双相质子导体BaCe0.9Y0.1O3-δ/La1.95Ca0.05Ce2O7-δ的制备及性能研究

采用固相反应法成功制备了双相质子导体BaCe0.9Y0.1O3-δ/La1.95Ca0.05Ce2O7-δ(7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7)。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对样品的物相结构、微观形貌进行了表征,对样品在CO2和沸水中的稳定性进行了研究,并应用IM6e型电化学工作站测定了其在空气、氩气、湿润的4%H2/Ar 3种气氛从450～850℃的电导率。实验结果表明,不同比例复合的样品经1500℃烧结后均形成了明显的双相结构且获得了致密的烧结体。随着样品中La1.95Ca0.05Ce2O7-δ比例的增加,其对CO2和沸水的化学稳定性增加。在所研究的各种比例的复合材料中,BaCe0.9Y0.1O3-δ-La1.95Ca0.05Ce2O7-δ(3∶7)具有最高的电导率,850℃时在湿润的4%H2/Ar气氛下的电导率为2.49×10-2S/cm,电导活化能为1.13eV。     

尖晶石型铁氧体CaxZn1-xFe2O4的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备CaxZn1-xFe2O4粉体。用X射线粉末衍射仪(XRD)对样品进行结构表征,随着Ca2+掺杂量的增加,样品出现CaFe2O4的衍射峰。使用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行形貌表征,结果表明样品的形貌呈不规则的颗粒状,且颗粒大小为2μm,并显现出片层堆叠情况。通过对甲基橙进行光催化降解实验,对CaxZn1-xFe2O4粉体的光催化活性进行了研究。结果表明,经过Ca2+掺杂的CaxZn1-xFe2O4样品,光催化活性明显提高。     

Sm2O3掺杂(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3无铅压电陶瓷的制备与性能

采用固相合成法制备了Sm2O3掺杂的(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BCZT)无铅压电陶瓷.借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究.结果表明,Sm2O3的掺杂降低了BCZT无铅压电陶瓷的烧结温度并使居里温度点Tc从85℃提高到95℃.当Sm2O3掺杂量为0.02wt%～0.1wt%时,样品具有典型ABO3型钙钛矿结构.Sm2O3掺杂量为0.02wt%时,所得陶瓷样品具有最优综合电性能,其压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、介电损耗tanδ和介电常数εr分别为590 pC/N、0.52、43、1.3%和3372.     

Eu2+、Dy3+、Li+共掺杂CaSi2O2N2荧光粉的发光性能

采用高温固相反应法制备了一系列白光LED用CaSi2O2N2:0.05Eu2+,xDy3+,xLi+(0≤x≤0.03)荧光粉.利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Dy3+和Li+离子的掺入没有改变CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的主晶相.利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现所有样品的激发光谱均覆盖了从近紫外到蓝光的较宽范围,400 nm激发下得到的发射光谱为宽波段的单峰,峰值位于545 nm左右,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的.Dy3+离子掺杂可以提高CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的发光强度,Dy3+与Li+共掺杂可进一步提高荧光粉的发光强度,当Dy3+和Li+的掺杂量为1mol%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺杂Eu2+的荧光粉发光强度的157%.     

红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+的制备及发光特性

通过高温固相方法合成了红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+,研究了Pr3+掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca3Y2Si3O12。通过分析荧光光谱,发现Ca3Y2Si3O12∶Pr3+硅酸盐荧光粉的有效激发范围可以在430~490nm范围内,并发射红光。在445nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于610nm(3P0→3 H6)和644nm(3P0→3F2),其中610nm处峰值最大。通过改变Pr3+掺杂浓度,发现荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Pr3+掺杂量x(Pr3+)为2.0%,超过最佳掺杂浓度表现为由离子间的相互作用导致的浓度淬灭。该荧光粉色温为2261℃。通过观察助熔剂的助熔效果,发现最佳的助熔剂H3BO3添加量为2.0%。     

(Ba1-xCax)(Ti0.82Zr（0.18）)O3陶瓷结构与介电性能研究

采用固相反应法制备了(Ba1-xCax)(Ti0.82Zr0.18)O3(BCZT,0≤x≤0.26)陶瓷,研究了Ca2+掺杂对BCZT陶瓷微观结构和介电性能的影响.结果表明:当Ca2+掺杂量为0.16时,BCZT陶瓷出现第二相CaTiO3,其四方率c/a随Ca2+掺杂量的增加先减小再增大,当Ca2+掺杂量为0.06时达到最小值1.00276.通过容差因子和晶格参数的计算确认了Ca2+已进入到A位;随Ca2+掺杂量的增加,晶粒得到细化,居里温度向低温方向移动,介电峰被压低并展宽,且逐渐呈现铁电弥散性.     

Ca10K（PO4）7:Eu3+红色荧光粉的制备及其发光性质

高温固相法合成了Ca10-xK(PO4)7:xEu3+(x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14和0.16)的红色荧光粉。X射线衍射表明,样品具有标准的Ca10K(PO4)7六角晶体结构,且无第二相存在。在393nm的波长激发下,样品获得由Eu3+的4f-4f跃迁产生红光发射,其中以613nm附近的5 D0→7F2电偶极跃迁发射为最强。通过调节Eu3+的掺杂浓度,获得了色坐标与商业化Y2O2S:Eu3+荧光粉十分接近的接近纯色的红色荧光粉。Ca10K(PO4)7:Eu3+是一种可望应用于紫外激发的白光LED的红色荧光粉。     

白光LED用Sr3-x-yMySiO5:Eux2+系列发光材料性能的研究

采用高温固相法合成白光LED用Sr3-x-yMySiO5:Eu2x+(M=mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+等)发光材料,优化荧光粉的合成条件,测定样品的光谱数据,寻找Eu2+和Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+等的最佳掺杂量,使其在460nm蓝光激发下得到最优的光谱性能。     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积＞20 m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0.6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率＞50 S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Bi系Co基氧化物热电材料制备及结构替代研究

采用常压固相烧结法制备Bi2SrCaCo2Oδ和Bi2Ca2Co2Oδ氧化物热电材料,研究Sr、Ca位替代或掺杂对陶瓷材料制备条件、晶体结构和电学性能的影响.通过XRD、SEM、EDS等表征技术及标准四探针法研究了烧结温度和晶体结构参数对陶瓷物相、显微组织形貌和电学性能的影响.结果表明同族元素Ca、Sr的互相替代,Bi...     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.     

Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7陶瓷结构、介电性能与结晶化学特性

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7(0≤x≤0.50,BCZN)陶瓷,研究Ca2+替代Bi3+对Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷烧结特性、显微结构、介电性能和结晶化学特性的影响.结果表明:替代量x≤0.25 mol时,样品为单一的α-BZN相.随着Ca2+替代量增加,样品最佳烧结温度从1000℃升高到1020℃;致密度从7.011 g/cm3减小到6.353 g/cm3;样品晶粒尺寸、晶格常数、电阻率均减小;结晶化学参数键价和,AV(O’)[Bi4]、AV(O’)[Bi3Zn]、AV(O’)[Bi2Zn2]和AV(O’)[Ca3Zn]均增大,且该行为与其晶格常数、介电性能变化相吻合.     

稀土Y元素掺杂对PrBaCo2O5+δ陶瓷热电性能影响

利用传统陶瓷烧结工艺制备出不同浓度稀土Y元素掺杂PrBaCo₂O_5+δ氧化物热电陶瓷,采用XRD和热电材料性能测试系统等设备研究了稀土Y元素掺杂对PrBaCo₂O₅氧化物热电陶瓷晶体结构、热电性能的影响。测试结果表明：Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷均为双层钙钛矿结构,没有形成新的杂相;在测试温度范围内,Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ(x=0,0.25,0.5,0.75)热电陶瓷的Seebeck系数均为正值,表明该材料导电载流子为以空穴,为p型半导体;稀土Y元素掺杂可以明显提高Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷的电导率,与电导率相反,稀土元素Y掺杂的导致Pr_1-xY_xBaCo     

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)。     

Mn2+掺杂对V2O5纳米材料结构与电化学性能的影响

以V2O5粉末、H2O2和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用水热法制备了纳米结构的锂离子电池阴极材料Mnx V2O5。运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电镜(SEM)测试对制备的材料进行结构和形貌表征,并利用充放电测试和交流阻抗测试研究了样品的电化学性能。结果表明:随着锰掺杂量的增加,V2O5的正交晶型层状结构未发生改变,其层间距逐渐扩大,形貌由纳米短棒状向纳米带簇状变化。电化学测试表明:Mn2+掺杂提高了V2O5的电化学性能,其首次充放电效率由70.8%提高到90%以上;Mn0.01V2O5经过90次充放电循环后,其容量仍为192.2 mAh/g。Mn2+掺杂对V2O5电极材料的离子电导率有影响,Mn0.02V2O5离子电导率由未掺杂时的6.27×10-4S/cm提高到1.58×10-3S/cm。     

Zn2+、Cr3+掺杂对水热合成纳米CoAl2O4尖晶石色料的影响

以CoCl2·6H2O、ZnCl2、AlCl3和CrCl3·6H2O为原料,采用水热法合成了CoAl2O4(AB2O4)尖晶石型纳米钴蓝色料.采用色度分析、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及高分辨透射电镜(HRTEM)等研究了A位掺杂Zn2+和B位掺杂Cr3+时不同掺杂量以及不同水热合成温度对样品呈色、晶相组成及CoAl2O4尖晶石的晶粒大小、发育程度和晶面间距的影响.结果表明,掺杂Zn2+、Cr3+所得固溶体型钴蓝色料晶粒发育均不完整,颗粒较于相同水热条件下获得的未掺杂样品更细小.A位掺杂Zn2+可降低CoAl2O4色料的合成温度,在230℃便能制得呈色较佳的Co0.95Zn0.05Al2O4钴蓝色料.随着Zn2+掺杂量的增加,合成产物由蓝色转为绿色,且呈色逐渐变浅.B位Cr3+掺杂则随着掺杂量的增加,产物从蓝色逐步转为绿色,但呈色逐渐变深.就两者相比较,A位掺杂Zn2+更有利于色料明度值的提高而呈色鲜亮.     

W型铁氧体BaCoZnRe0.1Fe15.9O27的制备及吸波性能研究

为研究稀土掺杂W型铁氧体材料的吸波性能,实验用溶胶-凝胶法制备了W型铁氧体BaCoZnRe0.1Fe15.9O27(Re=Ce、La、Nd),研究了Re3+掺杂对W型铁氧体性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等分析其物相组成、形貌、磁性能和微波吸收性能.结果表明:制得的Re3+掺杂W型铁氧体为六角片状结构,呈顺磁性;当样品BaCoZnFe16O27中掺杂Re3+离子后,样品的晶粒尺寸变小,ε’减小,ε″增加,磁性能增强;BaCoZnNd0.1Fe15.9O27样品的饱和磁化强度(M s)值最大,其tanδ在10.1 GHz处达到最大值0.58,吸波性能在2~13 GHz内最好.     

RBaCo2O5+δ陶瓷的氧阻性能研究（英文）

用固相反应法制备了RBaCo2O5+δ(R=Y、Dy、Gd、Pr、Nd、Sm和Eu)系列陶瓷.用标准四探针法测量了它们从室温到600℃之间的电阻率变化.在温度较低时,它们的电阻率都随着温度的升高而减小,显示为半导体特征.当电阻率在某一温度达到最大值后,电阻率开始随着温度升高而缓慢增加,显示为半金属特征.进一步研究了RBaCo2O5+δ系列陶瓷在高温恒温时的电阻率随着环境气氛的变化情况.结果表明RBaCo2O5+δ陶瓷是一类潜在的氧阻传感器材料,并且它们的响应速率从快到慢顺序是YBaCo2O5+δ>DyBaCo2O5+δ>GdBaCo2O5+δ>PrBaCo2O5+δ>NdBaCo2O5+δ>SmBaCo2O5+δ>EuBaCo2O5+δ.以YBaCo2O5+δ陶瓷为例,在700℃恒温时,当从氧气氛切换到氮气氛时,由于晶格中氧的脱附导致电阻率先是快速上升,然后缓慢上升,并在90 s内达到最大平衡值.反之,当从氮气氛切换为氧气氛时,由于氧的吸附,电阻率迅速降低,约30 s内达到最小平衡值.     

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。