Cu掺杂及SPS工艺对Ba_8Ga_(14)Cu_2Si_(30)热电性能的影响

采用电弧炉熔炼、球磨、放电等离子烧结(SPS)的方法合成了名义配比为Ba8Ga16-xCuxSi30(x=0,2)的第I类笼状化合物。研究了Cu对Ga的替代对材料结构以及热电性能的影响。结果表明,相比于Ba8Ga16Si30,Cu的掺杂使得样品的晶格常数减小,热导率降低,Seebeck系数的绝对值增大,ZT值有明显的升高。另外工艺条件的微小变化也对材料结构和性能有影响。     

Sn基Ⅷ型笼合物Ba_8Ga_(16)Sn_(30)热电材料研究进展

Ⅷ型Sn基笼合物Ba8Ga16Sn30由于具有优异的热电传输特性而被认为是最具有应用前景的热电材料之一。介绍了Ⅷ型Sn基笼合物的晶体结构、合成方法及理论和实验方面的研究情况,并对有关研究进展进行评述,同时提出进一步研究该笼合物的一些建议。     

Ba、Ga共掺杂对石榴石型固态电解质Li_7La_3Zr_2O_(12)显微组织及电导率的影响

采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征。结果表明,在烧结温度1 100℃下得到了立方相的LLZO固态电解质。当Ga的含量在LLZO化学式中为0.15,Ba掺杂量从0增加至0.15(Ga_(0.15)Ba_x-Li_(6.55+x)La_(3-x)Zr_2O_(12),x=0～0.15)时,LLZO样品的平均晶粒尺寸从14μm下降到4μm,30℃时晶界电导率由1.54×10~(-5)S·cm~(-1)提升到2.22×10~(-4)S·cm~(-1)。Ba作为一种烧结剂,改善了材料的烧结性能,降低了材料的平均晶粒尺寸,使晶粒与晶粒连接得更紧密。Li_(6.7)Ga_(0.15)La_(2.85)Ba_(0.15)Zr_2O_(12)样品在30℃下的总电导率为2.11×10~(-4)S·cm~(-1),远高于单独掺杂Ga时Li_(6.55)Ga_(0.15)La_3Zr_2O_(12)样品的总电导率(σ=1.40×10~(-5)S·cm~(-1)),由此可见,Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的锂离子电导率。     

Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu润湿剪切性能及界面化合物的研究

采用熔炼铸造法制备了Sn-58Bi-(0~3)Ga焊料合金,研究了Ga元素含量对合金熔化特性、润湿和剪切性能的影响,并利用扫描电镜研究了Sn-58Bi-(0~3)Ga/Cu基体界面特征。结果表明,Ga元素的添加降低了合金的熔点,增大了合金的熔程,相比于Sn-58Bi合金,Sn-58Bi-1Ga焊料合金在铜基体的铺展率显著下降,剪切强度略有提高,随着Ga含量提高至2%、3%,合金的铺展率略有下降,剪切强度显著降低;Sn-58Bi/Cu界面主要组成元素为Sn和Cu,Sn-58Bi-(1~3)Ga/Cu界面上出现了明显的Ga和Cu元素偏聚界面层,结合特征点的能谱成分分析,确定了界面化合物的组成。     

Cu_2Se、In_2Se_3、Ga_2Se_3混合球磨过程中的Cu(In,Ga)Se_2形成机制研究

对球磨时间不同的Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3混合粉末进行热压烧结制备CIGS靶材,发现在球磨时间较短时靶材出现分层,随着球磨时间延长分层缺陷消失。由此考察了粉末在球磨过程中发生的物理化学变化及其对分层的影响。结果表明:Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3三种硒化物粉末在球磨过程中发生机械合金化反应形成黄铜矿相Cu(In,Ga)Se2(CIGS)。随着球磨时间的延长,黄铜矿相结构Cu In Se2(CIS)首先在Cu-Se二元化合物表面产生,并随着Ga原子的扩散逐步形成CIGS四元相。当球磨时间达到48 h时,粉末由黄铜矿相CIGS和少量Ga2Se3组成。由于Cu2-xSe与CIGS晶体结构相近,因此通过外延反应的方式有效促进了CIGS的合成。球磨过程中Cu-Se二元相的消失和CIGS相的形成有助于抑制烧结过程中分层缺陷的产生。     

基于第一性原理的Ⅷ型Ba8Ga16-xAlxSn30(x=0,6,16)笼合物结构稳定性及电子结构性质

基于密度泛函的第一性原理从理论上探索Ba₈Ga_16-xAl_xSn₃₀(x=0,6,16)笼合物的电子能带结构和结构稳定性。结果表明,Al置换Ga后笼合物的晶格常数增加,当Al部分置换Ga时笼合物结构稳定性增强;Ba₈Ga₁₀Al₆Sn₃₀笼合物由于费米能级附近能带较密集会表现出较好的电传输特性;在费米能级附近,Ba₈Al₁₆Sn₃₀具有较高的态密度,且态密度线更陡峭,这有利于提高材料的Seebeck系数,然而也可能引起材料结构的稳定性下降。这些结果为进一步研究Ba8Ga16Sn30笼合物提供较好的理论指导。     

Sn8Zn3Bi-xCu/Cu焊接接头界面反应及力学性能研究

以Sn8Zn3Bi为研究对象,采用微合金化方法研究了不同含量的Cu元素对其显微组织、钎料合金与Cu基板钎焊后的界面金属间化合物(IMC)层尺寸及焊接接头剪切强度的影响。结果表明,Sn8Zn3Bi-xCu/Cu(x=0.3,0.5,0.8,1.0,1.5)焊接界面IMC主要为层状Cu5Zn8相。随着Cu含量的增加,界面IMC层的厚度逐渐减小,接头的剪切强度逐渐提高,Sn8Zn3Bi-1.5Cu/Cu接头剪切强度较Sn8Zn3Bi/Cu显著提高。经120℃时效处理后,Sn8Zn3BixCu/Cu(x=0,0.3,0.5,0.8,1.0,1.5)焊接接头剪切强度都明显下降,接头断裂方式由韧性断裂转为局部脆性断裂,但添加了Cu元素的钎料界面IMC生长速度较Sn8Zn3Bi钎料慢,因此Cu元素的添加抑制了界面IMC层的生长。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

XRF法测定福州大气颗粒物中部分金属元素含量

本文以美国Micromatter单元素标准膜为基础,结合NIST SRM 2783颗粒物滤膜标准样品,建立了波长色散-X射线荧光光谱法测定细大气颗粒物PM_(2.5)滤膜样品中K、Ca、Na、Mg、Pb、Zn、Ba、Cu、Fe、Mn等元素的方法。对比分析了空白特氟龙滤膜和空白石英滤膜,空白石英滤膜中Al、Ca、Cu、Fe、Ga、K、Mg、Mn、Na、Ni、Si、Zn元素的本底值比空白特氟龙滤膜的高,推荐选用特氟龙滤膜作为PM2.5组分分析采样滤膜。运用该方法测定福州PM2.5样品中的金属元素,考察在不同PM_(2.5)浓度下使用XRF法与ICP-MS法测量特氟龙滤膜得出的两种实验结果的可比性及相关性,结果表明两种方法测得的平均值和相关性都较好,相关系数范围0.8340～0.9881,显示本方法可靠,能够满足目前的监测需求和广泛使用。     

反应时间对Ba_2Co_(0.4)Zn_(1.0)Cu_(0.6)Fe_(12)O_(22)(Co_2Y)铁氧体性能的影响

采用化学共沉淀法制备Y型平面六角铁氧体(Ba2Co0.4Zn1.0Cu0.6Fe12O22)前驱体,并通过激光粒度分析仪(LPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和E4991A精密阻抗分析仪等手段研究了共沉淀反应时间对粉体及烧结样品的粒径、表面形貌、晶体结构和磁性能的影响。结果表明,当共沉淀反应时间为90 h时,得到的前驱体粉体粒径分布均匀,平均粒径约为1μm。在900℃烧结后能够得到较纯相的Y型平面六角铁氧体。烧结样品的相对密度超过95%,频率为1 GHz时,起始磁导率μi≈3.7,品质因数Q≈5.8,共振频率fr2.5 GHz,截止频率在3 GHz左右。     

X、U铁氧体的溶胶-凝胶合成及微波性能研究

以檬檬酸铁、碳酸钡、硝酸钴、硝酸锌以及柠檬酸等为原料，采用sol-gel工艺合成了Ba2Zn2Fe28O46(Zn2-X)、Ba2Co2Fe28O46(Co2-X）、Ba4Zn2Fe36O60(Zn2-U)、Ba4Co2Fe36O60(Co2-U)铁氧体。采用XRD、SEM对其相成分和显微结构进行研究。并对其复介电常数、复磁导率在100MHz-6.0GHz下的变化规律进行了对比。结果表明，铁氧体试样的磁导率虚部随测试频率的变化曲线上显示出非常明显的由自然共振引起的共振峰。     

Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布研究

应用X射线衍射密度法(R因子法)计算了Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布,结果表明:金属离子在ZnGa2O4尖晶石结构中采取中间偏反型分布.随Fe3 离子进入尖晶石结构,促使Zn2 进入A位的量增多,而Ga3 进入B位的量增多.同时,各样品的IR光谱表明:Fe3 进入尖晶石结构取代Ga3 对代表电子传导活化能的极限频率影响很大.     

Cu(In,Ga)3Se5薄膜的结构及其缺陷研究

讨论了Ga含量对四元有序缺陷化合物Cu(In,Ga)3Se5薄膜结构的影响.Ga含量的增加引起晶格扭曲系数η近似按抛物线形式增加,而其晶格常数a与c呈线性减小趋势,同时(112),(220)/(204)等主衍射峰的位置和强度呈现显著的改变.而样品厚度的改变会导致薄膜中存在不同的内应力,最终对薄膜的结构产生了显著影响.     

Y(In、Zn、Cu)掺杂Ⅷ型Sn基笼合物Ba8 Ga16 Sn30的第一性原理研究

Ⅷ型笼合物因独特的结构表现出电子晶体-声子玻璃特性,通过元素掺杂,笼合物热电性能可获得进一步提升。元素掺杂可以优化材料能带结构和态密度分布,但对于热电性能提升机制并不明确。根据第一性原理对Ⅷ型Sn基笼合物晶格参数、能带结构、态密度等进行计算,同时结合In、Zn、Cu等元素对笼合物掺杂计算的结果,从能带结构角度阐明元素掺杂对笼合物材料热电性能的影响。研究表明,In、Zn、Cu等元素掺杂都提高了材料的体模量,降低了材料的带隙,In、Zn、Cu的掺杂在引入杂质能级的同时改变了材料框架原子的电子分布,从而优化了材料的热电性能。然而不同掺杂元素在s、p、d层的电子分布不同导致材料总体能带结构差异明显。     

Yb填充量对I-型笼合物YbxBa8-xGa16Ge30电传输性能的影响

采用高温熔融结合SPS烧结工艺制备了Yb／Ba复合填充的I-型笼合物YbxBa8-xGa16Ge30（x=0，0．5，0．7，1．0），研究了Yb的填充量对电传输性能的影响规律。结果表明，随着Yb填充量的增加，YbxBa8-xGa16Ge30化合物的电导率先升高后降低，当x=0．7时，电导率达到最高值；Seebeck系数随着X的增加逐渐降低，在所有样品中，YbxBa8-xGa16Ge30化合物的功率因子最大，在950K时达到1．67×10^-3W/m．K^2左右，比未填充Yb的Ba8Ga16Ge30化合物提高了近75％。     

合金元素对Mg-Hg-Ga阳极材料电化学行为的影响(英文)

用恒电流法,析氢法和交流阻抗法等方法测试了合金元素Hg和Ga对镁阳极电化学腐蚀行为的影响,并用扫描电镜和X射线衍射法分析了合金元素Hg和Ga对镁阳极的显微组织和相结构的影响。结果表明:铸态的Mg-4.8%Hg-8.8Ga合金晶界析出Mg5Ga2和Mg21Ga5Hg3相,铸态的Mg-8.8%Hg-8%Ga和Mg-7.2%Hg-8%Ga合金晶界析出Mg21Ga5Hg3相,铸态的Mg-7.2%Hg-2.6%Ga合金析出Mg3Hg和Mg21Ga5Hg3相。各合金析氢速率从小到大依次为:Mg-7.2%Hg-2.6%Ga合金,Mg-4.8%Hg-8%Ga合金,Mg-7.2%Hg-8%Ga合金和Mg-8.8%Hg-8%Ga合金。最小的析氢速率为1.75ml/(cm2.min)。各合金电化学活性从大到小依次为:Mg-8.8%Hg-8%Ga合金,Mg-7.2%Hg-8%Ga合金,Mg-4.8%Hg-8%Ga合金和Mg-7.2%Hg-2.6%Ga合金。在200 mA/cm2恒电流测试中最负的稳定电位-1.932 V出现在Mg-8.8%Hg-8%Ga合金中。     

Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+上转换发光粉的制备与发光性能研究

为实现以Ba5Zn4Y8O21为基质的上转换三基色发光,采用固相合成法于1200℃下制备了Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+发光粉,并对其绿光发射特性进行了研究。980 nm激发下的上转换发射光谱测试结果证实,最佳掺杂浓度下的Ba5Zn4Y8O21:14%Yb^3+,0.15%Ho^3+主要呈现5S2/5F4→5I8跃迁所致的548、553 nm绿光发射,而5F5→5I8和5S2/5F4→5I7跃迁产生的664、758nm红光和近红外光发射非常微弱。而且,绿光强度随激发功率呈线性变化,在20.7 mW/cm^2功率密度范围内,绿红光分支比最高达13.16,呈现优异的色纯度。上转换发光热稳定性测试结果表明,样品的发光效率随样品温度的升高略有下降,50℃时发光强度降低仅9.75%。上述结果证实,Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+是一种优质的绿光上转换发光材料。     

有色金属矿区尾砂坝富集植物与土壤中Cu、Zn含量的关系

建立了火焰原子吸收光谱法测定尾砂坝富集植物及土壤中Cu和Zn含量的方法。采用电热板消解完全消解土壤样品,确立了AAS测定Cu和Zn的最优条件。本法对Cu和Zn（植物,土壤）的检出限分别为0.0006ug/mL和0.0018ug/mL,0.0009ug/mL和0.0018ug/mL;相对标准偏差（RSD）分别为0.56%—6.72%和0.14%—4.72%,0.12%—6.19%和0.43%—7.02%。应用于植物及土壤中Cu和Zn的含量测定,分析富集植物与土壤中Cu、Zn含量的关系,获得了满意的结果。     

几种鲍壳中锌（Ⅱ）、锰（Ⅱ）、镁（Ⅱ）、铜（Ⅱ）的测定

鲍壳具有明目的作用,可以用于制备视力保健品,这需要测定鲍壳中有益成分Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋。采用仪器普及常用的分光光度法和准确快速的EDTA络合滴定法,分析了鲍壳中Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋的含量。对四种不同的鲍壳中的Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋二价金属离子展开定量测定,制作了离子...     

溶胶-凝胶法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷粉体

用柠檬酸(C6H8O7)为络合剂,以硝酸钐(Sm(NO3)3)、钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)、硝酸钡(Ba(NO3)2)为原料,采用溶胶-凝胶法制备单相Ba3.99Sm9.34Ti18O54微波介质陶瓷粉体。采用差热分析、X射线衍射表征Ba3.99Sm9.34Ti18O54前驱体的热行为和晶型转化过程,用场发射扫描电镜对粉体的形貌进行表征。结果表明:在1000℃下保温3h可以获得纯Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷粉体,形状为不规则片状,平均粒径为100~200nm。