加速器用低损耗铁电材料的制备及结构性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10975055
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    徐业彬
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    A2801.加速器物理
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

铁电材料在高梯度加速器中有广阔的应用前景，包括直线对撞机的大功率微波开关，电控移相器及介质加速器结构的调谐层，但现有的铁电材料存在介电常数大，介电损耗高的缺点。为探索满足加速器应用需要的新材料，本项目采用不同低损耗线性介电材料及组合与钛酸锶钡复合，形成多相复合物，来降低钛酸锶钡的介电常数和介电损耗，保持较高的调谐率。研究不同介电材料及组合对钛酸锶钡的介电特性和结构的影响规律，探索铁电-介电复合材料的结构-性能间的关系以及介电常数、介电损耗和调谐率间的相互关系，研究解决介电常数、介电损耗和调谐率矛盾的有效途径。通过本项目的研究，期望获得适合加速器应用的具有我国自主知识产权的低介电损耗铁电材料，为促进高能粒子物理的研究作出贡献；还可用于相控阵雷达和通讯系统；丰富铁电材料理论。

结项摘要

铁电材料在高梯度加速器中有广阔的应用前景，包括直线对撞机的大功率微波开关，电控移相器及介质加速器结构的调谐层，但现有的铁电材料存在介电常数大，介电损耗高的缺点。本项目系统研究了BST-MgO-Mg2SiO4和BST-MgO-Mg2TiO4体系的微结构和介电调谐性能。. 对于BST-MgO-Mg2SiO4体系，铁电(BST)-介电(MgO-Mg2SiO4)复合物形成。MgO加入可以抑制BST和Mg2SiO4反应形成Ba2(TiO)(Si2O7)。固定BST含量不变，增加Mg2SiO4含量而减少MgO含量，复合物的介电常数降低，居里温度Tc的变化与BST中Ba含量有关。当Ba含量为0.55和0.5时，调谐率和介电常数的间出现一种反常的关系：随Mg2SiO4含量增加，介电常数减小，而调谐率增加，对调谐应用非常有利，克服了二元体系中增加线性介质含量来降低BST介电常数而导致的调谐率下降的困难。调谐率的反常增加可归因于电场的重新分布。50Ba0.5Sr0.5TiO3-(50-x)MgO-xMg2SiO4的介电常数从 164.2降低到126.5，而 3.9kV/mm下的调谐率从11.5%增加到15.2%。Mn掺杂可以降低BST-MgO-Mg2SiO4的微波介电损耗而略微增加其调谐率。. 对于BST-MgO-Mg2TiO4体系，铁电(BST)-介电(MgO-Mg2TiO4)复合物形成。MgO加入可以抑制BST和Mg2TiO4反应形成BaMg6Ti6O19。固定BST含量不变，增加Mg2TiO4含量而减少MgO含量，复合物的介电常数和调谐率增加，Qf值降低，居里温度Tc向高温方向移动，介电常数温度稳定性改善。40Ba0.5Sr0.5TiO3-(60-x)MgO-xMg2TiO4的介电常数从123.0增加到156.5，3.9kV/mm下的调谐率从14.4%增加到28.5%。Mn和ZnO掺杂可以改善BST-MgO-Mg2TiO4微波介电性能。本项目获得了优异性能的铁电材料：介电常数=165.6，Qf=1012.5GHz，调谐率(2.8kV/mm)=9.1%，能够满足加速器应用的要求。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Synthesis and characterization of Bi2Fe4O9 powders
Bi2Fe4O9粉末的合成与表征
  • DOI：
    10.1016/j.matchemphys.2011.03.011
  • 发表时间：
    2011-08
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Zhao, Jingyuan;Liu, Ting;Xu, Yebin;He, Yanyan;Chen, Wanping
  • 通讯作者：
    Chen, Wanping
Synthesis of nanocrystalline LaFeO3 powders via glucose sol-gel route
葡萄糖溶胶-凝胶法合成纳米晶LaFeO3粉末
  • DOI：
    10.1016/j.matchemphys.2011.05.054
  • 发表时间：
    2011-10-03
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu, Ting;Xu, Yebin
  • 通讯作者：
    Xu, Yebin
Synthesis of Bi2Fe4O9 via PVA sol-gel route
PVA溶胶-凝胶法合成Bi2Fe4O9
  • DOI：
    10.1016/j.mseb.2011.01.009
  • 发表时间：
    2011-04-25
  • 期刊：
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Liu, Ting;Xu, Yebin;Zeng, Chunlian
  • 通讯作者：
    Zeng, Chunlian
Microstructure and Dielectric Tunable Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3-Mg2SiO4-MgO Composite
Ba0.6Sr0.4TiO3-Mg2SiO4-MgO复合材料的微观结构和介电可调性能
  • DOI：
    10.1109/tuffc.2010.1581
  • 发表时间：
    2010-07-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    He, Yanyan;Xu, Yebin;Chen, Wanping
  • 通讯作者：
    Chen, Wanping
A Facile Route to the Synthesis of BiFeO3 at Low Temperature
低温合成 BiFeO3 的简便途径
  • DOI：
    10.1111/j.1551-2916.2011.04536.x
  • 发表时间：
    2011-09-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Liu, Ting;Xu, Yebin;Zhao, Jingyuan
  • 通讯作者：
    Zhao, Jingyuan

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其他文献

Dielectric Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3-Sr(Ga0.5Ta0.5)O3 Solid Solutions
Ba0.6Sr0.4TiO3-Sr(Ga0.5Ta0.5)O3固溶体的介电性能
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    徐业彬
  • 通讯作者：
    徐业彬
室温下Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3薄膜的瞬态光响应特性
  • DOI：
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  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    陈长乐;高国棉;袁孝;严资杰;徐业彬
  • 通讯作者：
    徐业彬

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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