【摘 要】
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棉花黄萎病的防治是世界性的难题,许多方法如轮作、化学熏蒸等已被用来防治这种疾病,但效果均不理想。考虑到高压脉冲电流在灭杀菌、虫方面的高效性,本文采用土壤高压脉冲灭菌技术防治棉花黄萎病,并研究了处理电压、循环次数、电极埋设深度对黄萎病防治影响。高压脉冲系统的核心部件为具有充放电功能的储能电容器,本文通过离子掺杂和组分复合的方法分别改性了单相Na Nb O3（NN）和(Bi0.5Na0.5)Ti O3
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棉花黄萎病的防治是世界性的难题,许多方法如轮作、化学熏蒸等已被用来防治这种疾病,但效果均不理想。考虑到高压脉冲电流在灭杀菌、虫方面的高效性,本文采用土壤高压脉冲灭菌技术防治棉花黄萎病,并研究了处理电压、循环次数、电极埋设深度对黄萎病防治影响。高压脉冲系统的核心部件为具有充放电功能的储能电容器,本文通过离子掺杂和组分复合的方法分别改性了单相Na Nb O3（NN）和(Bi0.5Na0.5)Ti O3（BNT）陶瓷电容器,并进行了性能研究和试验,主要内容如下:首先,针对单相NN陶瓷电容器,在B位进行Ta离子掺杂,初步制备了Na(Nb1-xTax)O3电容器,提升了击穿场强和饱和极化强度,为复合陶瓷电容器的制备打下基础;针对单相BNT陶瓷电容器,在A位引入Sm离子,同时在B位引入Zr离子和Sn离子,制备了(Bi0.5Na0.5)0.925Sm0.05(ZrxSn0.2-xTi0.8)O3（BNSZST）陶瓷电容器。研究表明,当x=0.08时陶瓷晶粒最为致密,放电储能密度达到4.456 J/cm~3,相应的储能效率为86.7%。在温度稳定性方面,在240 k V/cm电场下该电容器可于40-140℃范围保持储能性能稳定。除此之外,该陶瓷电容器陶瓷还具有22.11MW/cm~3的功率密度和442 A/cm~2的电流密度。随后,通过组分复合的方式制备研究了2wt%Mn离子掺杂的（1-x）Na Nb O3-x(Bi0.5Na0.5)Ti O3（NN-BNT-Mn）复合陶瓷电容器的性能。研究表明,当x=0.3时,复合材料的致密性达到最佳,相应0.7NN-0.3BNT-Mn陶瓷电容器综合储能性能最佳,其中放电储能密度为2.464 J/cm~3,储能效率为85.8%。此外,充放电性能和温度稳定性测试表明该陶瓷电容器具有18 MW/cm~3的功率密度和361 A/cm~2的电流密度,并能在100℃以下保持性能稳定。此外,本文还对（1-x）Na(Nb0.95Ta0.05)O3-x(Bi0.5Na0.5)Ti O3（NNT-BNT）复合陶瓷电容器进行了研究。结果表明,当BNT添加量为40%时,烧结效果最佳,相应0.6NNT-0.4BNT陶瓷电容器具有较大的放电储能密度（3.607 J/cm~3）,功率密度（19 MW/cm~3）和电流密度（382 A/cm~2）,且能在30-80℃范围内保持性能稳定。最后,对比所制备的陶瓷电容器的储能性能、充放电性能、和温度稳定性,选择综合性能最为优异的BNSZST陶瓷电容器作为储能元件,搭建了土壤高压脉冲灭菌系统,对接种了黄萎病菌的棉花土壤进行了土壤灭菌实验,实验结果表明,适当的增大处理的电压,循环次数及电极的埋设深度都有利于提高棉花黄萎病的防治效果。各实验组中,处理电压为1000 V,循环次数为1000次,电极埋设深度为4.8 cm时,棉苗的发病率为80%,病情指数为35%,与对照组相比防治效果明显。
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