性、润湿性、扩展面积有重要影响,因此对其进行测定意义重大。采用硝酸、氢氟酸溶解样品,选择H₂动态反应池模式测定Fe,标准模式测定Al、P、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,同时以Sc校正Al、P、Fe、Cu,以Cs校正Zn、As、Ag、Cd,以Tl校正Sb、Au、Bi,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对锡铅焊料中这11种杂质元素含量的测定。在优化的实验条件下,11种杂质元素校准曲线的相关系数均大于0.999,方法的检出限在0.002~0.80μg/g范围内,测定下限在0.007~2.73μg/g范围内。用建立的实验方法测定锡铅焊料样品中Al、P、Fe、Cu、Zn、As、Cd、Ag、Sb、Au、Bi,平行测定11次结果的相对标准偏差(RSD)为0.85%~3.5%,加标回收率为90%~110%。将实验方法应用于锡铅焊料标准物质YT9302中Al、Fe、Cu、Zn、As、Sb、Bi共7种杂质元素的测定,结果与认定值一致。     

Mn掺杂三元固溶体系BNT-KBT-BT陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相烧结法合成了Mn掺杂改性BNT基复合体系无铅压电陶瓷,并对其微观结构和电学性能进行了表征和研究.结果表明,Mn掺杂量小于0.6wt％时,样品均保持钙钛矿结构.掺杂量为0.30wt％时,陶瓷样品综合性能最佳,压电常数d33=174 pC/N,介电常数εr=9800,介电损耗tanδ=0.04,剩余极化强度Pr高达36μC/cm2,矫顽场强度Ec降至25 kV/cm,样品具有良好的温度稳定性.并通过扫描电镜中的成份面扫,探讨了Mn掺杂的占位分布和掺杂机制.     

新型无铅柔性辐射防护材料的设计与防护效果模拟

针对放射性从业人员对辐射防护的需求,柔性防护材料无铅化在保障对X射线有效屏蔽的同时,亦可避免铅中毒对人体的危害。X射线不同能区的最优屏蔽材料设计,可满足工作人员在不同工作场所下对防护装置的高效和舒适性要求。本文通过理论计算与蒙特卡罗模拟相结合方法,针对不同X射线场所下的防护材料进行设计计算,结果显示:掺Bi是掺Pb的理想替代,Bi_2O_3可作为无铅功能填充材料的理想选择;利用不同元素在X射线低能区的强吸收作用,掺入多种元素可增强某能段的X射线吸收能力。制作无铅防护材料时,掺入Bi_2O_3、Gd_2O_3两种功能材料可有效提升复合材料对X射线的吸收效果,在54～66 keV能量区间具有最优的屏蔽性能;掺入Bi_2O_3、W两种功能材料的复合材料在66～100 keV能量区间,对X射线的屏蔽效果显著提升。     

无铅压电陶瓷材料及器件专利发展概述

压电陶瓷材料及器件作为发展较快的基础电子元器件,已经广泛应用于电子行业的各个领域。但是,性能较好的锆钛酸铅(PZT)由于含有铅元素,在其制备及制品使用的过程中铅挥发对环境和人类健康造成巨大危害。因此,无铅的压电陶瓷材料及器件应运而生。本文对无铅压电陶瓷材料及器件的专利发展进行了一定的探讨,介绍了随着时间的推移无铅压电材料及器件在组成、结构或工艺的改进研究成果。本文还对制备器件的结构和性能所面临的问题进行了简单的阐述。     

铋掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷结构和性能的影响

用常压烧结法制备铋掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷(K0.5Na0.5)1-3xBixNbO3(KNBN)。研究不同铋掺杂量对KNN陶瓷结构、形貌、致密度及电学性能的影响。结果表明:在1 120℃烧结的含铋量为1%(摩尔分数)的陶瓷表现出最好的铁电和压电性能及较好的介电性能,即压电常数最大121pC/N,P-E回线形状达到饱和,且剩余极化为12.67μC/cm2,矫顽场Ec为13.58kV/cm,介电常数为575,损耗为5.82%(频率为1kHz)。陶瓷样品在131℃从正交结构转变到四方结构,Curie温度为400℃。     

制备工艺对0.95(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.05CaZrO_3基无铅陶瓷压电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05CaZrO3无铅压电陶瓷。研究了烧结温度和极化工艺对陶瓷压电性能的影响。结果表明:随着烧结温度的提高,0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05CaZrO3陶瓷的体积密度增大,在1170℃时达到最大值,同时d33和kp,在此温度也分别达到他们的最大值210pC/N和0.40。极化工艺对0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05CaZrO3陶瓷的压电性能有明显的影响,0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05CaZrO3陶瓷的最佳极化温度是70℃,最佳极化电场是4kV/mm。     

不同剪切速率下锡银铜系/镍金焊点的断裂行为研究

对锡银铜系高可靠性焊料合金的研究虽然已经较为广泛,但是缺乏对其焊点在不同应变速率下的剪切强度和断裂模式的研究。本文将牌号为SAC305和Innolot不同成分的锡银铜系焊料合金锡膏印刷在镍金镀层(Ni(P)/Au)上回流成BGA焊点,采用DAGE 4000 HS焊接强度测试仪进行不同剪切速率下的剪切性能测试,并对其剪切曲线、剪切强度及断裂能进行计算和分析,再采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对焊点界面微观结构及断口进行表征分析。结果表明：合金本身成分的差异导致焊点界面金属间化合物层(IMC层)厚度和分布存在差异,随着剪切速率的增加,SAC305和Innolot合金焊点的强度总体上都随之增加,且焊点的断裂模式由焊点基体内部的韧性断裂向界面金属间化合物脆性断裂发生转变,Innolot合金由于其他金属元素添加导致的强化作用使得其剪切强度得到较大提升而塑性损伤。