Na/Se掺杂p-型AgSbTe2化合物热电性能研究

采用熔融-淬火-放电等离子烧结方法制备了两种不同掺杂方式的Na单掺和Na/Se共掺p型AgSbTe2多晶块体材料(Ⅰ:掺杂元素以过量形式添加AgNa0.01SbTe2,AgNa0.01SbTe2Se0.04;Ⅱ:掺杂元素以置换对应元素形式添加Ag0.99Na0.01SbTe2,Ag0.99Na0.01SbTe1.96Se0.04).研究了Na单掺、Na/Se共掺及不同掺杂方式对材料电、热输运性能的影响规律.通过比较不同掺杂方式样品的电、热传输性能确定了最佳的Na/Se掺杂方式:Na置换Ag,Se置换Te并结合适当的Se过量加入.由于Na掺杂对Seebeck系数的提高及Se掺杂对电导率和热导率的优化,Ag0.99Na0.01SbTe1.96Se0.04化合物ZT最大值在620 K达到1.4,较未掺杂AgSbTe2化合物提高约17%.     

Ca_(2.7)M_(0.3)Co_4O_9(M=Ag~+,Sr~(2+),Yb~(3+))热电陶瓷的制备及电运输性能

采用溶胶-凝胶法制备Ca2.7M0.3Co4O9(M=Ag+,Sr2+,Yb3+)系列陶瓷样品,通过XRD和SEM对样品结构进行表征,考察了掺杂对材料电阻率和Seebeck系数的影响。陶瓷样品XRD图呈现出尖锐的(00l)相,且断面形貌呈片层状,说明压片烧结使样品内部晶粒择优取向,形成高度织构。Ag+掺杂使电阻率略有下降。Sr2+掺杂使电阻率明显降低,提高了功率因子在850K时达到2.62×10-4W/(m-1.K-2)。Yb3+掺杂使Seebeck系数明显提高,但同时也增加了电阻率。因此,在相同掺杂量下,Ca2.7Sr0.3Co4O9为优化载流子(空穴)浓度的最佳值。     

Ag(TCNQ)纳米线的制备和场发射性能研究

采用气-液-固反应方法在硅片上制备了取向金属有机配合物Ag(TCNQ)纳米线.样品的XRD特征峰与Ag(TCNQ)相对应;SEM形貌显示纳米线几乎垂直基片生长,直径在50～300nm,长度在2～50μm.初步对其场发射性能进行了研究,所得Ag(TCNQ)纳米线的最低场发射开启电压约为1.5Vμm-1,最大发射电流密度约为0.03mAcm-2,此时对应的电场约为2.5Vpm-1.由测量所得I-Ⅴ曲线得到的FoWler-Nordheim(F-N)曲线近似为一条直线,说明样品具有场发射性能.重复实验表明,Ag(TCNQ)纳米线的场发射具有一定的稳定性.结合纳米线制备工艺,初步分析了场发射性能的影响因素.     

(LaMn_(0.8)Al_(0.2)O_3)_(1-x)(Al_2O_3)_x(0.05≤x≤0.2)NTC热敏陶瓷材料制备及电性能研究

采用氧化物固相法制备(LaMn0.8Al0.2O3)1-x(Al2O3)x(0.05≤x≤0.2)系列负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)热敏陶瓷材料。利用热重-差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、阻温特性以及老化性能测试等手段,确定了材料粉体最佳煅烧温度,表征了陶瓷体物相、形貌、元素含量、电学性能、稳定性与Al2O3含量的关系。结果表明:(LaMn0.8Al0.2O3)1-x(Al2O3)x(0.05≤x≤0.2)系列热敏陶瓷材料电阻率随着Al2O3含量增加显著增大,但材料常数B值增加平缓。当x=0.15时,该陶瓷材料呈现出低B(2816.44 K)、高阻(11893.89?·cm)的优良电学特性。热敏电阻经125℃老化500 h,阻值漂移(ΔR/R)均小于0.94%。     

Ag_2Te掺杂对p型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的影响

采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术(SPS)制备得到了(Ag2Te)x(Bi0.5Sb1.5Te3)1-x(x=0,0.025,0.05,0.1)系列样品,性能测试表明,Ag2Te的掺入可以显著改变材料的热电性能变化趋势,掺杂样品在温度为450~550K范围内具有较未掺杂样品更优的热电性能.适当量的Ag2Te掺入能够有效地提高材料的声子散射,降低材料的热导率.在测试温度范围内,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95具有最低的晶格热导,室温至575K范围内保持在0.2~0.3W/(m·K)之间,在575K时,(Ag2Te)0.05(Bi0.5Sb1.5Te3)0.95试样具有最大热电优值ZT=0.84,相较于未掺杂样品提高了约20%.     

Ag_(0.8)Pb_mSbTe_(m+2)热电材料的快速热压法制备及性能表征

采用真空封管熔炼法成功制备N型Ag0.8PbmSbTem+2(m=12,14,16,18)合金粉体材料,经过高能球磨使合金粉末粒度达到微米量级。利用快速热压烧结工艺,在673K,压力为20MPa下,烧结30min,制备块体热电材料。研究快速热压和m值的变化对材料的结构和热电性能的影响。当m=16时,在348K材料Seebeck系数达到最大值-634μV/K。当m=18时,在548K功率因子达到最大值7.5×10-4W/(m·K2)。     

固相法合成Ag(Nb0.8Ta0.2)O3的研究

以不同固相合成工艺制备了Ag（Nb0．8Ta0．2）O3粉末，并对其压片烧结后样品的XRD和SEM图进行了分析，对成瓷性较好的样品的介电性能进行了测试．结果表明：不同工艺均可合成具有钙钛矿结构的Ag（Nb0.8Ta0．2）O3（ANT）样品，但对样品成瓷性影响很大．通过先将Nb2O5、Ta2O5在1200℃煅烧，然后再同Ag2O反应生成Ag（Nb0．8Ta0．2）O3的合成工艺，在较低的烧结温度下，就可烧制成粒径均匀、致密的陶瓷，相比其他工艺合成的样品，其介电常数（ε）得到了提高，介电损耗（tanδ）变小，为最佳合成工艺．     

La0.67Ba0.33MnO3中Ag的掺杂效应

在溶胶-凝胶法制备的La0.67 Ba0.33 MnO3(LBMO)微粉中掺入Ag2O粉,制成一系列(LBMO)／(Ag2O)x／2(x=0～0．35,为摩尔比)掺杂材料,实验结果发现Ag掺杂可明显降低材料的电阻率。当掺Ag量为x=0．25时,样品的电阻率达到最低值。同时在居里点附近,样品的峰值磁电阻得到显著增强。微量的Ag掺杂有助于提高样品的自旋相关隧穿磁电阻,使低场磁电阻得到显著增强。     

(Ba-Pb)TiO_3固溶体为基的PTCR材料及其微观结构

在(Ba—Pb)TiO_3固溶体系统中采用混合氧化物工艺制备了铁电相变温度为300℃的 PTCR 材料,其性能为:室温电阻率10~4Ω·cm;电阻率在300℃附近突变10~3;体积密度6.45g/cm~3(～94%)。通过对样品的扫描电镜观察,研究了在该系统中材料的化学组成(添加物)、微观结构和宏观电性能之间的一些关系。过量 BaO、Al_2O_3和 SiO_2是本系统的有用添加物,因为它们能使材料的微观结构比较精细;Mn~(2+)起了受主杂质的作用,它能增加材料的电阻率和电阻率～温度曲线的斜率,但是有时它会促进晶粒生长;过量 TiO_2在本系统中并不适宜,因为会产生粗晶的微观结构。本实验结果清楚地表明,样品的 PTCR 性能与它们的微观结构密切相关。     

高密度锂离子正极材料前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2的制备

采用二次干燥的化学共沉淀法制备出了高密度锂离子正极材料前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,研究了反应物浓度、反应温度、滤饼含水量、以及烘干方式等因素对振实密度的影响.实验结果表明:反应温度保持50℃,NiSO4浓度为1.66mol/L,并且控制一定的滤饼含水量,可得到振实密度为2.23g/cm3的非球形Ni0.8Co0.2(OH)2粉末.XRD分析表明,采用该法所制备的一系列Ni0.8Co0.2(OH)2均为六方层状的β型结构,并且晶体结构规整.充放电测试表明以此高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2与LiNO3反应制得的LiNi0.8Co0.2O2材料具有良好的电化学性能.     

稀土氧化物Eu_2O_3掺杂对CaCu_3 Ti_4O_(12)陶瓷微结构及介电特性的影响

以稀土氧化物Eu_2O_3为添加剂,采用固相反应法制备了不同掺杂比例(质量比:x=0,0.2%,0.5%,1%)的CCTO陶瓷样品,利用SEM、XRD、4294A型高精密阻抗分析仪等测试手段对样品的微观结构、介电性能和交流电阻率进行了测试分析.掺杂之后样品的晶格结构并未发生改变,但是样品内部相对晶相含量和晶粒平均尺寸减小,同时掺杂阻碍了样品内部晶界处富铜相的生成;纯CCTO的XRD图谱中分别出现了CuO、TiO_2和CaCO_3杂相,掺杂样品的图谱中并未出现上述杂相;样品的介电性能与相同组分材料内部的相对晶相含量,晶粒平均尺寸和晶界处富铜相有很大关系.Eu_2O_3掺杂提高了样品介电性能的频率和温度稳定性.当掺杂量为0.2%和0.5%时,样品的介电性能得到较好改善效果.样品在低频40Hz和高频3.5MHz的交流电阻率测量结果很好的验证了Eu_2O_3掺杂导致的微结构变化对样品介电性能的影响.     

Mn掺杂Ni(OH)2的合成及电化学性能研究

本工作采用缓冲溶液法制备Mn掺杂Ni(OH)₂(Ni_1-xMn_x(OH)₂, x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4), X射线衍射测试表明样品主要是β相, 有少量Mn₃O₄杂相; 循环伏安测试表明, x=0.2的材料还原峰积分面积最大、还原分支的峰电流最高; 恒流充放电测试表明, 在100 mA/g电流密度下, Ni_0.8Mn_0.2(OH)₂放电比容量最高, 其第20次循环放电比容量为271.8 mAh/g, 同等条件测试的商用β-Ni(OH)₂放电比容量为253.6 mAh/g; 在300、500 mA/g电流密度下, Ni_0.8Mn_0.2(OH)₂放电比容量仍保持最高, 分别为294.7、291.5 mAh/g, 而且Mn掺杂Ni(OH)₂的循环稳定性也优于商用β-Ni(OH)₂。Mn掺杂可改善镍电极的循环稳定性、降低镍电极成本, 具有广阔的应用前景。     

组合法制备Pb(ZrxTi1-x)O3铁电薄膜及性能研究

为了系统地探讨Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)薄膜组成-结构-性能之间的规律,在室温和无蒸馏回流条件下,利用配制的前驱溶液PT(Pb和Ti的金属有机物溶液)和PZ(Pb和Zr的金属有机物溶液)及组合化学法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上简单快捷地制备了一系列Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜.XRD分析表明,薄膜具有钙钛矿结构,择优取向为(111),晶格参数变化规律与传统方法制备的PZT薄膜的结果一致.x=0.3的前驱体在200℃附近出现特殊的热分解现象.XPS测试结果证实薄膜成分基本符合理论值,SEM结果显示薄膜界面清晰,与基片接触良好,厚度在450 nm左右.电滞回线测试表明,富钛区样品剩余极化与矫顽场都较大;近准同型相界附近样品具有良好的铁电性,剩余极化较大且矫顽场较小;富锆区样品剩余极化与矫顽场较小,出现反铁电特征.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Mn_(0.4)Co_(0.2)O_2的草酸共沉淀合成

以NiSO_4·6H_2O、MnSO_4·H_2O、Co(NO_3)_3·6H_2O和LiNO_3为原料,通过草酸共沉淀法合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Mn_(0.4) Co_(0.2)O_2。采用SEM、XRD和充放电试验对合成样品进行了表征。研究了合成温度、合成时间以及锂过量对合成产物结构的影响。实验结果表明,采用草酸共沉淀法合成LiNi_(0.4)Mn_(0.4)Co(0.2)O_2的最佳条件为:将共沉淀合成的掺钴Ni-Mn复合草酸盐与LiNO_3的混合物于850℃煅烧20h,锂过量10%(摩尔分数)。合成的LiNi_(0.4)Mn_(0.4)Co(0.2)O_2具有α-NaFeO_2型层状结构和良好的电化学性能,在2.5～4.35V的首次放电比容量达到158.7mAh/g,经20次循环后放电比容量稳定在145mAh/g左右。     

玻璃基Pt/Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3/ITO电容器的结构及物理性能研究

采用溶胶-凝胶方法在玻璃基ITO电极上制备了Pt/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT)/ITO电容器.采用X射线衍射仪、铁电测试仪、分光光度计对其微观结构、电学性能及光学性能进行了测量.结果表明PZT薄膜结晶良好,具有(101)高度择优取向.铁电电容器具有良好的保持特性和抗疲劳特性,具有较大的剩余极化强度和电阻率,5V电压下的剩余极化强度和电阻率分别为41.7μC/cm2和2.5×109Ω.cm;漏电流测量结果表明电压小于0.8V时为欧姆导电机制,当电压大于0.8V时,漏电流满足肖特基发射机制.光学透射谱结果表明在短波范围内,PZT表现出强吸收作用;在长波范围内,PZT表现为强透射,最大透射率达到95%.     

非正分钙钛矿锰氧化物(La0.8 Sr0.2)1-xMnO3的电磁特性

报道了A位缺位的钙钛矿锰氧化物(La0.8Sr0.2)1-xMnO3(0≤x≤0.30)多晶样品的相结构、磁性和磁电阻效应.实验表明,当x≥0.20时,化合物主要由磁性钙钛矿相和非磁性Mn3O4相所组成.它们的电阻率随温度的变化曲线均具有双峰特征,高温侧的电阻率峰出现在钙钛矿相的居里温度附近,低温侧的电阻率宽峰则是金属导电性的钙钛矿晶粒和高电阻率的半导体或绝缘体导电性的晶界或相界共同作用的结果.样品的零场电阻率ρ0随着A位缺位量x的增大而增大.适当改变x值,可以改善磁电阻比的温度稳定性.当x=0.30时,化合物磁电阻比MR在一个相对宽的温度范围内(175～328K)基本上保持不变,即MR=(9.1±0.5)%.     

低温共熔盐法制备LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的结构与电化学性能

低温共熔盐0.434LiNO3-0.266LiOH·H2O-0.3CH3COOLi·2H2O在80～90℃范围实现很好的熔融态。采用这种低温共熔盐制备出了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,XRD检测显示材料结晶度高,具有规整的层状α-NaFeO2结构,SEM扫描显示样品形貌均一,颗粒大小均匀。充放电测试表明,材料具有良好的电化学性能,在2.8～4.3V电压范围0.2C首次放电比容量为174.1mAh/g,循环20次后容量保留95%。     

高性能无铅压电材料Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x-(Ba0.7Ca0.3)TiO3单晶和薄膜的制备

具有三相点准同型相界附近成分的Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅压电材料,具有优异的铁电、压电性能,作为一种具有潜在应用前景的无铅压电材料得到广泛关注。利用溶胶-凝胶法制备了该成分的薄膜以及尝试了利用浮区单晶炉的单晶生长工艺。利用XRD对薄膜和生长的晶体样品进行了物相鉴定;用AFM表征了薄膜的表面形貌;用TFAnalyz-er2000HS铁电测试系统测试了其电滞回线;还分析了气氛对晶体生长和紫外-可见透过光谱的影响。     

单根Ag(TCNQ)微/纳米结构的光致变色特性研究

利用溶液化学反应法制备了准一维微/纳米结构的金属有机配合物Ag(TCNQ);X射线衍射(XRD)表明所制备的Ag(TCNQ)为晶态结构;扫描电子显微镜(SEM)的观察表明Ag(TCNQ)为准一维的微/纳米管或线.首先在自行研制的材料光学性能测试系统上对单根Ag(TCNQ)的光致变色特性进行测试,激光照射后颜色由深蓝变黄;然后利用显微Raman光谱仪对其光致变色机理进行了研究,激光照射后的光谱图中出现了明显的TCNQ分子的特征中性峰.如照射时间较长,超过30s,则TCNQ分子特征峰又消失.因此Raman测试结果证明单根Ag(TCNQ)微/纳米结构具有明显可逆的光致变色特性.     

(Pb1-xSrx)TiO3系铁电陶瓷介电特性的测试分析

采用常规陶瓷工艺掺杂不同含量的分析纯SiO2和La2O3,在不同烧结温度下, 制备了系列(Pb1-xSrx)TiO3(简称PST)铁电陶瓷.对所制备的PST铁电陶瓷的介电特性进行了测试分析.1250℃烧结温度较1200℃烧结温度下样品在居里点处的温度系数α有所提高,介电常数ε略高(均在103量级),介电损耗D略有降低.随着工作频率的增加,样品介电常数有较明显的下降,介电损耗D略有增加.