Li0.5La0.5TiO3包覆LiNil/3Co1/3Mnl/3O2材料的研究

以Li0.5La0.5TiO3为包覆物,制备了固体电解质包覆的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料。采用XRD、SEM对材料进行了表征:XRD显示未包覆的材料具有α-NaFeO2层状结构,粒径在200～300nm之间,包覆后材料粒径略有增大,包覆层具有ABO3型固体电解质结构。包覆层的致密程度及材料的循环稳定性与热处理温度有关。包覆后400℃热处理得到的材料首次放电比容量为185mAh/g,较未包覆材料容量有所提高,50次循环后其容量仍能达到156.5mAh/g,表明包覆物Li0.5La0.5TiO3对LiNil/3Co1/3Mnl/3O2具有保护作用。     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-Y2O3玻璃的弹性模量

根据硬盘基板用材料的要求，制备了MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-Y2O3高弹性模量玻璃（120GPa)，玻璃的弹性模量随组成的变化服从Makishima-Mackenzie理论，MgO,Al2O3,TiO2,Y2O3等具有较高单位体积离解能的氧化物有利于提高玻璃的弹性模量，但玻璃弹性模量的理论计算值低于测试值，这是因为Makishima-Mackenzie理论没有考虑玻璃内阳离子的具体配位，对MgO,Y2O3堆积密度因子的堆导存在误差，因此利用Makishima-Mackenzie理论发展高弹性模量玻璃时应对MgO,Y2O3等氧化物的计算进行修正。     

La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的储氢性能研究

针对两种新型稀土型储氢合金La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2的储氢特性进行研究分析。实验表明,相同温度下,La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的PCT曲线基本重合,且都具有优良的吸氢动力学性能;相比之下,后者的滞后系数要小于前者,吸氢量较大,吸氢速率也较快,故其储氢性能较优。300次吸放氢循环实验结果表明,La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的吸氢动力学性能虽然略有下降,但抗粉化性能较好。     

Na0.5Bi2.5Nb2O9-Na0.5Bi4.5Ti4O15材料的微观结构及电性能

采用固相烧结法制备了铋层结构铁电材料(1-x)Na0.5Bi2.5Nb₂O₉-xNa0.5Bi4.5Ti₄O₁₅(NBNO-NBT-x)。结合XRD、SEM以及电子能谱分析推测NBNO-NBT-0.5陶瓷主要为2-4层的共生结构NaBi₇Ti₄Nb₂O₂₄,由Na0.5Bi2.5Nb₂O₉和Na0.5Bi4.5-Ti₄O₁₅沿c轴交替排列。晶格结构的不对称性增加导致晶格应力增大,而NBNO和NBT两种单体系的复合将进一步加大离子无序和结构无序,从而使该组成的陶瓷表现出不同于两种单体系的微观结构和电性能。NBNO-NBT-0.5陶瓷的晶粒长度大于20 μm,厚度小于2 μm,晶粒长径比明显高于NBNO和NBT;而相比于两种单体其居里温度TC降低,居里峰宽化,高温介电损耗增大,电导激活能减小,铁电、压电性能降低。     

Sc2O3-Y2O3-ZrO2陶瓷材料热物理性能

采用固相合成法制备了6.3%Sc_2O_3-1.3%Y2O3-92.4%ZrO_2(摩尔分数)陶瓷材料。分别利用X射线衍射、示差扫描量热法、高温热膨胀仪和激光导热法对陶瓷材料的物相组成、高温相稳定性、热膨胀系数和热扩散等性能进行了表征。结果表明,经1600℃烧结6h,该陶瓷材料由单一的立方相结构组成,具有良好的高温相稳定性,热导率低于传统的6~8YSZ,是一种良好的热障涂层候选材料。     

La2O3添加对MgAl2O4-CaAl4O7-CaAl12O19复合材料烧结行为的影响

为适应材料轻量化的发展需要,在1 400~1 600℃温度下开发了MgAl₂O₄-CaAl₄O₇-CaAl₁₂O₁₉（MA-CA₂-CA₆）复合材料,并考察了La₂O₃添加对该复合材料烧结行为、显微结构和力学性能的影响。结果表明,La₂O₃添加剂优先固溶到MA-CA₂-CA₆复合材料组成晶相CA₆中,促使CA₆相发生晶格畸变,有效抑制了CA₆晶粒沿基面的异常长大,其形貌由片状向等轴状趋势转变,促使MA-CA₂-CA₆复合材料制备过程中由于CA₆晶粒异常长大而导致的多孔网状显微结构得以有效消除,因此也极大地改善了Mg²⁺的扩散条件,在一定程度上间接促进了MA晶粒的发育,有效促进了MA-CA₂-CA₆复合材料的烧结。经1 200℃预烧、1 600℃保温2 h烧成后,当La₂O₃的添加量为4wt%时,MA-CA₂-CA₆复合材料试样的显气孔率由19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78 g/cm³上升至3.18 g/cm³,制得了MA、CA₂、CA₆晶相呈现交织分布、显微结构致密、有利于其力学性能改善的La₂O₃/MA-CA₂-CA₆复合材料,经1 200℃预烧、-1 600℃保温2 h烧成后的4wt% La₂O₃添加试样,其冷态抗压强度由317 MPa增加到了501 MPa。     

La0.85Sr0.15Cr0.9Ni0.1O3-δCe0.8Sm0.2O1.9作为SOFC阳极材料的研究

较低的催化活性大大地限制了La0．85Sr0．15Cr0．9Ni0．1O3-δ-（LSCN）作为直接碳氢化合物燃料SOFC阳极材料的应用．本文尝试用Pechini法合成LSCN，并按重量比1：1向其中加入纳米Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC）作为阳极材料．经1500℃高温烧结12h后，LSCN与SDC以及电解质YSZ仍可以保持各自独立的相结构．加入SDC没能提高阳极的电导率，但由于改善了阳极电解质界面的结合状况，扩展了电极反应的活性区域，使阳极材料的极化性能有了提高．显微结构观察品示．LSCN-SDC阳极存甲烷与氧中使用时没有碳沉积现象．     

MoO3-V2O5-P2O5-Fe2O3玻璃的制备及性能研究

制备了MoO3-V2O5-P2O5-Fe2O3系磷酸盐玻璃,研究了玻璃形成能力、热膨胀系数和抗潮解等性能.结果表明,MoO3-V2O5-P2O5-Fe2O3系统具有较宽的玻璃形成区和较强的玻璃形成能力,当MoO3/V2O5≈1.5时,玻璃形成能力最强.MoO3-V2O5-P2O5-Fe2O3玻璃的热膨胀系数约为60～110×10-7/℃,并且随着Fe2O3含量的增加而逐渐增大.加入适量的Fe2O3能够显著改善MoO3-V2O5-P2O5玻璃的抗潮解性能,在90℃的去离子水中的溶解速率达到8.0×10-9g·cm-2·min-1.     

Bi0.9Ho0.1Fe0.95Cr0.05O3陶瓷制备及表征

采用传统固相反应法成功制备了Bi0.9Ho0.1Fe0.95Cr0.05O3(BHFCO)陶瓷。X射线衍射物相分析(XRD)表明,制备的BHFCO为纯相,具有菱方钙钛矿结构,属于R3c空间点群,晶格参数较块体BFO有所减小。介电常数与温度的关系曲线及差示扫描量热分析表明,BHFCO陶瓷具有明显介电弛豫特性,并在315℃附近存在反铁磁-顺磁相变。铁电测试表明BHFCO陶瓷具有饱和的室温电滞回线,剩余极化值为20.25μC/cm2。X射线光电子能谱分析(XPS)表明BHFCO陶瓷中Fe元素仅以Fe3+形式存在。磁性测试表明BHFCO陶瓷具有饱和的室温磁滞回线,饱和磁化场强为2.290A·m2/kg,剩余磁化强度为0.476A·m2/kg。     

V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷析晶的影响

应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)等技术研究了V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F玻璃陶瓷析晶的影响.结果表明,在所研究的玻璃体系中,V2O5的加入促进了莫来石晶体在较低温度下的析出,而且随着玻璃中V2O5含量的提高,莫来石和云母晶体的析晶温度区间逐渐向低温方向移动.EPMA结果显示在析出的晶体中没有钒元素的聚集,表明V2O5的加入没有参与晶体的直接形核,而是以网络外体的形式存在于玻璃体系中,削弱玻璃的结构,导致晶体析出温度降低.同时发现VO含量尽管对析出晶体的种类没有明显的影响,但是对晶体的形态、大小及数量的影响较为显著.     

Li2O/K2O物质的量比对P2O5-Al2O3-BaO-Li2O-K2O磷酸盐玻璃热光性能的影响

通过高温熔融法制备了不同Li_2O/K_2O物质的量比的磷酸盐玻璃,研究了其热学性能和热光性能。采用干涉仪法测试了玻璃的折射率温度系数dn/dT,并进一步计算获得了热光系数。结果表明:随着Li_2O/K_2O物质的量比的增大,玻璃的转变温度Tg、软化温度Tf、热膨胀系数α皆出现极值点,呈现明显的混合碱效应;而玻璃的热光系数dS/dT随着Li_2O含量增加而增大,当Li_2O/K_2O物质的量比为9∶6时,玻璃的dS/dT为0.08×10~(-6)/K;在磷酸盐体系中可获得具有零热畸变的光学玻璃。     

Li2CO3-B2O3-V2O5掺杂ZnO-TiO2陶瓷低温烧结的研究

以Li2CO3、B2O3和V2O53种常见的低熔点氧化物为烧结助剂,用传统固相法制备了Li2CO3-B2O3-V2O5掺杂的ZnO-TiO2微波介质陶瓷,并利用XRD、SEM等研究了ZnO-TiO2陶瓷的烧结行为、物相组成、显微结构特征及微波介电性能等。结果表明,当掺入3%(质量分数)Li2CO3-B2O3-V2O5时,在840℃烧结2h可制备出体积密度为4.99g/cm3的ZnO-TiO2陶瓷,达到理论密度的96.5%以上,εr、Q.f、τf分别约为24、22900GHz、-4×10-6/℃。     

La2O3在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中的作用

在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析，X射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响。氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低，同时避免了高膨胀方石英相的析出。随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用。     

纳米Al2O3掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

为提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的循环性能和倍率性能,采用在底液中添加纳米Al2O3的方法,在氢氧化物共沉淀法制备前驱体过程中进行铝元素掺杂,并考察了铝掺杂量对材料形貌和电化学性能的影响。电化学性能测试结果表明,当铝掺杂量为0.02(n Al:∶n Li=0.02)时,在电压范围2.7~4.2V和0.2C倍率下,循环50次后容量保持率高达95.7%,高于未掺杂的81.5%,同时材料的倍率性能也明显提高。     

Al3+掺杂0.5Li2MnO3-0.5LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料的研究

采用聚合热解法制备了掺入3%Al3+的富锂锰基Li[Li0.2Co0.13Ni0.13Mn0.51Al0.03]O2材料,经过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)实验表明,掺入3%Al3+样品仍然保持层状结构,没有观察到杂质相的存在。在2.0~4.8 V范围内进行恒流充放电测试表明,掺Al3+样品在30 mA/g的电流密度下,首周充放电比容量可达349.1和303.8 mAh/g(首次库仑效率87%);在100 mA/g的电流密度下,100次循环后,容量保持率为91.7%,显示出高的循环稳定性。这些结果表明掺杂Al3+能够在一定程度上提高富锂氧化物材料层状结构的稳定性,为发展高容量和高稳定性正极材料提供一种新途径。     

Piezoelectric and dielectric properties of Bi0.5Na0.5TiO3–Bi0.5K0.5TiO3–Ba0.77Ca0.23TiO3 lead-free piezoelectric ceramics

Lead-free piezoelectric ceramics (1 − x)Bi_0.5(Na_0.84K_0.16)_0.5TiO₃–xBa_0.77Ca_0.23TiO₃ (BNKT–xBCT, x = 0–0.04) were synthesized by conventional solid-state reaction method. The piezoelectric, dielectric, and ferroelectric characteristics of the ceramics are investigated and discussed. The XRD results show that Ba_0.77Ca_0.23TiO₃ (BCT) has diffused into Bi_0.5(Na_0.84K_0.16)_0.5TiO₃ (BNKT) lattices to form a new solid solution. It is shown that moderate additive of BCT (x ≤ 0.025) in BNKT–xBCT ceramics can enhance their piezoelectric and ferroelectric properties. Three dielectric anomalies are observed in BNKT–xBCT (x ≤ 0.03) ceramics. The piezoelectric measurements and P–E hysteresis loops reveal that BNKT–0.025BCT ceramic has the highest piezoelectric performance and strongest ferroelectricity in all the samples. Piezoelectric constants d ₃₃, k _p, and k _t of 175 pC/N, 29.1, and 54% are, respectively, achieved. Remnant polarization P _r and coercive field E _c reach 28.3 μC/cm² and 24.2 kV/cm, respectively.     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.     

Enhanced Superconductivity in?(Cu0.5Tl0.25M0.25)Ba2Ca2Cu3O10?δ Samples

The elements (M = Li, Na, K) of group I-A of the periodic table having lower electronegativity as compared to that of Tl have been partially doped at Tl sites in the (Cu_0.5Tl_0.25M_0.25)Ba₂O_4−δ charge reservoir layer of (Cu_0.5Tl_0.25M_0.25)Ba₂Ca₂Cu₃O_10−δ superconductor. The objective was to investigate the role of electron–phonon interactions and mobile charge carriers in the oxide high temperature superconductors. It has been observed from these studies that the superconductivity parameters were improved after the doping of lower electronegative elements in the charge reservoir layer. The substitution of lower electronegative elements retains smaller amount of oxygen in (Cu_0.5Tl_0.25M_0.25)Ba₂O_4−δ charge reservoir layer, which in turn facilitates the transfer of mobile charge carriers to the conducting CuO₂ planes.     

Ag/Bi3.25La0.75Ti3O12/Bi4Ti3O12/Si结构铁电薄膜制备及其铁电性能的研究

利用溶胶-凝胶(sol-gel)方法,在硅基底上制备了Bi3.25La0.75Ti3O12/Bi4Ti3O12/Si铁电薄膜,其中Bi4Ti3O12作为缓冲层.用XRD方法分析了该结构铁电薄膜的物相结构;用扫描电镜对薄膜样品进行表面形貌观察;并且对该结构的铁电性能进行了研究.     

静电纺丝法制备的Co0.6Ni0.3Cu0.1Fe2O4和Co0.6Ni0.3Zn0.1Fe2O4纳米纤维的结构及磁性能

采用静电纺丝技术制备出表面光滑、直径均匀的Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4/PVP和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4/PVP纳米纤维前驱丝,经500~900℃煅烧后得到Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维。用TG-DSC、XRD、SEM及VSM现代测试分析手段对Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的结构、形貌及磁学性能进行测试表征。结果表明:在空气气氛中经500~900℃煅烧后可得到纯尖晶石相、结晶度良好的纳米纤维或短纤维;当温度为700℃时,Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4和Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的形貌细长而光滑且直径相对均匀,大约为80nm;此时Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维则保有较高的剩磁比(M_r/M_s)及矫顽力,分别为0.56和1 088.87Oe。在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃煅烧后,Co_(0.6)Ni_(0.3)Zn_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维的饱和磁化强度分别比Co_(0.6)Ni_(0.3)Cu_(0.1)Fe_2O_4纳米纤维增大了14.5%、7%、16%、10.7%、8%,而矫顽力则分别降低了38%、51%、50%、46%、46.7%。两种纳米纤维的饱和磁化强度及矫顽力存在差异,为CoNi铁氧体在电磁方面的应用提供了很好的参考。