Ce掺杂Ca3Co4O9的高温热电性能

利用二次固相反应方法制备了Ce掺杂的Ca3Co4O9热电材料(CexCa3-xCo4O9,x=0、0.1、0.3),并测试了样品的微观结构和高温热电性能。测试结果表明,Ce替代Ca可有效调制Ca3Co4O9的热电参数;随着温度的升高,样品的电阻率和热导率降低,See-beck系数增大。在973K的温度下,Ce0.1Ca2.9Co4O9具有最高的热电性能(ZT=0.23)。     

荧光粉Sr3-x-yAl2O6∶xCe3+,yEu2+的制备及其发光特性

采用高温固相反应法制备了Sr3-x-yAl2O6:xCe3+,yEu2+(x=0,y=0;x=0.04,y=0;x=0.04,y=0.02;x=0.04,y=0.04;x=0.04,y=0.06;x=0.04,y=0.08;x=0,y=0.04)荧光粉,研究其相组成与荧光特性,结果表明,样品具有单相Sr3Al2O6晶体结构。在360nm波长的紫外光激发下,Ce3+离子辐射出峰值在434nm附近的宽谱蓝光。通过能量传递作用,Eu2+离子辐射峰值为517nm左右的宽谱绿光。Ce3+和Eu2+的荧光组合获得了色坐标为(0.2611,0.3313)的近白光发射。样品的激发光谱分布在250～400nm的波长范围,这种荧光粉有望在紫外或近紫外激发的白光LED中获得应用。     

非化学计量比对(K0.465Na0.465Li0.07)(Nb0.95Sb0.05)O3无铅压电陶瓷结构及性能的影响

通过传统固相合成工艺制备了(K0.465+xNa0.465+yLi0.07)(Nb0.95-zSb0.05)O3(x,y,z=-0.01～0.02)无铅压电陶瓷,研究了非化学计量比对陶瓷结构及压电性能的影响。结果表明符合化学计量比的陶瓷具有四方钙钛矿结构;在实验范围内,K和Nb的过量或少量均不会改变体系的相结构,而Na过量将会导致体系正交-四方相变温度升高到室温以上,并且正交-四方相变温度随y的增加而升高;过量添加约0.5%(摩尔分数)的K或Na便能补偿在高温烧结时的碱金属元素的挥发损失,进而提高陶瓷的压电性能;该体系陶瓷的组分在较大范围内变化时(如当y=z=0时,x=0～0.02;当x=z=0时,y=0～0.01;以及当x=y=0时,z=-0.01～0.005),仍然能保持d33>200pC/N和kP>40%这样较好的性能。上述结果不仅有利于在研究中材料制备工艺的重复,而且有利于当材料在器件应用时所面临的规模化生产。     

La和F复合掺杂对LiMn2O4高倍率性能的影响

采用分段高温氧化固相法合成了掺杂La3+、F-的锂离子电池正极材料LiLa x Mn2-x F x O4-x(x=0、0.01、0.02和0.05)。结果发现,在小于等于1C时,掺杂与否对其放电容量影响不大;在2~10C时,掺杂可明显改善倍率性能;在15C时,掺杂量也显示出重要影响,未掺杂的LiMn2O4的高倍率放电能力仅为4%,而掺杂x=0.02的达到56%。XRD物相、CV循环伏安和EIS电化学阻抗分析支撑了倍率性能的实验结果,当不出现第二相时,随掺杂量增加,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化逐渐减小,反应可逆性逐渐增大,但当x=0.05出现第二相时,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化又开始增大。     

La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ透氧膜材料的微结构与氧分离性能研究

采用固相法制备了La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ(x=0、0.05、0.1、0.15)片状陶瓷膜,用稳态法测试了不同成分制备样品的透氧性能,并利用XRD和SEM手段分析研究了样品的相结构和晶粒形貌及它们对材料性能的影响.研究表明固相法较难合成x=0的纯钙钛矿相,可用改进的Pechini法合成,另B位Zr的替代有利于去除材料中非钙钛矿杂相;x=0.1的样品中有少量BaZrO3析出,并导致晶粒细化(1～2μm),而这种微结构状态稳定且不受高温长时间退火和氧分压梯度的影响.晶粒细化样品的力学性能和氧渗透性能均有较大提高,x=0.1的样品较x=0样品的氧渗透性能提高了一个数量级,在1010℃,样品厚1.2mm时体系的透氧率达到4.6×10-7mol.cm-2.s-1.     

钐掺杂的W型钐铁氧体Ba1-xSmx（MnZn）0.4Al0.2CoFe16O27制备及电磁性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备钐掺杂的W型铁氧体Ba1-xSmx(MnZn)0.4Al0.2CoFe16O27(x=0.0,0.1,0.2,0.3),通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及矢量网络分析仪考察了钐掺杂量对铁氧体物相组成及其电磁性能的影响。结果表明,当x≤0.1时,得到单一晶型的W型钐铁氧体;x≥0.2时,出现了SmFeO3及Mn2AlO4晶相。另外,在1～18GHz频率范围内测定了样品的电磁参数,发现当Sm3+掺杂量x=0.1时,钐铁氧体的电磁性能达到最优,最大吸收率为-14.4dB,在雷达波频段内吸收率小于-7.5dB。     

钒、氟掺杂对正极材料LiFePO_4/C电化学性能的影响

以FeC_2O_4·2H_2O、NH4H2PO4为原料,蔗糖为有机碳源,通过V5+和F-离子掺杂高温固相法制备LiFe(1-x)VxPO4(1-y)F3y/C(x=0,y=0;x=0.025,y=0;x=0,y=0.01;x=0.025,y=0.01)正极材料。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对材料的结构和形貌进行表征。结果表明:V5+和F-均匀地掺入了LiFePO_4晶格中,材料的晶体结构以及形貌没有发生改变,仍为橄榄石型结构。在充放电电压为2.4~4.2V,对所合成的样品进行电化学性能测试。其中LiFe0.975V0.025(PO4)0.99F0.03正极材料在不同倍率下具有最佳充放电比容量,在0.1、0.2、0.5和1.0C倍率下的首次放电比容量分别为159.3、156.8、153.1和150.9mAh/g不同倍率下经过63次循环后容量保持率为94.73%,展现出良好的倍率循环性能。     

Sm掺杂对Ca3Co4O9+δ基化合物高温热电性能的影响

用溶胶-凝胶法合成了Ca3-xSmxCo4O9+5(x=0,0.15,0.3和0.45)化合物粉体,并用SPS(Spark Plasma Sintering)烧结方法制备出相对密度＞95%的块体材料.研究了Sm掺杂对其高温热电性能的影响.结果表明在Ca位用Sm替代后材料的Seebeck系数和电阻率都增大,热导率降低.当Sm的掺杂量为10%(即x=0.3)时可获得最佳的热电性能,1000K时它的ZT值可达0.3.     

纳米复合n型Bi_2(Te_(0.9)Se_(0.1))_3/(SiC)_y热电材料的微观组织结构与热电性能

以铋粉、碲粉、硒粉以及纳米SiC粉末为原料,采用机械合金化结合放电等离子烧结技术成功制备了n型Bi_2(Te_(0.9)Se_(0.1))_3/(SiC)_y(0≤y≤0.02)纳米复合热电材料,并详细研究了纳米SiC复合量对样品物相组成、微观组织结构以及热电性能的影响。实验结果表明,纳米尺度的SiC颗粒弥散分布在微米尺度的Bi_2(Te_(0.9)Se_(0.1))_3基体中的晶界处,这种纳米复合结构能够显著降低晶格热导率,对热电性能的提高非常有利。Bi_2(Te_(0.9)Se_(0.1))_3/(SiC)_y复合热电材料的电输运特性为n型传导,电阻率和Seebeck系数均随SiC含量的增多而增大,在室温附近仍保持有良好的电输运特性。纳米SiC颗粒弥散分布在晶界位置,可以增加声子散射,显著降低热导率,使得复合有SiC的样品的ZT值相较未掺杂的样品有所提高,在SiC复合量摩尔比y=0.01,T=323K时,Bi_2(Te_(0.9)Se_(0.1))_3/(SiC)_(0.01)成分样品具有最大ZT值,达到0.73。     

静电纺丝法制备Sr1-xLaxFe12-xCoxO19纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶?凝胶过程和静电纺丝技术相结合的方法,制得了PVP/Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0～0.5)复合纳米纤维,经过煅烧处理过程,获得了Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0～0.5)纳米纤维.通过SEM、TEM、XRD和VSM等技术对样品的形貌、物相、结构以及磁性能进行了表征.结果表明,800℃煅烧后的Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0.5)纳米纤维的直径主要分布在80～150 nm;这些纤维在室温下都具有硬磁特性,化学组成对铁氧体的磁性能有着显著的影响,当x≥0.3时,样品中同时出现M型的SrFe12O19、LaFeO3和CoFe2O4;在适当范围内(x≤0.1),La3+-Co2+的掺杂有利于改善锶铁氧体纤维的永磁性能,相应的矫顽力、饱和磁化强度和剩余磁化强度分别为Hc=432.02kA/m,Ms=54.7A.m2/kg,Mr=28.9A.m2/kg,与传统溶胶?凝胶法在相同条件下制得的Sr0.9La0.1Fe11.9Co0.1O19粉体样品相比,磁性能也有显著提高.     

Hiah temoerature thermoelectric oerformance of Ce dooed Ca3Co4o9

利用二次固相反应方法制备了Ce掺杂的Ca3Co4O9热电材料（CexCa3-xCo4O9,x=0、0.1、0.3）,并测试了样品的微观结构和高温热电性能。测试结果表明,Ce替代Ca可有效调制Ca3Co4O9的热电参数;随着温度的升高,样品的电阻率和热导率降低,See-beck系数增大。在973K的温度下,Ce0.1Ca2.9Co4O9具有最高的热电性能（ZT=0.23）。     

碳热还原法合成Mg掺杂LiFePO4/C正极材料及电化学性能研究

利用碳热还原法合成了Li1-xMgxFePO4/C(x=0.00、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1)正极材料,通过XRD、SEM、BET、CV、EIS和恒流充放电实验研究了不同掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明少量Mg的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改善了其电化学性能。其中,Li0.98Mg0.02FePO4/C材料具有更好的电化学性能,0.1C倍率放电时,首次放电容量达到165.2mAh/g,且循环性能良好。另外,对合成材料的红外光谱进行了研究和指认。     

Mn-Co-Zn-Cu-O系NTCR微观结构和电学特性

采用Mn2.3 CO3.7 ZnxCuyO4(x=0、0.03、0.06;y=0、0.05、0.08、0.1、0.2)体系制备负温度系数热敏电阻(NTCR),并通过EDS、SEM、FTIR研究了样品的微观结构和导电机理.结果表明,Mn-Co-O体系通过掺杂ZnO、CuO可以制备低阻高B型NTCR,当x=0.03,y:0...     

含铋层状结构陶瓷CaBi2Nb2O9的A位掺杂改性研究

利用固相反应法合成了Ca1-x(KLa)x/2Bi2Nb2O9(x=0～0.20)(xKLaCBNO)铋层状陶瓷,分析不同KLa掺杂量对CaBi2Nb2O9(CBNO)基陶瓷微观结构、介电、压电及电导性能的影响.XRD分析表明KLa的引入未改变CBNO陶瓷的单相结构.SEM和介电系数温度谱结果分别显示,KLa掺杂量的增加,细化尺寸趋于一致,而居里温度(Tc)从943℃降低至875℃,其峰值介电常数减小、峰值介电损耗增大.当掺杂量x=0.1时,样品的高温电阻率较纯CBNO显著升高,压电系数d33由5.2 pC/N提高到15.8 pC/N,居里温度高达870℃,说明A位(KLa)掺杂改性后的CBNO陶瓷在高温传感器等领域具有潜在的应用前景.     

Ba3(VO4)2:Sm3+荧光粉的熔盐法合成及其温度传感特性

采用熔盐法成功合成了Ba_3-x(VO₄)₂:xSm³⁺(x=0.02～0.16)一系列荧光粉,探讨了合成条件、Sm³⁺掺杂对样品结构和发光性能的影响,并探究了样品的温度传感性能。结果表明：合成样品的适宜反应条件是煅烧温度为900℃、煅烧时间为1 h、原料与熔盐质量比为1∶3,所得样品相纯度和结晶度均较高。样品微观形貌呈片状,厚度约1.5～3 mm。在318 nm激发下,Ba_3-x(VO₄)₂:xSm³⁺的发射光谱中可同时观察到VO₄^3-基团的宽带发射和Sm³⁺的特征发射,样品的发光颜色集中在黄白光区域。随着Sm³⁺掺杂浓度(x)从0.02增大到0.16,Sm³⁺的特征发射峰强度呈现出先升后降的变化趋势,当x=0.10时,发射峰强度达到最高值。导致其浓度猝灭的主要原因是电偶极-电偶极(...     

5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4-xFx的高温固相法制备与表征

通过高温固相法合成了5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4-xFx(x=0、0.025、0.05、0.075和0.1),采用XRD、SEM、电化学阻抗谱(EIS)及充放电测试探讨了煅烧温度与F掺杂量对产品结构与性能的影响。XRD与SEM分析结果表明,产品相纯度、晶粒发育、颗粒形貌大小主要受煅烧温度与F掺杂量的影响。掺杂量x为0.05～0.075,且煅烧温度为850℃时,所制产品为纯尖晶石相,晶粒发育完善,粒径大小适中且分布均匀。电化学测试结果显示,所有样品都表现出较好的循环稳定性,但F掺杂提高了LiNi0.5Mn1.5O4的容量与倍率特性。其中,F掺杂量x=0.05的样品具有最小的膜阻抗和电荷传递阻抗,表现出较高的容量与最佳的高倍率性能,其0.2C放电容量为128.5mAh.g-1,循环40周后其2C容量仍达0.2C容量的93.8%。未掺杂样2C容量只有0.2C容量的71.8%。     

LiSbO3含量对BiMnO3掺杂K0.5Na0.5NbO3陶瓷的结构与压电性能的影响研究

采用传统陶瓷常压烧结工艺制备(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06)无铅压电陶瓷,着重研究了LS的含量对(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS陶瓷相结构和压电性能的影响。结果表明,当x≤0.02时,陶瓷具有单一的正交相结构;当0.03≤x≤0.05时,陶瓷具有正交相与四方相共存的过渡结构;当x=0.06时,陶瓷具有单一的四方相结构。陶瓷的MPB成分范围在0.03≤x≤0.05。随着LS含量的增加,陶瓷材料的d33和kp均先增加后减小,当x=0.05时,均达到最大值,分别为230 pC/N和0.42;陶瓷的To-t和Tc均向低温方向移动;当x=0时,陶瓷的To-t和Tc分别为455和215℃;当x=0.02时,陶瓷的To-t和Tc分别为385和150℃;当x=0.06时,To-t和Tc分别降至370℃和75℃。     

Sn掺杂对Ca_2Si基半导体材料热电性能的影响

采用钽管封装熔炼和热压烧结技术制备了Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0,0.02,0.04,0.06)热电材料。利用X射线衍射(XRD)对样品的物相结构进行了表征,XRD结果表明,Ca_2Si_(1-x)Sn_x块体材料的XRD图谱与Ca_2Si的XRD图谱对应一致,但所有样品中都出现Ca_5Si_3衍射峰。当掺杂量Sn为0.06时,样品Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.06)的XRD图谱中还出现了CaSn3相。在室温下测试了样品的霍尔系数,在300~873K温度范围内研究了Sn掺杂对Ca_2Si电导率和Seebeck系数的影响,随着Sn掺杂浓度的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数则减小。分析了Sn掺杂对Ca_2Si晶格热导率和热导率的影响,Sn掺杂浓度为x=0.02和x=0.04时,晶格热导率减小,从而对热导率有所优化,其中Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.02)的热导率得到明显地改善,在300~873K温度范围内,其热导率都低于Ca_2Si的热导率。在550~873K温度范围内,Ca_2Si_(1-x)Sn_x(x=0.02)表现了较高的ZT值,873K时的最大ZT值为0.22。     

空穴掺杂Sr2FeMoO6的输运性质研究

采用扫描电子显微镜和四探针技术研究了空穴掺杂系列样品Sr2-xKxFeMoO6(0≤x≤0.04)的输运性质。结果表明,空穴掺杂提高了该系列样品的结晶度,使颗粒均匀,空洞变少,晶粒尺寸由未掺杂时的约为2μm变化至掺杂量x=0.04时的约为1μm。四探针输运结果表明该系列样品的金属-绝缘体转变温度(TS-M)由未掺杂时的170K变化至掺杂量x=0.04时的72K。晶粒尺寸、阳离子有序、载流子浓度是影响Sr2-xKxFeMoO6输运性质的重要因素。     

锂离子电池正极材料Li1-xVxCryFe1-yPO4／C的制备及电化学性能的研究

采用高温固相法合成了Li1-xVxCryFe1-yPO4/C(x=0.01、0.02;y=0.01、0.02)锂离子电池正极材料,通过XRD、SEM、C-V和恒电流充放实验研究了不同掺杂量对产物结构和电化学性能的影响.研究表明,少量V和Cr的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改善了它的电化学性.其中,Li0.99V0.01Cr0.02Fe0.98PO4/C材料具有更好的电化学性能,0.1C倍率放电时,首次放电容量达到163.8mAh/g,且循环性能良好.另外,对合成材料的红外光谱进行了研究和指认.