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管线钢在含氢气的煤制天然气中服役安全性评估 被引量:4
1
作者 赵德辉 徐庆虎 +3 位作者 崔德春 李金许 李强 《工程科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第7期952-957,共6页
煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和... 煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12MPa(10 MPa N2+2 MPa H2)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σs的恒载荷试样不发生断裂.在含0.72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σs下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数. 展开更多
关键词 煤制天然气 管线钢 氢致延迟开裂 氢含量 安全系数
马氏体时效钢的强韧化设计 预览 被引量:1
2
作者 尹航 李金许 +2 位作者 宿彦京 乔利杰 《材料导报》 CSCD 北大核心 2014年第13期86-88,共3页
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... 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. 展开更多
关键词 马氏体时效钢 强韧化 时效强化
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轮箍氢致裂纹的形成、扩展及预防 预览 被引量:2
3
作者 任学冲 殷艳君 +2 位作者 陈刚 钟斌 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期70-77,共8页
以近年来发生崩裂的6个车轮轮箍为研究对象,在进行断口观察、周向应力有限元分析、残余应力测量、紧凑拉伸试样的断裂韧性测试和疲劳裂纹扩展门槛值、氢致滞后断裂临界应力和陷阱氢浓度测定的基础上,研究轮箍崩裂的原因和机理并提出预... 以近年来发生崩裂的6个车轮轮箍为研究对象,在进行断口观察、周向应力有限元分析、残余应力测量、紧凑拉伸试样的断裂韧性测试和疲劳裂纹扩展门槛值、氢致滞后断裂临界应力和陷阱氢浓度测定的基础上,研究轮箍崩裂的原因和机理并提出预防措施.结果表明:当轮箍中可扩散氢浓度足够高时,在残余应力(或装配应力与残余应力共同)作用下轮箍内部产生氢致裂纹,氢致裂纹在氢压及拉应力的作用下滞后扩展,氢致滞后断裂临界应力随可扩散氢浓度的增加而降低;对于长大到一定尺寸的氢致裂纹,即使不发生氢致滞后扩展,也会在轮箍运行过程中发生疲劳扩展,轮箍的疲劳裂纹扩展门槛值为5.5 MPa.m1/2;预防氢致裂纹导致轮箍崩裂的根本方法是将轮箍中总的氢浓度控制在1.8×10^-6以下. 展开更多
关键词 轮箍 氢致裂纹 氢致滞后断裂 疲劳裂纹
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马氏体时效钢的研究现状与发展 被引量:16
4
作者 尹航 李金许 +2 位作者 宿彦京 乔利杰 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1-4,9共5页
马氏体时效钢是指以无碳或微碳的铁镍马氏体为基体,时效时能产生金属间化合物以进行沉淀硬化的超高强度钢。回顾了马氏体时效钢的发展历程,通过论述马氏体时效钢中各合金元素的作用讨论了其合金化的特点,结合马氏体时效钢的性能特点... 马氏体时效钢是指以无碳或微碳的铁镍马氏体为基体,时效时能产生金属间化合物以进行沉淀硬化的超高强度钢。回顾了马氏体时效钢的发展历程,通过论述马氏体时效钢中各合金元素的作用讨论了其合金化的特点,结合马氏体时效钢的性能特点,介绍了其应用现状。此外,重点阐述了马氏体时效钢的氢脆敏感性问题,并对其未来的发展提出展望。 展开更多
关键词 马氏体时效钢 时效强化 氢脆
阴极极化对7050铝合金应力腐蚀行为的影响 预览 被引量:10
5
作者 祁星 宋仁国 +4 位作者 王超 李海 乔利杰 宿彦京 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期631-636,共6页
采用阴极极化、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和定氢仪研究阴极极化对7050铝合金应力腐蚀行为的影响。结果表明:当阴极极化电位高于-1100 mV时,7050铝合金的应力腐蚀敏感性(Iscc)随着极化电位的负移而升高;而当阴极极化电位低于-1100... 采用阴极极化、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和定氢仪研究阴极极化对7050铝合金应力腐蚀行为的影响。结果表明:当阴极极化电位高于-1100 mV时,7050铝合金的应力腐蚀敏感性(Iscc)随着极化电位的负移而升高;而当阴极极化电位低于-1100 mV时,Iscc则随着极化电位的负移而下降。外加极化电位对不同时效状态7050铝合金Iscc的影响程度不同,即阴极极化对欠时效状态下铝合金的Iscc影响显著,对过时效状态铝合金Iscc的影响最小,对峰时效状态下铝合金Iscc的影响居中。铝合金的应力腐蚀机理为阳极溶解和氢脆共同作用,且氢对铝合金应力腐蚀的作用随着氢浓度的增加而增加。 展开更多
关键词 7050铝合金 应力腐蚀 氢脆 阴极极化 慢应变速率拉伸
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基于分子动力学的纳米压痕形变过程模拟 被引量:1
6
作者 吕国才 宿彦京 +1 位作者 乔利杰 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期898-902,共5页
采用分子动力学方法模拟了金刚石压头压入Fe基体的纳米压痕全过程.研究了加载和卸载时基体的原子组态、载荷一位移曲线以及位错的发射和变化.分析了基体的塑性形变机理.发现压人深度为0.69nm时出现位错.随压入深度的增加位错长大... 采用分子动力学方法模拟了金刚石压头压入Fe基体的纳米压痕全过程.研究了加载和卸载时基体的原子组态、载荷一位移曲线以及位错的发射和变化.分析了基体的塑性形变机理.发现压人深度为0.69nm时出现位错.随压入深度的增加位错长大成环,基体塑性形变加剧.卸载过程中位错环不断减小,当压头恢复到起始位置后,基体中心残留有位错环,产生了永久塑性形变,位错环的存在是基体产生永久塑性形变的关键因素. 展开更多
关键词 纳米压痕 分子动力学 位错运动 塑性形变
高强钢WOL试样应力腐蚀开裂的金相跟踪观察(英文)
7
作者 李会录 冯佳宁 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期247-249,共3页
高强钢WOL恒位移试样应力腐蚀的金相跟踪观察表明:高强钢的应力腐蚀在微裂纹出现之前,先在缺口前端出现滑移线,滑移线的出现是由于氢引起的,位错运动形成滑移台阶。氢促进局部塑性变形,当局部塑性变形发展到临界状态时,缺口前端就出现... 高强钢WOL恒位移试样应力腐蚀的金相跟踪观察表明:高强钢的应力腐蚀在微裂纹出现之前,先在缺口前端出现滑移线,滑移线的出现是由于氢引起的,位错运动形成滑移台阶。氢促进局部塑性变形,当局部塑性变形发展到临界状态时,缺口前端就出现微裂纹。 展开更多
关键词 滑移线 塑性变形 微裂纹 位错
晶粒尺寸对车轮钢解理断裂韧性的影响 被引量:11
8
作者 李胜军 任学冲 +5 位作者 高克玮 宿彦京 江波 陈刚 赵海 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1105-1110,共6页
通过紧凑拉伸试验研究了碳的质量分数约为0.5%的C50车轮钢解理断裂韧性KIC(即条件断裂韧性KQ)与晶粒尺寸的关系.结果表明,晶粒尺寸对试样的断裂韧性有明显的影响,但决定车轮钢解理断裂韧性的是组织中最大的晶粒尺寸,而不是平均晶粒尺... 通过紧凑拉伸试验研究了碳的质量分数约为0.5%的C50车轮钢解理断裂韧性KIC(即条件断裂韧性KQ)与晶粒尺寸的关系.结果表明,晶粒尺寸对试样的断裂韧性有明显的影响,但决定车轮钢解理断裂韧性的是组织中最大的晶粒尺寸,而不是平均晶粒尺寸,最大晶粒尺寸越大,断裂韧性越低.对于C50车轮钢,当前5%的最大晶粒平均尺寸为30~73μm时,车轮钢的条件断裂韧性KQ与晶粒平均尺寸的对数呈线性关系. 展开更多
关键词 车轮钢 晶粒尺寸 断裂韧性 解理断裂
垂直电场下BaTiO3单晶的畴变与压痕裂纹的演化 被引量:2
9
作者 赵显 乔利杰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期340-345,共6页
利用微分干涉相衬显微镜,在垂直于极化方向的电场下,对BaTiO_3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察.通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比,研究了压痕对其周围畴变的影响.结果显示,面内极化试样在垂直于极化... 利用微分干涉相衬显微镜,在垂直于极化方向的电场下,对BaTiO_3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察.通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比,研究了压痕对其周围畴变的影响.结果显示,面内极化试样在垂直于极化方向的面内电场作用下,原有压痕和压痕裂纹随整个试样经历90°畴变后也要发生变化,变化后其形貌与在新的极化状态下重新压制的压痕相似;对离面极化试样加面内电场时,畴变速度先增大后减小,畴变完成一半时,速度最大;而且畴变初始阶段速度呈现大小相间的振荡性. 展开更多
关键词 BaTiO3单晶 畴变 压痕裂纹 断裂
恒位移下BaTiO3单晶在空气中亚临界裂纹扩展与畴变 被引量:1
10
作者 赵显 乔利杰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期167-171,共5页
用正交偏振光显微镜,通过原位观察研究了恒位移下BaTiO3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... 用正交偏振光显微镜,通过原位观察研究了恒位移下BaTiO3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)。 展开更多
关键词 BaTiO3单晶 畴变 亚临界裂纹扩展
含硅低合金高强度贝氏体钢的环境断裂敏感性 预览 被引量:1
11
作者 江波 陈刚 +2 位作者 刘芬斌 任学冲 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2010年第9期665-669,共5页
为研究新型高强度贝氏体钢的环境适应性,测试了两种不同含碳量的含硅高强度贝氏体钢的力学性能和环境断裂敏感性。结果表明,强度(含碳量)对贝氏体钢的环境断裂敏感性具有明显的影响,高含碳量贝氏体钢(HC)(C0.88%,σy=1818MP... 为研究新型高强度贝氏体钢的环境适应性,测试了两种不同含碳量的含硅高强度贝氏体钢的力学性能和环境断裂敏感性。结果表明,强度(含碳量)对贝氏体钢的环境断裂敏感性具有明显的影响,高含碳量贝氏体钢(HC)(C0.88%,σy=1818MPa)试样的环境断裂敏感性明显高于低含碳量贝氏体钢(LC)(C0.33%,σy=1310MPa),HC钢性能较同强度级别马氏体时效钢T250为差,而LC钢性能相当于相同强度级别的30CrMnSiNi2A钢。 展开更多
关键词 贝氏体钢 力学性能 环境断裂
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氢促进铁磁性形状记忆合金Ni50Mn30Ga20的纳米压痕蠕变与压痕回复
12
作者 沈连成 宿彦京 +3 位作者 何健英 李金许 乔利杰 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1306-1310,共5页
采用纳米压痕法研究了氢对Ni50Mn30Ga20取向多晶室温纳米压痕蠕变和压痕塑性形变的影响.结果表明,Ni50Mn30Ga20取向多晶在室温下能够发生纳米压痕蠕变.在试样室温真空充氢之后,引入的氢不仅能够促进纳米压痕蠕变,还可以使得马氏体... 采用纳米压痕法研究了氢对Ni50Mn30Ga20取向多晶室温纳米压痕蠕变和压痕塑性形变的影响.结果表明,Ni50Mn30Ga20取向多晶在室温下能够发生纳米压痕蠕变.在试样室温真空充氢之后,引入的氢不仅能够促进纳米压痕蠕变,还可以使得马氏体相变的“伪弹性”存储的弹性能得以释放,发生逆转变,使部分塑性变形回复. 展开更多
关键词 铁磁性形状记忆合金 纳米压痕 蠕变 伪弹性
搪瓷钢的氢扩散研究 被引量:7
13
作者 马方容 李金许 +2 位作者 张万灵 杨大可 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期269-272,共4页
采用双电解槽氢渗透法研究了表面镀镍与否、试样厚度、充氢溶液中硫脲含量和充氢电流密度等各种因素对扩散系数的倒数TH值的影响.结果表明,表面粗磨、不镀镍,也能测出稳定的TH值.当试样厚度d从0.25 mm增至0.6 mm,TH值线性下降;d≥0.6 mm... 采用双电解槽氢渗透法研究了表面镀镍与否、试样厚度、充氢溶液中硫脲含量和充氢电流密度等各种因素对扩散系数的倒数TH值的影响.结果表明,表面粗磨、不镀镍,也能测出稳定的TH值.当试样厚度d从0.25 mm增至0.6 mm,TH值线性下降;d≥0.6 mm后,TH值保持不变。升高电流密度、增加硫脲含量均使TH值下降。 展开更多
关键词 搪瓷钢 鳞爆 氢渗透 TH值
氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化
14
作者 黄海友 +1 位作者 乔利杰 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期782-786,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 铁电陶瓷 导电性 第一性原理计算
温度和湿度对Nafion膜氢传感器性能的影响
15
作者 杜晋峰 白洋 +1 位作者 乔利杰 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期787-791,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 氢传感器 NAFION膜 氢泄漏 响应特性
高强钢氢脆敏感性和氢致附加应力的相关性 预览 被引量:5
16
作者 李会录 余竹焕 +2 位作者 李颖 乔利杰 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2009年第10期678-683,共6页
采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力σad随试样的屈服强度σs以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,σan=-260+0.226σs+63.9lnC0,高强钢恒... 采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力σad随试样的屈服强度σs以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,σan=-260+0.226σs+63.9lnC0,高强钢恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σHIC=863-145lnC0(σs=900MPa),σHIC=891—1831nG0(σs=1050MPa)。预充氢试样慢应变速率拉伸时的相对断裂应力σF(H)/卯随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σF(H)/σF=0.97-0.18lnC0(σs=900MPa),σF(H)/σF=0.95—0.24lnC0(以=1050MPa)。 展开更多
关键词 高强钢 氢致附加应力 氢致滞后断裂门槛应力
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温度对N80钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响 预览 被引量:8
17
作者 俞芳 高克玮 +2 位作者 乔利杰 路民旭 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2009年第3期145-148,157共5页
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... 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。 展开更多
关键词 N80油套管钢 CO2腐蚀 腐蚀产物膜 力学性能 温度
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PZT铁电陶瓷力电耦合的三维相场模拟 预览
18
作者 刘苹莉 马星桥 +1 位作者 乔利杰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期 927-932,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 铁电材料 力电耦合 三维相场模拟 畴变
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高强钢WOL试样应力腐蚀开裂的金相跟踪观察 预览 被引量:2
19
作者 李会录 余竹焕 +2 位作者 强军锋 乔利杰 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2008年第10期587-588,628共3页
高强钢WOL恒位移试样应力腐蚀的金相跟踪观察表明:高强钢的应力腐蚀在微裂纹出现之前,先在缺口前端出现滑移线,滑移线的出现是由于氢引起的,位错运动形成滑移台阶。氢促进局部塑性变形,当局部塑性变形发展到临界状态时,缺口前端... 高强钢WOL恒位移试样应力腐蚀的金相跟踪观察表明:高强钢的应力腐蚀在微裂纹出现之前,先在缺口前端出现滑移线,滑移线的出现是由于氢引起的,位错运动形成滑移台阶。氢促进局部塑性变形,当局部塑性变形发展到临界状态时,缺口前端就出现微裂纹。 展开更多
关键词 滑移线 塑性变形 微裂纹 位错
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湿度对恒电场下BaTiO3单晶中畴变的影响 预览
20
作者 姜冰 白洋 +2 位作者 宿彦京 乔利杰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期 1090-1094,共5页
通过偏振光显微镜观察了在恒电场作用下湿空气对BaTiO3单晶畴变的影响.结果表明,在恒电场下,湿度对不同的畴结构有不同的影响.较低的湿度对a-b和b-c畴结构没有影响.而在较高的湿度下,随着放置时间的增加,b-c畴结构发生了变化,b畴逐渐向... 通过偏振光显微镜观察了在恒电场作用下湿空气对BaTiO3单晶畴变的影响.结果表明,在恒电场下,湿度对不同的畴结构有不同的影响.较低的湿度对a-b和b-c畴结构没有影响.而在较高的湿度下,随着放置时间的增加,b-c畴结构发生了变化,b畴逐渐向c畴转变;但是较高的湿度对a-b畴结构无影响.可用水分子在a(b)畴和c畴上的吸附差别解释上述现象. 展开更多
关键词 铁电畴变 湿度 BaTiO3单晶 恒电场
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