电子元件与材料杂志 北大期刊 统计源期刊

电子元件与材料 2019年第05期杂志 文档列表

电子元件与材料杂志综述

电磁防护超材料在国防领域中的应用与前景展望1-5

摘要：电磁防护超材料以人工微结构为基础,实现了对介电常数和磁导率的自由设计,可突破传统电磁防护材料在信息装备一体化发展过程中遭遇的各种物理极限,在隐身材料、微波器件、军用天线等国防领域具有巨大的应用前景。本文阐述了电磁防护超材料的原理和特点,总结了其在军事领域的重大应用价值,综述了近年来在国防领域的最新成果,分析了当前研究存在的问题和未来发展趋势,为电磁防护超材料的进一步实际应用提供有效、可靠的理论依据及实验基础。

石墨烯复合导电剂在锂离子电池中的应用研究进展6-13

摘要：石墨烯具有极高的电导率、良好的力学性能和优异的热学性能,被认为是锂离子电池的新型高端导电剂。然而,石墨烯有着2630m2/g的超高比表面积,以及π-π共轭的作用使其在实际应用过程中更加易于团聚,影响锂离子电池容量的发挥。因此,本文结合导电炭黑、碳纳米管和石墨烯的结构特性,综述了石墨烯复合导电剂在锂离子电池中的应用及研究进度,并对未来石墨烯复合导电剂的应用趋势和工作方向进行了展望。

电子元件与材料杂志研究与试制

Ca-B-Si玻璃掺杂对SrTiO3基半导体陶瓷材料性能的影响14-18

摘要：采用二次烧结法制备了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的SrTiO3基晶界层型陶瓷电容器材料。研究了CBS玻璃作为掺杂剂对SrTiO3基半导体陶瓷电容器微观结构、介电性能及温度稳定性的影响。结果表明,适量的CBS掺杂能明显改善材料的电容温度稳定性,提高相对介电常数(εr),降低介电损耗(tanδ)。当CBS质量分数为0.4%时,可获得最佳的电学性能:εr为19418,tanδ为0.007,在-55~150℃电容温度变化率(ΔC·C-1)小于10%,绝缘电阻率大于2.1×10^11Ω·cm。

锰掺杂对钠过量K0.5Na0.7NbO3无铅陶瓷结构及介电性能影响19-22

摘要：采用一种新颖的混合钙钛矿结构法制备了锰掺杂钠过量K0.5Na0.7NbO3-xMnO2陶瓷,研究了不同锰掺杂量和烧结温度对该系列陶瓷微观结构、形貌和介电性能的影响。研究表明,锰掺杂改善了该系列陶瓷的烧结特性;陶瓷样品中均形成了正交钙钛矿结构,但同时都存在少量第二相物质;随着烧结温度的升高,陶瓷样品中第二相物质的含量逐渐减少;在不同锰掺杂量陶瓷样品的SEM分析中可以看出,掺少量锰的陶瓷样品出现晶粒异常长大且大小不均匀现象;1100℃烧结的锰掺杂量为摩尔分数1.5%的陶瓷中含有最少的第二相物质和最优的综合介电性能,即具有均匀的晶粒大小、最大的相对介电常数和较小的介电损耗,该陶瓷样品由正交向四方的相转变温度为176℃、居里温度为403℃。

FeSi6.5/Fe复合磁粉芯的制备及磁性能研究23-27

摘要：采用硅酮树脂作为绝缘包覆材料,通过压制和热处理制备FeSi6.5/Fe复合磁粉芯,探讨了Fe粉含量对磁粉芯磁性能的影响。研究结果显示,磁性粉末的表面存在一层厚度约为200nm的绝缘包覆材料,包覆后的磁粉芯在宽的频率范围内具有良好的频率特性。随着Fe粉含量的增加,磁粉芯的密度、最大磁导率、饱和磁感应强度和矫顽力都在逐渐上升。当Fe粉添加量为质量分数20%时,磁粉芯的饱和磁感应强度值从312.8mT增加到568.3mT,Bs提高了近81.7%。损耗分离研究显示,Fe粉的加入可以有效地降低磁粉芯的磁滞损耗,但在高频下会增加涡流损耗。

水热法合成镍钴铁氧体纳米粉体工艺条件的研究28-31

摘要：采用水热法合成Ni0.5Co0.5Fe2O4纳米粉体,并借助于X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、矢量网络分析仪研究工艺条件(pH值、水热反应温度、水热时间)对铁氧体物相、形貌及吸波性能的影响。结果表明,pH值在8~11可生成单相的尖晶石结构。随着反应体系pH值的增加,晶粒粒径明显长大,形貌也由类球形逐渐转变为不规则的多边形结构。在pH值为10,水热反应温度180℃,水热反应时间10h工艺条件下制得的Ni0.5Co0.5Fe2O4吸波性能最好,在14.2GHz处最大反射损耗达到-24.4dB。

MoO3纳米线有序阵列在微流芯片中的Cd^2+离子传感特性研究32-37

摘要：采用水热合成技术生长MoO3纳米线,利用介电泳技术在微电极上组装MoO3纳米线阵列,研究了纳米线阵列对水中Cd^2+离子浓度的传感特性。结果表明,水热法所得纳米线为正交相MoO3结构,长度可达20μm。在介电泳力作用下,纳米线可在微电极的间隙取向排列,构成沿水平方向平行排列的纳米线阵列。将所得纳米线阵列与微流控芯片相集成,可获得用于液体离子浓度探测的微型传感器件。器件在室温下,对水溶液中浓度为1~50μmol/L的Cd^2+离子表现出快速灵敏的线性响应特性。其中,当Cd^2+离子溶液浓度为50μmol/L时,传感器的电阻开关比约为4.8,响应时间约为114s。随着Cd^2+离子浓度逐渐降低,传感器的电流开关比线性下降,响应时间逐渐缩短。根据傅里叶变换红外光谱结果,MoO3纳米线阵列这种快速、灵敏的Cd^2+离子敏感特性主要来自水热反应后其表面携带的羟基官能团所致。

原位MgO模板法制备酚醛树脂基分级多孔碳材料及其特性研究38-44

摘要：通过简单、经济且高效的原位MgO模板法制备分级多孔碳材料。在该方法中,以酚醛树脂作为碳源,柠檬酸镁为模板,通过热解聚合物和模板前驱体的混合物并结合KOH活化来制备有序分级多孔碳材料(APRC)。由于聚合物、MgO和KOH的协同作用,所制备的APRC具有独特的均衡分级多孔结构特征,包含大量微孔、中孔和大孔。此外,APRC具有较高比表面积和良好导电性,独特的微结构赋予APRC优异的电容性能,在6mol/LKOH水溶液中,扫描速度为5mV/s,APRC电极具有214F/g高的比电容,同时具有高的倍率性能(扫描速度增加到100mV/s时,比电容保持率为75%)和优异的循环耐久性(扫描速度为50mV/s,经5000次循环电容保持率为95.1%)。这些结果表明所制备的分级多孔碳材料在高性能双电层电容器中具有潜在应用价值。

基于A位空位的CH3NH3PbBr3带隙调控研究45-51

摘要：利用CASTEP软件包构建出钙钛矿太阳能电池光电转化材料(CH3NH3)1-xPbBr3的位形结构,研究A位空位对其结构、带隙以及光学性能的影响。研究表明:带隙对空位敏感。A位空位能够使钙钛矿材料CH3NH3PbBr3的带隙降低,主要的原因是由于空位导致的p型掺杂,以及周围形成的负电中心。带隙对空位含量不敏感。空位含量的多少主要影响几何结构,但对能带结构和态密度的分布影响不大,即A位空位的出现使费米能级附近的导带数量增加,该贡献主要来源于s、p壳层电子。A位空位对带隙的成功调控,使得可见光范围内实现绿光到红光光电转换成为可能。

LiFePO4涂层厚度对锂离子电池电化学性能的影响52-56

摘要：以LiFePO4为正极材料制备不同电极涂层厚度的扣式半电池,利用恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试手段对电池电化学性能进行了测试,探讨了涂层厚度对电池充放电性能、循环性能、阻抗等的影响,并结合阻抗谱图拟合分析Li+在极片内的扩散速率,揭示了涂层厚度影响电化学性能的作用机制。研究结果表明:涂层厚度增加,一方面使得锂离子的传递距离加长,另一方面在同等压实压力作用下得到的涂层孔隙率有所增加,造成实际传质路径减小,因此存在最佳厚度以实现最优电化学性能。在实验研究范围内,当涂覆湿膜厚度为120μm时,锂离子表观扩散系数达1.76×10^-12cm^2/s,表现出最优的电化学性能,1C的充放电倍率下,首次放电比容量可达145.8mAh/g。

不同隔膜对快充型三元锂离子电池性能的影响57-62

摘要：隔膜是锂离子电池的重要组成部分,对其性能起着重要影响。通过研究聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、纤维素、芳纶、聚丙烯(PP)和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)隔膜对锂镍钴锰酸锂(NCM)为正极,石墨为负极的快充型锂离子电池性能的影响。结果表明,采用纤维素隔膜的锂离子电池的综合性能最好,10C的高倍率下容量为144mAh·g^-1,容量保持率高达95.6%,5C倍率循环500次后的容量没有衰减。采用PET和PP隔膜电池性能也较理想。而采用PP/PE/PP隔膜电池在高倍率下容量快速衰减。由于其低的透气度和内阻以及高的电解液浸润性和吸液率,纤维素隔膜显著提升了三元锂离子电池的倍率性能和循环寿命。

应用于人工皮肤的压电驻极体触觉传感阵列研究63-67

摘要：基于聚丙烯压电驻极体(Piezoelectret)设计了一种应用于人工皮肤的触觉传感器。该传感器具有柔性良好、压电效应稳定、制备简单、成本低廉等特点。通过触压、滑动、同时触压与滑动、恒定力重复触压等实验,可观察到该传感器对不同触觉信号具有明显的特征差异,且阵列传感器的信号检测稳定性比单路传感器高40%。将该传感器置于假肢手指前端反馈触觉信号,并根据触觉信号调控假肢手的抓握力,可实现对易脆和光滑物体的稳定抓握。

适用于WiMAX的小型化微带天线设计68-73

摘要：设计了一种加载U型缝的小型化分形结构微带天线。该天线应用Giuseppe Peano分形理论和U型缝加载技术,延长电流的有效路径,从而降低天线的谐振频率,实现天线小型化,同时采用空气作为介质层,减小天线的Q值,增加天线带宽。通过使用HFSS对天线进行仿真优化,得到了天线尺寸参数。仿真结果表明,天线的相对带宽为6%(3.47~3.71GHz),最大增益可达2.91dBi,整体辐射性能良好。天线贴片尺寸仅为14mm×14mm,相比于普通微带天线,面积缩减了59%。该天线结构简单,尺寸小,能较好地适用于WiMAX通信。

基于倒L缝隙加载的T形WLAN宽频带双频天线设计74-78

摘要：针对当前无线通信系统的传输要求和现有WLAN天线存在的不足,设计了一款T形共面波导(CPW)馈电宽频带双频天线。通过改变传统矩形贴片形状并在辐射贴片上加载两个倒L缝隙结构,实现了能够同时工作于WLAN双频段的小型化宽频带天线设计。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS13.0对天线参数进行仿真优化分析。仿真结果表明,当S11≤-10dB时,天线的工作频段分别为2.00~2.78GHz,4.22~7.57GHz,相对带宽分别达到32.6%和56.8%。天线具有良好的辐射特性,且结构简单,具有一定的工程设计参考价值。

基于带状线的X波段四通道T/R组件研制79-83

摘要：基于带状线的结构特点,利用LTCC多层基板结构优势,设计了一款X波段四通道的T/R组件。该组件仅使用带状线传输线方式进行微波信号传输,避免了微波信号多层基板间过渡结构带来的损耗与畸变,同时结合LTCC走线特点、腔体设计技术和接地层屏蔽能力,将微波电路与电源控制电路进行分层处理和一体化设计,有效地降低了各信号间的串扰。最终设计实现的X波段四通道T/R组件,体积仅62mm×43.8mm×7.9mm,质量约40g,发射功率大于2W,接收增益大于25dB,接收噪声系数小于2.5dB。该组件四个通道间一致性好,性能稳定,具有批量应用价值。

基于材料微扰的多模谐振器谐振特性研究84-88

摘要：提出了利用介质材料进行微扰实现多模谐振的微带谐振器设计方案。首先分析了材料微扰多模谐振器的谐振机理,然后在谐振器两端介质材料不变情况下,通过改变谐振器中间部分的介质材料,分别设计了两端开路和两端短路的半波长微带多模谐振器。仿真结果表明,上述不同设计得到的微带谐振器均可实现简并模分裂,具有多模谐振的特点。

分离连接器同步分离性能测试技术研究89-94

摘要：分离连接器是实现电气连接和信号传输的基础元器件,广泛应用在航空、航天和武器装备领域。其分离性能的好坏,对装备的正常运行有着直接的影响。但是目前国内针对分离连接器的测试主要关注分离时间的考核,对同步性能的测试研究关注较少。因此,针对这一问题,通过分析传感器测量精度、测量电路等测试影响因素,设计了分离连接器分离性能测试系统。同时选取3款典型产品开展测试验证,试验结果显示形成的分离连接器同步分离测试系统合理可行,能够实现分离连接器同步分离时间参数的准确测试。