钨青铜结构铁铌酸盐陶瓷中氧空位的调控及其对性能的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51572237
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    吴勇军
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    E0206.功能陶瓷
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Oxygen vacancy plays a very important role on the structure and physical properties of iron niobate ceramics with filled tungsten bronze structure. In this project, the structure, microstructures and physical properties of Ba4Ln2Fe2Nb8O30(Ln=La，Nd，Sm，Eu) ceramics are systematically investigated. Ceramic samples with different concentration of oxygen vacancy are prepared by sintering/annealing at different atmosphere and forming non-stoichiometric compounds of Ba4Ln2Fe2+xNb8-xO30-x（0≤x≤2）. The effects of concentration, form and position of oxygen vacancy on the structure, commensurate/incommensurate super-structure, domain structure, dielectric, ferroelectric and magnetic properties are investigated to reveal the important role of oxygen vacancy. The concentration, form and position of oxygen vacancy are adjusted by sintering/annealing at different atmosphere and forming non-stoichiometric compounds to modify the dielectric, ferroelectric and magnetic properties of Ba4Ln2Fe2Nb8O30(Ln=La，Nd，Sm，Eu) ceramics. The present work will lead to deep understanding the defect chemistry, dielectric and ferroelectric theory of filled tungsten bronze compounds and provide a new method for properties modification.
氧空位对充满型钨青铜结构铁铌酸盐的结构演变和性能变化有着非常重要的影响。本项目拟在系统研究Ba4Ln2Fe2Nb8O30(Ln=La，Nd，Sm，Eu)陶瓷的制备、结构与性能的基础上，通过不同气氛烧结、热处理和形成非化学计量化合物等方法制备具有不同浓度氧空位的陶瓷样品，重点研究氧空位的浓度、形态（散乱空位、空位簇或空位链等）和分布（OI、OII或OIII位置）对结构和介电、铁电、磁性等性能的影响，观察氧空位变化对公度非公度超结构及电畴结构的影响，弄清其影响规律及微观作用机制，并探索通过氧空位的调控实现其性能调控的新方法。本项目的开展，可深入理解氧空位在钨青铜铁铌酸盐的介电铁电行为、磁性产生和结构演变中的重要作用，丰富钨青铜化合物的缺陷理论及介电铁电理论，在离子置换之外为充满型钨青铜结构化合物的结构和性能调控提供一条新的途径，对相关材料的研究产生巨大的推动作用。

结项摘要

氧空位对充满型钨青铜结构铁铌酸盐的结构演变和性能调控有着非常重要的影响。本项目通过不同气氛烧结、热处理和形成非化学计量化合物等方法制备了具有不同氧空位浓度的陶瓷样品，系统地研究了氧空位的浓度和分布对其结构、公度/非公度调制、介电、铁电、磁性等性能的影响，弄清了铁电性调控的微观作用机制。.在四方钨青铜结构Ba4Ln2Fe2Nb8O30(Ln=Nd, Eu)多铁性陶瓷材料中，空气中烧结的样品在经过氧气氛热处理后，铁电性明显降低；氧气中烧结得到的样品经过氮气氛热处理后，铁电极化则明显增强。这种可逆的铁电极化增强被证明与氧空位诱导产生的公度调制氧八面体倾斜有关。氧空位的存在影响了氧八面体微观结构，促进了八面体的公度倾斜调制，使得铁电性得到了增强。在非化学计量比Ba4Nd2Fe2+xNb8-xO30-x (x=0,0.1,0.3,0.5)陶瓷材料中，随着x的增大，样品中的氧空位浓度明显增大。且相比烧结与热处理过程中产生的氧空位，非化学计量比配料法产生的氧空位浓度极高。氧空位形成团簇，从而对铁电畴产生钉扎或破坏，陶瓷从铁电性转变为顺电性。.本项目通过改变烧结/热处理气氛，或者非化学计量比配料，调控样品中氧空位的浓度与分布，从而实现调控样品的铁电性能，为寻找新型的强铁电性室温多铁性材料提供了新的方向。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
Enhanced dielectric strength and energy storage density in BaTi0.7Zr0.3O3 ceramics via spark plasma sintering
通过放电等离子烧结提高 BaTi0.7Zr0.3O3 陶瓷的介电强度和储能密度
  • DOI：
    10.1007/s10853-018-3170-y
  • 发表时间：
    2019-03-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Liu, Bing;Wu, Yi;Wu, Yong Jun
  • 通讯作者：
    Wu, Yong Jun
A thermodynamic potential, energy storage performances, and electrocaloric effects of Ba1-xSrxTiO3 single crystals
Ba1-xSrxTiO3单晶的热力学势、储能性能和电热效应
  • DOI：
    10.1063/1.5020515
  • 发表时间：
    2018-03-05
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Huang, Y. H.;Wang, J. J.;Chen, L. Q.
  • 通讯作者：
    Chen, L. Q.
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三聚氰胺对间苯二酚和甲醛碳干凝胶形成的影响及其超级电容器性能
  • DOI：
    10.1016/j.jcis.2018.04.006
  • 发表时间：
    2018-08-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Lu, Cheng;Huang, Yu Hui;Cheng, Ji Peng
  • 通讯作者：
    Cheng, Ji Peng
Oxygen-vacancy-induced reversible control of ferroelectric polarization in Ba4Eu2Fe2Nb8O30 ceramics
Ba4Eu2Fe2Nb8O30 陶瓷中氧空位诱导的铁电极化可逆控制
  • DOI：
    10.1063/1.5041072
  • 发表时间：
    2018-08
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Hong Jiang Sheng;Huang Yu Hui;Wu Yong Jun;Fu Mao Sen;Li Juan;Liu Xiao Qiang
  • 通讯作者：
    Liu Xiao Qiang
Camellia pollen-derived carbon for supercapacitor electrode material
用于超级电容器电极材料的山茶花粉碳
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2018.05.032
  • 发表时间：
    2018-08-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Lu, Cheng;Huang, Yu Hui;Cheng, Ji Peng
  • 通讯作者：
    Cheng, Ji Peng

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Wnt信号通路在糖尿病肾病研究中的作用探讨
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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