LSM-SDC复合阴极微结构及其界面电阻

以Sm_0.2Ce_0.8O_1.90(SDC)为电解质, 用交流阻抗谱研究了烧结温度和原料粉体制备过程等因素对复合阴极[50wt%(La_0.85Sr_0.15)_0.9 MnO_3-δ(LSM)+50wt% SDC] 的界面电阻的影响. LSM⁺甘氨酸法制备的SDC和LSM⁺共沉淀法制备的SDC的复合阴极对应界面电阻最小时的烧结温度分别为1200和1250℃; 800℃时, 它们的最小界面电阻分别为0.78?和0.35Ω·². 用扫描电子显微镜观察两种不同复合阴极微结构, 发现其微结构与原料粉体的形貌有着密切的关系, 而微结构又同时决定了阴极?的界面电阻和电导率.     

La0.7Sr0.3FeO3-Sm0.2Ce0.8O2复合阴极制备及性能研究

采用固相反应法(SSR)和硝酸盐-甘氨酸燃烧法(GNP)合成La0.7Sr0.3FeO3(LSF)粉体,用于制备中温固体氧化物燃料电池的复合阴极LSF-Sm0.2Ce0.8O2(SDC).用交流阻抗谱研究复合阴极的组成、烧结温度、起始粉体性质等因素对电极界面比电阻的影响.结果表明,在LSF中加入适当比例的SDC可明显提高电极的性能.当SDC的加入量达到其渗流阀值(～50%,质量分数)时,在700℃复合阴极的界面比阻抗约为0.2 Ω·cm2,大约为纯LSF的十分之一.电极性能的明显提高的原因是电极离子电导率的提高、CeO2的本征催化性能以及电极三相线密度的增大.     

中温固体氧化物燃料电池的Ag-YSB复合阴极

用草酸盐共沉淀法制备了Y0 25Bi0.75O1.5(YSB),用X-ray衍射方法考察了其成相温度,用交流阻抗法测试了其电导率.与Ag复合制成复合阴极,研究了烧结温度对复合阴极微结构的影响.同时以Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)为电解质,用交流阻抗法研究YSB含量对复合阴极界面阻抗的影响.用草酸盐共沉淀制备的YSB粉,其电导率比SDC大得多.Ag-YSB复合阴极疏松多孔,Ag-YSB与SDC的界面结合良好,形成了足够多的三相界面,降低了界面极化电阻.YSB有一个最佳添加量,电阻最小,即电极界面性能最高.YSB的过量添加损坏Ag相的连续性,降低氧的还原转化速度,使界面的电阻增大.     

中温固体氧化物燃料电池Ag-BSB阴极材料制备及性能表征

为发展中温固体氧化物燃料电池阴极材料,固相反应法制备了 Bi0.89Ba0.11O1.445(BSB)粉,用 X- ray衍射方法考察了其成相温度,表明在700℃烧 5h,已基本成β 斜方六面体结构。并与 Ag 复合制成复合阴极,研究了烧结温度对复合阴极微结构的影响。同时以Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)为电解质,用交流阻抗法研究BSB含量对复合阴极的界面阻抗的影响发现,50%(体积分数)BSB时,界面阻抗最小,在650℃和 700℃时分别为0.32Ω·cm2 和 0.12Ω·cm2,比 Ag基其它复合阴极材料如Ag -SDC,Ag- YSZ的界面极化电阻要小得多。     

燃料对甘氨酸-硝酸盐法合成Gd0.8Sr0.2CoO3-δ阴极材料的影响

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备Gd_0.8Sr_0.2CoO_3-δ (GSC)纳米粉体。通过元素化学计量、热力学计算及XRD、SEM、交流阻抗谱等测试手段, 研究了甘氨酸与金属离子摩尔比(G/M=1.5、2.0、2.5、3.0、3.5)以及煅烧温度等制备参数对GSC粉料合成反应及电极性能的影响。实验测得凝胶自燃烧时火焰温度在850~1150℃之间, 其中G/M=2.5时火焰温度最高, 燃烧最完全, 与理想化学计量(φ=1)的计算结果相一致, 由此制得的粉料呈蓬松泡沫状, 粒径细小。交流阻抗谱测试结果表明: 1100℃煅烧制得的GSC-2.5阴极与Sm_0.2Ce_0.8O_1.9 (SDC)电解质间的界面电阻(ASR)最小, 仅0.119 Ω·cm²。Gd_0.8Sr_0.2CoO_3-δ电极电导率在500~800℃测试范围内均大于100 S/cm, 满足IT-SOFC阴极材料的要求。     

纳米结构LSCF-SDC复合阴极的制备及其氧还原机理研究

利用浸渍法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ(LSCF)/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9(SDC)纳米复合阴极, 利用XRD、SEM对阴极的相组成及微观结构进行了分析。LSCF前驱体在800℃煅烧4 h后获得平均颗粒尺寸为50 nm的纯LSCF相。测试了在不同LSCF浸渍量及氧分压条件下阴极的阻抗谱, 研究了O₂在LSCF/SDC复合阴极的还原机制及LSCF的浸渍量对复合阴极性能的影响。研究结果表明, 在浸渍法制备的LSCF/SDC纳米复合阴极中, O₂在阴极的还原反应涉及到O₂在阴极表面的吸附与解离、O^2-在阴极体内的传输及O^2-在电极与电解质的界面之间的传输三个子过程, 其中O^2-在阴极体内的传输为O₂的还原反应的速率控制步骤。改变LSCF在阴极的浸渍量并没有改变O^2-在复合阴极的反应机制, 阴极极化电阻随LSCF浸渍量的增加先减小再增大, 浸渍相的体积分数为16.5%时, 阴极极化电阻最小。     

甘氨酸硝酸盐法合成GdBaCo2O5+δ阴极材料及其性能

采用甘氨酸硝酸盐法(GNP)制备中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)GdBaCo2O5+δ(GBCO)阴极材料,探索甘氨酸与金属阳离子摩尔比(G/M)等合成条件对产物性能的影响,研究了GBCO的微观形貌、晶体结构、电导率和电化学性能.结果表明,G/M为3.0的阴极粉料(GBCO-3.0)颗粒细小均匀且比表面积大,G/M在2.5～3.5之间制备的粉料经1000℃煅烧5 h可形成结晶度高的GBCO纯相.阴极材料GBCO与电解质材料Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)在1100℃混合煅烧,未发生明显的化学反应.在500～800℃范围内,GBCO阴极的电导率均大于100 S/cm.1050℃煅烧的GBCO-3.0阴极的极化电阻(Rp)最小,750℃为0.125.cm2.     

质子导体固体氧化物燃料电池的PrBa0.5Sr0.5Cu2O6-δ复合阴极材料

采用柠檬酸盐燃烧法制备了无钴双钙钛矿氧化物PrBa_(0.5)Sr_(0.5)Cu_2O_(6-δ)(PBSC)粉体,探究其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFCs)阴极材料的可行性。研究了它与质子导体电解质BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)之间的化学相容性,分析了单相阴极PBSC、复合阴极PBSC-BZCY与电解质之间的热匹配性,并测试了单电池的电化学性能。结果发现,以PBSC为阴极、NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质的单电池在750℃时的最大功率密度为230 mW·cm~(-2),表明PBSC可作为H-SOFCs的阴极材料。而以PBSC-BZCY为阴极的单电池在750℃时的最大功率密度高达669 mW·cm~(-2)。复合阴极电池性能的大幅提高主要与阴极反应从单相阴极/电解质界面扩展到复合阴极电池的整个阴极区域,大幅降低电池电阻有关。PBSC-BZCY复合阴极在H-SOFCs中的应用具有较好的前景。     

固体氧化物燃料电池Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_2电解质与Mn_(1.5)Co_(1.5)O_4的稳定性

本文面向管状固体氧化物燃料单电池串联中连接极与电解质界面稳定性展开研究,以氧化钐掺杂氧化铈(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_2,SDC)和Mn_(1.5)Co_(1.5)O_4(MCO)为原料,采用XRD、SEM和EDS来表征、探讨了SDC和MCO两种材料在不同运行和制备温度下的化学稳定性和结构稳定性。研究结果表明,SDC和MCO两种材料具有良好的化学相容性。当烧结温度低于1000℃时,难以获得致密的复合材料,而当处理温度为1400℃时,由于热力学温度过高,将导致颗粒迅速长大。     

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba1-xSrxCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的制备与性能研究

采用固相法合成Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)阴极材料。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和微观形貌进行了表征。XRD测试结果表明Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ样品经1000℃,烧结10 h后形成了立方钙钛矿结构。从样品的电镜照片看出样品具有均匀的孔隙率,电解质(Ce0.85Sm0.15O1.925)-阴极(Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ)之间的界面结合良好。电化学交流阻抗测试结果表明Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ中掺入Sr可以明显地降低阴极的极化电阻,随着Sr含量的增多,阴极的界面极化电阻(RP)先减少后增大,当Sr的含量x为0.2时Rp值最小。以Ce0.85Sm0.15O1.925(SDC)电解质为支撑体,Ni0.9Cu0.1-SDC为阳极,Ba0.8Sr0.2Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ为阴极的单电池的最大功率密度在600℃时达到155 mW/cm2。实验结果表明Ba0.8Sr0.2Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ材料是一种电化学性能较为优良的中温固体氧化物燃料电池阴极材料。     

适于PMOSFET的局部双轴压应变Si0.8Ge0.2的生长

通过控制局部双轴压应变SiGe材料的缺陷、组分与厚度,设置了多晶Si侧壁与Si缓冲层的特别几何结构.采用固态源分子束外延MBE设备生长了适于PMOSFET器件的局部双轴压应变Si0.8Ge0.2材料.经SEM、AFM、XRD测试分析,该材料表面粗糙度达0.45nm;Si1-xGex薄膜中Ge组分x=0.188,厚度为37.8nm,与设计值较接近;穿透位错主要由侧壁界面产生,集中在窗口边缘,密度为(0.3～1.2)×10.cm-2;在表面未发现十字交叉网格,且Si0.8Ge0.2衍射峰两侧干涉条纹清晰,说明Si0.8Ge0.2与Si缓冲层界面失配位错已被有效抑制.测试分析结果表明,生长的局部双轴压应变SiGe材料质量较高,可用于高性能SiGe PMOSFET的制备与工艺参考.     

锂离子电池用正极材料LixCo0.8N0.2O2

在控制结晶工艺合成LixCo0.8Ni0.2O2的基础上制备了锂离子电池正极材料LixCo0.8Ni0.2O2。能量散射谱分析结果表明活性材料中Co、Ni元素分布均匀。由于在控制结晶合成的前驱体Co0.8Ni0.2（OH）2中,Co、Ni均匀分布在M（OH）2中的M层,因此可以避免形成一般固溶体发生扩散性重组所需长时间的煅烧过程。扫描电子显微镜分析了表微观形貌的变化。X米衍射分析表明LixCo0.8Ni0.2O2为单一相的α-NaFeO2层状结构,不存在其它杂相;晶胞参数a和c随x变化经历了由小到大再变小的;c/a则经历了一个由大到小再变大的过程。     

Ti2Cu0.8Ni0.2合金的氢化与晶化

对晶态及非晶态Ｔｉ２Ｃｕ０．８Ｎｉ０．２贮氢合金进行氢化。若吸氢程度不高，氢原子是填隙原子，进入钛四面体，对合金结构影响不大，保持晶态及非晶态状态。     

等离子喷涂燃料电池连接板LSM薄膜的性能研究

采用等离子喷涂法在SUS 430连接板基体上制备了LSM(La0.8 Sr0.2 MnO3)薄膜。用X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针分别研究了喷涂前后LSM的相组成、薄膜的表面形貌和元素分布。用图像分析法计算了薄膜的孔隙率。二支点法测量了有与无LSM薄膜的SUS 430基体在130～800℃时的电导率。结果发现,薄膜与基体结合良好,薄膜孔隙细小,均匀分布,且非连通;LSM的相组成在喷涂前后保持一致;当温度<330℃时,有LSM保护膜的连接板的电导率小于无LSM薄膜的连接板的电导率;温度>330℃,结果相反。有LSM保护膜的连接板在空气中,130～800℃下,最大电导率为0.60Ω-1·cm-1。     

氧掺杂Y0.8Ca0.2Ba2 Cu3 Oy超导体正交-四方相变的正电子湮没实验研究

利用正电子湮没技术以及X射线衍射等实验手段对Y0.8Ca0.2Ba2Cu3Oy(y=6.32～6.84)体系进行了系统研究.结果表明,在氧含量y=(6.50±0.05)附近发生正交-四方相变.正电子寿命参数在正交-四方相变发生前后均有明显变化,说明样品内部微观电子结构在发生正交-四方相变附近区域发生了显著变化.表征样品内部电子结构整体平均效应的体寿命参数τb随y的降低而逐渐增大,表明由于氧含量降低导致了样品内部局域电子密度的降低,这和Tc随y降低而降低是一致的.认为该体系在y约为6.50附近正交-四方相变区域Tc出现平台式响应可能与相变过程中区域体系内部电子结构变化上的某种弛豫效应存在某种关联.且讨论了YBCO体系中正电子湮没机制以及它与正交-四方相变与和高温超导电性之间的关联.     

Effect of Sintering Temperature on the Microstructure,Electrical, and Magnetic Properties of Bi 0 . 8 5 Eu 0 . 1 5 FeO 3 Ceramics

Polycrystalline Bi _0.85Eu _0.15FeO ₃ ceramics were synthesized by solid-state reaction method with rapid liquid phase sintering process at various sintering temperatures. The dependence of structural, microstructural, electrical, and magnetic properties on sintering temperature was systematically investigated. X-ray diffraction measurements reveal that single perovskite phase is developed in Bi _0.85Eu _0.15FeO ₃ ceramics sintered at 850 and 870^° C, while secondary phases can be detected in the samples sintered at 890^° C due to the volatilization of Bi ³⁺ ions, and the crystallinity increases with increasing sintering temperature from 850 to 890 °C. The scanning electron microscopy investigation has suggested that the grain size increases with increasing sintering temperature from 855 t o 890^° C; while the pore size decreases with increasing sintering temperature from 850 to 870^° C and then increases with a further increase of sintering temperature. The electrical and magnetic measurements show that the leakage current, dielectric constant, dielectric loss, and magnetic properties are strongly dependent on the sintering temperature. The Bi _0.85Eu _0.15FeO ₃ ceramics sintered at 870^° C have the lower leakage current, higher dielectric constant, and lower dielectric loss. The room temperature magnetization increases with increasing sintering temperature from 850 to 890 °C. The possible reason for all the above observations was discussed.     

Tl2Ba2CaCu2O8 thin films on 2 in. LaAlO3(0 0 1) substrates

High quality Tl₂Ba₂CaCu₂O₈ (Tl-2212) superconducting thin films are prepared on both sides of 2 in. LaAlO₃(0 0 1) substrates by off-axis magnetron sputtering and post-annealing process. XRD measurements show that these films possess pure Tl-2212 phase with C-axis perpendicular to the substrate surface. The thickness unhomogeneity of the whole film on the 2 in. wafer is less than 5%. The superconducting transition temperatures T_cs of the films are around 105 K. At zero applied magnetic field, the critical current densities J_cs of the films on both sides of the wafer were measured to be above 2 × 10⁶ A/cm² at 77 K. The microwave surface resistance R_s of film was as low as 350 μΩ at 10 GHz and 77 K. In order to test the suitability of Tl-2212 thin films for passive microwave devices, 3-pole bandpass filters have been fabricated from double-sided Tl-2212 films on LaAlO₃ substrates.     

Na0．5Bi0．5TiO3-K0．5Bi0．5TiO3无陶瓷的制备与性能铅压电

采用传统的干压成型法制备了Na0．5Bi0．5TiO3-K0．5Bi0．5TiO3无铅压电陶瓷，研究了不同K0.5Bi0.5TiO3含量对Na0．5Bi0．5TiO3-K0．5Bi0．5TiO3陶瓷的微观结构与电性能的影响规律。结果表明，Na0．5Bi0．5TiO3-K0．5Bi0．5TiO3无铅压电陶瓷随K0.5Bi0.5TiO3含量增加，晶格常数增大，密度减小，晶粒尺寸减小，压电常数先增大后减小，介电常数增大，介电损耗增加，机械品质因数下降，而居里温度不断升高，在200℃附近存在由铁电相向反铁电相转变的一个相变点，组分为0．84 Na0．5Bi0．5TiO3-K0．5Bi0．5TiO3的陶瓷位于准同型相界附近，具有最佳的压电性能。     

Preparation and properties of native oxide film anodically grown on Hg0·8Cd0·2Te

The process for forming the anodic oxide on Hg_0·8Cd_0·2Te using a constant voltage d.c. source is studied. The electrolyte is composed of 0·1 N KOH, 90% ethylene glycol and 10% water. Good, uniform, transparent and reproducible films are obtained when the pH of the solution is adjusted between 7 and 8 by using oxalic acid. The anodic oxide film shows an anti-reflection effect. HCl and NH₄OH etch the oxide well and give a smooth polished surface of Hg_0·8Cd_0·2Te.     

Magnetotransport Properties and Electronic Structure of Ni 8 1 Fe 1 9 /W 9 0 Ti 1 0 Multilayers

The magnetotransport properties of Ni₈₁Fe₁₉/W₉₀Ti₁₀ multilayers are investigated. The effect of the thicknesses of magnetic (Ni₈₁Fe₁₉) and nonmagnetic (WTi) layers on the magnetoresistance (MR) is theoretically discussed in the framework of the Johnson–Camley semiclassical approach based on the Boltzmann transport equation. A comparison between the calculated and measured MR ratios is obtained. The observed MR ratio oscillates for WTi layer thickness with an average period of 10 Å. A weak MR(t_NiFe) ratio for a fixed t_WTi is obtained, and it presents a maximum peak of the MR with a value of 0.8 % located at t_NiFe = 50 Å. In addition, electronic and magnetic properties of multilayers are investigated by self-consistent ab initio calculations based on the Korringa–Kohn–Rostocker (KKR) approximation. Spin polarized within the framework of the coherent potential approximation (CPA) is considered for calculations.