烧结温度对LiMn2O4结构和性能的影响

采用己二酸辅助溶胶-凝胶法在350～900℃制备了一系列LiMn2O4样品。运用SEM和XRD分析技术研究了不同烧结温度对LiMn2O4结构的影响。结果表明:烧结温度对LiMn2O4正极材料的晶相结构、电化学性能有显著影响,LiMn2O4正极材料晶粒的生成和长大的控制步骤为其合成的温度,材料合成的最佳温度为800℃。在800℃条件下合成的LiMn2O4具有较高的电化学活性和较好的晶相结构,首次放电比容量超过130mAh·g-1,40次循环后,放电容量保持率仍在85%以上。高温合成有利于提高LiMn2O4正极材料的放电容量,低温合成有利于提高其循环性能。     

锂离子正极材料Li_(1.1)Ni_(0.35)Mn_(0.55)O_2的合成与性能研究

以Li2CO3、MnCO3及NiCO3·2 Ni(OH)2·4 H2O为原料,采用改进的固相法合成了Li1.1Ni0.35Mn0.55O2材料,考察了合成温度、烧结时间及合成方式对材料电化学性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构及形貌进行了表征。结果表明,950℃下烧结8 h的Li1.1Ni0.35Mn0.55O2材料呈良好的层状晶体结构。在室温条件下,样品0.1 C首次放电比容量达到235.3 mAh/g,1 C放电比容量达到181.6 mAh/g,表现出良好的电化学性能。     

类钙钛矿结构La2Ni0.5M0.5O4+δ(M=Co,Cu)材料的合成与电性能

用XRD和传统直流四极探针电导测试法研究了烧结制度和不同掺杂元素对固相反应所合成的La_2Ni_(0.5)M_(0.5)O_(4 δ)(M=Co,Cu)材料结构和电性能的影响。实验结果发现:固相反应可以合成出类钙钛矿结构La_2Ni_(0.5)M_(0.5)O_(4 δ)(M=Co,Cu)材料。随着烧结温度的提高和保温时间的延长,该类材料的晶型更加趋于完整,晶粒尺寸也在不断长大;同时该类材料在1300 ℃、5 h情况下形成的样品,其电导率在空气中于100～800 ℃条件下也在增加,但保温时间对电导率的影响要大于烧结温度对其影响,因此确定该类材料固相反应法合成的烧结温度为1 400 ℃保温时间14 h。掺杂Co、Cu后的材料La_2NiO_(4 δ),其电导率均有增加,但掺杂Co后材料电导率要大于掺杂Cu的电导率。     

27.5K温度下制成1T磁场的MgB2

日本芝浦工业大学采用火花等离子烧结新方法(SPS法)，制成二硼化镁(MgB2)，在绝对温度27．5K(-245．5℃)下，实现了1T的超导磁铁实用化目标。     

Y掺杂SrTiO3阳极催化剂材料性能研究

直接对碳氢化合物燃料进行电化学氧化是目前固体氧化物燃料电池(SOFC)的发展方向,寻求新的阳极催化剂材料是其发展的关键。采用固相法合成了Y掺杂的钛酸锶Sr1-1.5xYxTiO(3x=0.06,0.08,0.1)钙钛矿复合体系氧化物,对合成产物的结构、烧结性、高温电导率进行了测定,研究了不同烧结温度对阳极催化剂材料电导率的影响,并通过微观结构的研究,探讨了不同烧结温度对电导率的影响机理。研究表明,最佳烧结温度为1400℃,从400℃到1000℃电导率呈现单调降低趋势;当x=0.08时电导率最高,在800℃时达到26S·cm-1。     

MgB_2超导材料的制备

二硼化镁(MgB2)是重要的超导材料,在超导磁体等领域有着潜在的应用。本文介绍了MgB2超导块材、带材及薄膜,重点介绍了制备MgB2超导带材的粉末套管法以及制备MgB2超导薄膜的电子束蒸发法、共蒸发法和溅射法,指出了MgB2超导材料未来的发展方向。     

固相法制备层状LiNi0.5Mn0.5O2的研究

以M nCO 3、N iO(H)2、Li2CO3为原料,采用固相法合成层状LiN i0.5M n0.5O2,并对其物理性能和电化学性能进行表征。X R D结果表明,在空气气氛中,700℃烧结24h合成的LiN i0.5M n0.5O2结晶不完整,900℃烧结24h则结晶完整,1000℃烧结24h则有杂质生成。SE M测试表明900℃烧结24h合成的LiNi0.5M n0.5O2有较好的表观形貌,平均粒径为500nm。700℃、800℃时合成的样品颗粒易发生团聚,1000℃时颗粒易烧结成块,均会造成较大的极化。充放电结果表明,空气气氛中900℃烧结24h合成的LiNi0.5M n0.5O2首次放电容量为160m A h/g,30次以后保持在135m A h/g。     

TiO2/NiCuZn复合材料的电磁性能

铁电铁磁复合材料是一种由铁电相和铁磁相复合而成的重要功能材料,将对电子设备的小型化和高度集成化起到相当关键的作用.研究以铁电性的TiO2和铁磁性的NiCuZn铁氧体为原料,采用固相反应法合成一系列TiO2/NiCuZn复合材料,考察了材料配比和烧结温度对复合材料介电性能和磁性能的影响.实验表明,随着TiO2含量的增加,复合材料的磁导率显著降低,但同时介电性能会得到改善.对于NiCuZn含量为80wt%的材料,在900～1200 ℃的烧结温度范围,随着烧结温度的升高介电常数与磁导率也都会随之升高.这种TiO2/NiCuZn复合材料同时具有电感和电容两种特性,有望在未来的集成电路中广泛使用.     

LiNi0.9Co0.1O2材料的制备及其电化学性能研究

成功采用掺杂和改变前驱体两种方式同时对传统LiNiO2正极材料合成进行改进,即用掺杂10％wtCo的β—NiOOH作为前驱体,和LiOH·H20在空气中进行固相烧结。通过正交方法优化出合成LiNin9Co0.1O2的最佳烧结温度为600℃,烧结时间为24h;此条件下材料首次充放电效率高达86％,20次循环后可逆放电比容量为167mAh／g,容量保持率高达94％。     

合成条件对LiFePO4正极材料性能的影响

采用二步固相法合成橄榄石型LiFePO4锂离子电池正极材料,研究了烧结时间和温度对材料性能的影响,采用XRD、SEM和充放电测试等对材料的结构、形貌和电化学性能进行了分析.结果表明:在750℃下烧结24 h合成的LiFePO4材料具有完整的结晶度、规则的晶体形貌和均匀的粒径(约0.5 μm),以0.2 mA电流充放电的首次放电比容量为136.1 mAh/g.     

磷灰石结构电解质La_(10-x)Si_6O_(27-1.5x)的合成及电性质

以La_2O_3和SiO_2为原料,采用凝胶注模工艺合成了具有磷灰石结构晶相的固体电解质材料La_(10-x)Si_6O_(27-1.5x)(x=0,0.5).通过X射线衍射光谱法(XRD)对所得化合物的结构进行表征.在300～800 ℃的温度范围内,利用电化学阻抗谱详细研究了La_(10-x)Si_6O_(27-1.5x)陶瓷的烧结温度和La元素的含量对La_(10-x)Si_6O_(27-1.5x)电导率的影响.结果表明:陶瓷样品的烧结温度对其电导率的影响较大,La_(10)Si_6O_(27)的电导率随着陶瓷样品烧结温度的上升而提高,1 650 ℃烧结的La_(10)Si_6O_(27)在800℃电导率为3.46×10~(-2) S/cm,约是1 550 ℃烧结样品的6倍.La_(9.5)Si_6O(26.25)的电导率随着陶瓷样品烧结温度上升呈先上升后下降的变化趋势,当烧结温度高于1 600℃时,晶粒和晶界内有大量未知相析出,这可能是导致其电导率反而下降的直接原因.     

工业化LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2阴极材料精细合成条件研究

通过高温固相法合成了层状三元LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极材料,考察了烧结温度和锂过量的微小差别对电极性能的影响。扫描电子显微镜实验证实当烧结温度高于980℃时,合成的样品棱角分明,而在950℃以下合成的样品主要是球形。随着循环的进行,对于在900和930℃合成的样品,放电容量几乎成线性降低;当合成温度高于980℃时,随着循环的进行放电容量呈S型变化。900℃合成的样品初始比容量为170 mAh/g左右(循环窗口3.0~4.3 V),100次以后比容量为140 mAh/g。锂过量6%(摩尔分数)时综合性能较好。     

烧结温度对Na_2O·5Al_2O_3电解质性能的影响

在Na2O·5 Al2O3电解质体系中,利用X射线衍射分析(XRD)和交流阻抗谱(EIS)等测试技术考察了烧结温度对b"/b相的形成、体密度和离子电导率的影响。研究表明,Na2O·5 Al2O3固体电解质中b"相的含量随烧结温度的增加而降低,但电解质的体密度和离子导电性能随烧结温度的升高而增加。     

Na_2O质量分数对高碱煤灰烧结强度影响

为研究Na_2O质量分数对高碱合成灰烧结强度的影响,将不同Na_2O质量分数的合成灰制成灰柱并在管式炉中进行烧结实验,使用微机控制万能测试机对灰柱烧结强度进行了测试,使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成灰的矿物质组成以及微观形貌进行了检测和观察。结果表明:随着Na_2O质量分数的增加,灰柱烧结强度不断增加,灰中含钠物质逐渐由钠长石转化为霞石,含钙物质逐渐由钙长石转化为硅灰石和钙黄长石;霞石、硅灰石、钙黄长石等矿物质形成的低温共熔体会使体系中产生大量液相,促进灰质点扩散过程,使灰柱烧结强度增大;随着Na_2O质量分数的增加,灰颗粒间孔隙不断减小,表面由粗糙疏松变得光滑致密。     

高性能LiFePO4/C正极材料制备及性能研究

以柠檬酸为碳源,采用高温固相烧结工艺制备了一种倍率性能优异的锂离子电池LiFePO4/C正极材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品物相和形貌进行表征,通过碳硫分析仪、拉曼光谱仪对不同烧结温度下合成样品中碳含量及结构进行了分析,并对样品的电化学交流阻抗(EIS)和恒流充放电性能进行了测试,探讨了烧结温度对产物电化学性能的影响.结果表明:烧结温度上升导致材料中碳含量及石墨化程度降低,且高温易使颗粒粒径增大,对材料的电化学性能提高不利.700℃合成样品的颗粒分布均匀、碳含量适中,具有最佳的倍率性能.该材料在10C和20C下,首次放电比容量分别达到110.9和84.5 mAh·g-1,50次循环容量保持率高达98.1％和92.7％.     

不同状态NdFeB合金相结构及硬度分析

通过常规的粉末冶金工艺,制备了成分为(PrNd)32.5B1.05Febal(质量比)的烧结磁体,对其铸锭、烧结和回火状态下样品的微观组织和各相的硬度进行了分析测试。结果表明,烧结和回火态样品主要的相均来源于铸锭,而铸锭中的缺陷相则要在磁体中重新分布排列。在三种样品中,铸锭Nd2Fe14B相和富Nd相的硬度均较低,烧结态样品的Nd2Fe14B相和富Nd相的硬度最高,而回火状态下的Nd2Fe14B相和富Nd相硬度介于前面二者之间。     

烧结温度对纳米复相SmFeO_3/γ-Fe_2O_3材料组织结构及磁性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶SmFeO_3/γ-Fe_2O_3复合粉体,然后经压制和高温烧结制备了SmFeO_3/γ-Fe_2O_3块体样品.研究了烧结温度对样品组织结构与磁性能的影响,结果表明,干凝胶经450℃预烧后,粉体样品中出现SmFeO_3相,但仍有部分非晶相存在.烧结温度对块体材料晶粒尺寸及磁性能有着显著的影响,在保温时间为1h的情况下,当烧结温度从800℃升高到1100℃时,烧结块体中SmFeO_3和γ-Fe_2O_3两相的平均晶粒尺寸分别由51nm和48nm长大到79nm和76nm,样品致密度由56%增大到72%,比饱和磁化强度从51A·m~2/kg升高到76A·m~2/kg,矫顽力从215kA/m下降到187kA/m.     

烧结温度对锂离子蓄电池Li1+xNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用高温烧结前驱体共沉淀法合成Li1 xNi1/3Co1/3Mn1/3O2,着重研究了烧结温度对合成产物性能的影响,研究结果表明:于900℃合成产物性能优良,放电容量为162.2 mAh/g,充/放电效率为91.3%,20次循环后容量保持率为96.4%,显示出良好的循环特性.     

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的合成及性能

以导电炭黑为还原剂、LiH2PO4和V2O5为原料,采用碳热还原法合成了锂离子电池正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3.研究了烧结温度和时间对产物的影响.XRD、SEM和充放电测试表明:在750 ℃下烧结12 h合成的样品属于单斜晶系,0.2 C充放电的首次放电比容量为122.0 mAh/g,第20次循环的比容量为118.4 mAh/g.     

烧结工艺对MnZn铁氧体磁性能的影响

在钟罩式气氛烧结炉中烧结高导MnZn铁氧体材料.研究发现,掺入适量的CaCO3和Bi2O3能改善材料的磁性能.烧结过程中烧结温度的增高可以促进晶粒长大,有利于提高起始磁导率;烧结气氛对离子电价和晶相形成有着决定性影响,选择合适烧结工艺是制备优质MnZn铁氧体的关键.