作者单位
摘要
薄膜电容器是现代电力装置与电子设备的核心电子元件, 受限于薄膜介质材料的介电常数偏低, 当前薄膜电容器难以获得高储能密度(指有效储能密度, 即可释放电能密度), 从而导致薄膜电容器体积偏大, 应用成本过高。将具有高击穿场强的聚合物与高介电常数的纳米陶瓷颗粒复合, 制备聚合物/陶瓷复合电介质, 是实现薄膜电容器高储能密度的有效策略。对于单层结构的0-3型聚合物/陶瓷复合电介质, 其介电常数与击穿场强难以同时获得有效提升, 限制了储能密度的进一步提高。为了解决此矛盾, 研究者们叠加组合高介电常数的复合膜与高击穿场强的复合膜, 制备了2-2型多层复合电介质, 能够协同调控极化强度与击穿场强来获取高储能密度。研究表明, 调控多层复合电介质的介观结构与微观结构, 可以实现优化电场分布、协同调控介电常数与击穿场强等目标。本文综述了近年来包括陶瓷/聚合物和全有机聚合物在内的多层聚合物基复合电介质的研究进展,重点阐述了多层结构调控策略对储能性能的提升作用,总结了聚合物基多层复合电介质的储能性能增强机制, 并讨论了当前多层复合电介质面临的挑战和发展方向。
薄膜电容器 多层聚合物基复合电介质 介电常数 击穿场强 储能密度 综述 film capacitor multilayer polymer-based composite dielectric dielectric constant breakdown strength energy storage density review 
无机材料学报
2023, 38(2): 137
张海波 1,2,*王传民 1马伟刚 1高华昀 1[ ... ]谭划 1,2
作者单位
摘要
1 华中科技大学材料科学与工程学院,材料成形与模具技术国家重点实验室 武汉 430074
2 广东华中科技大学工业技术研究院 广东 东莞 523808
3 华中科技大学光学与电子信息学院 武汉 430074
挠曲电效应是一种应变梯度与电极化(正挠曲电效应)或电场强度梯度与应变(逆挠曲电效应)之间的力电耦合效应。与压电效应不同,挠曲电效应不受材料对称性、Curie温度所限制,且随着材料尺寸减小而不断增强,因而具有广阔的研究与应用前景。本文主要总结了挠曲电效应的发展历史、挠曲电系数测量、挠曲电效应增强机制以及当前研究进展,重点介绍了挠曲电效应在传感器、致动器、机械存储器、挠曲电压电复合材料、俘能器以及新型电子器件等领域应用的最新研究进展,最后对挠曲电效应的发展前景进行了展望。
挠曲电效应 压电效应 机电耦合 应变梯度 flexoelectric effect piezoelectric effect mechanical-electric coupling strain gradient 
硅酸盐学报
2023, 51(3): 812
作者单位
摘要
安徽省污染物敏感材料与环境修复重点实验室, 淮北师范大学, 安徽 淮北 235000
通过简单水热法合成了SnNb2O6, 并用沉淀法构建了Ag 表面等离子共振增强的梯型SnNb2O6/Ag3PO4异质结, 通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见光漫反射光谱仪和光致发光光谱仪对样品进行了表征。通过降解次甲基蓝来研究SnNb2O6、Ag3PO4和SnNb2O6/Ag3PO4复合材料的光催化活性。结果表明: SnNb2O6/Ag3PO4比SnNb2O6和Ag3PO4表现出更高的降解能力, SnNb2O6/Ag3PO4的准一级速率常数(Kapp)为0.313 min-1, 分别是SnNb2O6和Ag3PO4的13.1倍和4.8倍。这是由于Ag表面等离子共振增强的梯型SnNb2O6/Ag3PO4异质结方案可以加速电子空穴对的分离, 从而提高整个系统的氧化还原反应能力。
梯型异质结 表面等离子共振 光催化降解 载流子分离 step -scheme surface plasmon resonance photocatalytic degradation carrier separation 
硅酸盐学报
2023, 51(1): 23
作者单位
摘要
西北大学 信息科学与技术学院,陕西西安710127
针对目前的点云配准方法在处理秦俑等文物模型时不能很好地解决分辨率不匹配、点云部分重叠、噪声点较多等问题,提出一种基于动态图注意力机制的ResUNet配准模型。该模型将残差模块融入U-Net网络中,使用三维稀疏体素卷积计算点云特征,并引入一种新的归一化技术:批邻域归一化(Batch-Neighborhood Normalization, BNHN),来提高特征对于点密度变化的鲁棒性;为了进一步提高配准性能,该模型通过自注意力机制和交叉注意力机制聚合局部特征和上下文特征,最后结合随机抽样一致性算法来估计源点云与目标点云之间的变化矩阵,完成秦俑文物模型的鲁棒配准。为了验证本文方法的有效与鲁棒,使用四组数据集(3DMatch、3DLoMatch、分辨率不匹配的3DMatch数据集以及两组秦俑数据)对配准模型进行测试,实验结果表明,该算法在3DMatch数据集和3DLoMatch数据集上的配准召回率分别达到90.1%和61.0%;在分辨率不匹配的3DMatch数据集,相比与基于特征学习的配准算法,该算法在配准召回率上提升了5%~20%;在秦俑数据集上,相对旋转误差均小于0.071,相对平移误差均小于0.016,相较于同类算法减少了一个量级或几倍。因此,本文的模型能够提取三维点云的关键特征信息,并且对点密度和重叠度变化具有更高的鲁棒性。
点云配准 动态图注意力机制 低重叠点云 点密度变化 残差网络 point cloud registration dynamic graph attention mechanism point clouds with low overlap point density changes residual network 
光学 精密工程
2022, 30(24): 3210
南博 1,2臧佳栋 3陆文龙 3杨廷旺 3[ ... ]张海波 1,2,*
作者单位
摘要
1 1.华中科技大学 材料科学与工程学院, 材料成形与模具技术国家重点实验室, 武汉 430074
2 2.广东华中科技大学 工业技术研究院, 东莞 523808
3 3.深圳市基克纳科技有限公司, 深圳 518100
压电陶瓷是一种可以实现机械信号和电信号相互转换的功能陶瓷。由压电陶瓷与有机相构成的复合材料具有不同的宏观连接方式, 这不仅决定了压电器件广泛的应用场合, 而且推动了压电陶瓷材料和器件多样化的成型技术发展。与传统成型技术相比, 增材制造技术的最大优势在于无需模具即可实现外形复杂的小批量样品快速成型, 这与多样化的压电陶瓷及其器件研发需求十分契合, 同时因其样品后续加工量少、原材料利用率高、无需切削液的特点, 得到了学术界和工业界的广泛关注。在陶瓷材料增材制造领域, 功能陶瓷和器件的研究仍在增长期。本文从不同增材制造技术角度, 探讨和对比现阶段无铅和含铅压电陶瓷增材制造的发展历史、原料制备、外形设计、功能特性检测及试样的应用, 并根据现阶段各增材制造技术的优、劣势对其未来进行了展望。
增材制造 含铅压电陶瓷 无铅压电陶瓷 功能特性 综述 additive manufacturing lead-based piezoceramics lead-free piezoceramics functional property review 
无机材料学报
2022, 37(6): 585
作者单位
摘要
1 武汉科技大学,省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081
2 北京金隅通达耐火技术有限公司,北京 100085
近年来,污泥、生活垃圾作为水泥生产的部分燃料应用于水泥生产,造成水泥窑炉衬材料硅莫砖的严重碱侵蚀破坏和剥落,影响水泥窑的稳定运行。采用碱蒸气法系统研究了水泥窑硅莫砖用高铝矾土、莫来石(M60)及莫来凯特3种铝硅系耐火原料抗碱蒸气侵蚀行为。结果表明:3种铝硅系耐火原料的碱蒸气侵蚀行为,与原料中的化学成分、玻璃相含量和成分及其显微结构等密切相关。对于以刚玉、莫来石为主的高铝矾土,碱与刚玉、莫来石晶相发生反应形成钾霞石,产生体积膨胀,使得高铝矾土表面先发生疏松和开裂,后碱蒸气渗入颗粒内部,造成严重碱侵蚀破坏;而对于以莫来石为主的莫来石(M60)原料,碱与莫来石和玻璃相发生反应,形成瞬间液相并析出白榴石相,形成的液相阻止了碱的渗透,使碱侵蚀仅发生在表面层而表现出优良的抗碱侵蚀性能。而莫来凯特原料中晶相莫来石与玻璃相含量相当,玻璃相含量高达46%,其与碱蒸气发生化学反应形成更多的液相,同时析出白榴石相,因氧化钾反应溶解在该原料玻璃相中,造成原料整体性侵蚀破坏。
铝硅系耐火原料 氧化铝 氧化硅 碱蒸气 侵蚀行为 alumina-silica refractory raw materials alumina silica alkali vapor alkali attack behavior 
硅酸盐学报
2022, 50(6): 1694
作者单位
摘要
1 河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454003
2 河南省深地材料科学与技术重点实验室, 焦作 454003
聚合物改性水泥基韧性薄喷材料是煤矿巷道表面封闭材料的发展方向, 可再分散乳胶粉具有增加水泥基材料黏结性、改善韧性的特点, 但目前关于可再分散乳胶粉改性水泥基薄喷材料的研究较少。本文采用可再分散乳胶粉改性硅酸盐与硫铝酸盐复合水泥制备薄喷材料, 研究了可再分散乳胶粉对浆液黏度、凝结时间以及结石体抗折和抗压强度、单轴压缩应力-应变、单轴拉伸荷载-位移的影响。结果表明, 随可再分散乳胶粉掺量增加, 浆液黏度快速增加的起始时间延长, 凝结时间增加, 结石体抗折、抗压强度均先升高后降低, 在掺量为2.25%(质量分数)时达到最大值, 压缩、拉伸破坏变形率均增加, 韧性得到改善。通过微观分析阐释了可再分散乳胶粉对水泥基材料宏观性能的影响机理。
可再分散乳胶粉 薄喷材料 硅酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 改性 redispersible emulsion powder thin spray material silicate cement sulphate aluminium cement modification 
硅酸盐通报
2022, 41(10): 3394
作者单位
摘要
1 中国兵器工业集团第五三研究所, 山东 济南 250031
2 华中科技大学 材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
3 中国兵器工业集团第五二研究所, 内蒙古 包头 014000
4 中国振华集团云科电子有限公司, 贵州 贵阳 550018
5 华中科技大学 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
空气耦合超声换能器作为一种无损检测(NDT)的重要设备, 具有广阔应用前景, 但由于压电元件与空气声阻抗失配导致低带宽(BW)、低灵敏度(SNS)及高双程插入损耗等缺陷而阻碍其应用。该文对空气耦合超声换能器制备工艺进行优化, 使用COMSOL软件模拟了压电元件的尺寸设计。同时通过采用1-3型压电复合元件与优化环氧树脂+空心玻璃微珠匹配层调控压电元件与空气的声阻抗, 制备了工作频率400 kHz的空气耦合换能器。在工作频率时, 该换能器的厚度振动模态较纯, 带宽较宽, 灵敏度与双程插入损耗为-38 dB。结果表明, 采用该文自研工艺制备的空气耦合超声换能器具有良好的性能与巨大应用潜力。
空气耦合 1-3型压电复合元件 匹配层 仿真 换能器 air-coupled 1-3 piezoelectric composite elements matching layer simulation transducer 
压电与声光
2022, 44(4): 552
作者单位
摘要
1 航天工程大学 士官学校,北京 102200
2 航天工程大学 职业教育中心,北京 101416
提出了一种红外辐射特性测量教学训练系统。利用该系统,结合红外辐射特性测量设备的任务及结构原理,设计了近20个操作科目;并阐述了红外辐射特性测量系统标定原理,实现了红外辐射特性测量教学系统的软硬件系统设计;研究并确立了红外探测器指标测试操作科目的计算模型。经实验验证,该系统能满足教学训练要求,有助于士官院校学员对红外辐射特性测量系统原理、结构的学习和掌握。
红外辐射特性测量 教学训练系统 响应率 迟滞 infrared radiation characteristics measurement teaching and training system responsivity hysteresis 
光学仪器
2022, 44(4): 10
作者单位
摘要
西北大学信息科学与技术学院,陕西 西安 710127
在秦俑保护领域,为了降低秦俑碎片匹配及拼接的工作难度,更多的计算机辅助技术应用在破碎秦俑复原工作核心环节的碎片分类中。针对传统的秦俑碎片分类方法对碎片特征提取不充分及秦俑碎片数据采集难度较高等导致的分类准确率低下的问题,提出了一种基于数据增强的秦俑碎片深度分类模型。首先,通过条件生成式对抗网络对现有秦俑碎片数据集进行数据增强,实现秦俑数据集的扩充。其次,通过深度卷积神经网络自动且充分地提取碎片特征信息并实现有效的碎片分类效果。然后,引入convolutional block attention module(CBAM)双通道注意力机制和CutMix增强策略来显著提升深度分类模型的性能。最后,在秦俑实验数据集的对比实验结果表明,与传统的基于几何特征、尺度不变特征变换特征、形状特征、多特征融合等经典碎片分类方法相比,所提方法对秦俑碎片的分类取得了更准确的分类结果,有效降低了后续复原工作中匹配、拼接等工作的复杂度,进而提高了秦俑文物复原工作的整体效率。
图像处理 破碎秦俑复原 碎片分类 条件生成式对抗网络 双通道注意力机制 增强策略 
激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1810010

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