溶胶-凝胶法制备热敏锰锌铁氧体及其磁性研究

采用以硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁以及柠檬酸为原料的溶胶-凝胶方法制备热敏锰锌铁氧体.在900℃煅烧,得到锰锌铁氧体的粉体.将粉体压成环形样品,在平衡气氛下,1350℃烧结.采用扫描电镜(SEM)分析锰锌铁氧体烧结体的显微结构;用HP4192,测量从室温到150℃的烧结体的磁导率.结果表明在800℃热处理,得到尖晶石结构的锰锌铁氧体粉体.在平衡气氛下,1300℃烧结2 h,得到尖晶石结构的锰锌铁氧体烧结体.扫描电镜(SEM)图谱显示烧结体显微结构致密,晶粒平均尺寸大约在5-10μm锰锌热敏铁氧体的磁导率μi在居里温度附近发生突变,说明锰锌热敏铁氧体的磁性由铁磁相转变为顺磁相在铁离子含量不变的条件下,随着锌离子含量(Zn2 )的增加,锰离子含量(Mn2 )的减少,锰锌热敏铁氧体的居里温度降低;锰锌热敏铁氧体的磁导率μi,随着锌离子含量(Zn2 )的增加而降低.     

室温固相反应法制备Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)负温度系数热敏电阻

以Mn(CH3COO)2·4H2O,Ni(CH3COO)2·4H2O,Co(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,采用室温固相反应法制备出镍锰钴草酸盐前驱体,将该前驱体在850℃煅烧2 h得到尖晶石相Ni0 66Mn2.34xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体.用XRD,TGA,SEM,沉降式粒度分析仪和热膨胀仪对镍锰钴草酸盐前驱体与Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体进行了表征.结果表明,由室温固相反应法得到的草酸盐前驱体是单相的镍锰钴复合草酸盐在850℃煅烧2 h得到镍锰钴氧化物为纯尖晶石相,粉体颗粒为球形,团聚较少,粒径均匀,平均粒径约为0.2μm,有较好的烧结活性,是制备热敏陶瓷材料的理想粉体.     

聚丙烯酸络合法制备掺铝锰酸锂纳米粉体

采用溶胶-凝胶法并结合热处理工艺制备掺铝锰酸锂粉体,利用热重-差热分析、X射线衍射、透射电镜等方法对前驱体的热分解行为、粉体的结构及形貌进行表征.结果表明:直接以聚丙烯酸(PAA)为螫合剂合成了稳定的溶胶和凝胶,经750℃热处理后获得了粒径分布均匀、无团聚的尖晶石LiAlgMn2-xO4纳米粉体.随热处理温度升高,LiAl2Mn2-xO4纳米粉体的品粒尺寸不断增大,尖晶石型结构愈趋完整.掺杂少量铝并没有改变锰酸锂的尖晶石结构,但明显增强了结构稳定性,有助于改善电化学性能.     

PAA络合法制备掺Co锰酸锂纳米粉体

采用PAA络合法并结合热处理技术制备了尖晶石结构的LiCo0.1Mn1.9O4纳米粉体,并考察了前驱体的热分解行为、粉体的结构、形貌及电化学性能。结果表明:随着烧结温度的升高,LiCo0.1Mn1.9O4粉体的颗粒尺寸略有增大,尖晶石型结构越来越完整。在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.4 V时,在700℃烧结8 h得到性能较好的LiCo0.1Mn1.9O4粉体,首次放电比容量达124 mAh/g,稳定放电比容量大于110 mAh/g。     

溶胶-凝胶法制备LiCoxMn2-xO4及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了颗粒较小(100～300nm)、分布均匀的尖晶石LiCoxMn2-xO4粉体,研究了不同掺杂水平对其结构及电化学性能的影响.结果表明,掺杂少量Co于LiMn2O4中并不改变材料的尖晶石结构;随着Co掺杂量增加,材料结构稳定性提高,极化降低,首次放电比容量逐渐减小,但充放电循环性能却明显改善;在低温(500℃)条件下退火6h后,LiCoxMn2-xO4粉体的放电比容量稍有增加,但对循环性能影响不大;在电流密度0.1mA/cm2和截止电压3.5～4.4V时,LiCo0.1Mn1.9O4粉体首次放电比容量达123mAh/g,20次循环后的稳定放电比容量为106mAh/g,具有较好的电化学性能.     

螯合剂量和锂锰比对尖晶石LiMn2O4性能的影响

考察了螯合剂量和Li与Mn的摩尔比对尖晶石LiMn2O4结构和电化学性能的影响.结果表明:直接以PAA为螯合剂,以LiNO3和Mn(NO3)2为锂源和锰源,采用溶胶一凝胶技术合成了无杂相、分散性好、尖晶石结构完整的LiMn2O4粉体.前驱体干凝胶在烧结450℃时开始逐步形成尖晶石LiMn2O4结构.随着PAA量减少,尖晶石结构峰越来越明显;当Li与Mn的摩尔比为1.06:2,且PAA与总金属离子摩尔比为0.3:1时,PAA燃烧所放出的热量,既能满足结晶所需要的热量,又可避免杂相Mn2O3的出现;在电流密度0.1 mA/cm2,截止电压3.5～4.3V测试条件下,该材料循环性能稳定,有望成为高性能锂离子电池正极材料.     

新型(FeCoCrMnCuZn)3O4高熵氧化物的制备及表征

采用简易的固相反应法制备了(FeCoCrMnCuZn)_3O_4高熵氧化物粉体,采用XRD、SEM、TEM、XPS等方法对其进行表征。结果表明,随着煅烧温度的升高,Fe_2O_3、Cr_2O_3、MnO_2、CuO和ZnO相继固溶进尖晶石结构中;最终,在800℃煅烧2 h可得到单一尖晶石结构(面心立方,Fd-3m)的(FeCoCrMnCuZn)_3O_4氧化物,且各元素在晶粒内分布均匀,为典型的高熵氧化物特征。对合成的高熵氧化物(FeCoCrMnCuZn)_3O_4粉体进行电化学性能分析发现,当电流密度为1 A/g时,质量比电容为152.9 F/g。     

Pechini法制备FeMnNiO4负温度系数热敏电阻

采用Pechini方法合成了FeMnNiO4负温度系数(NTC)的复合氧化物,所制备的粉体在700℃时便可以完全转化为尖晶石相.合成的粉体有很高的烧结活性,在1 150℃即可烧结致密.通过改变制备过程中乙二醇的含量可以调整粒径的大小和烧结体中的NiO相的含量,从而调控NTC热敏电阻的电学性能.     

复合锰源前驱体制备的尖晶石锰酸锂的结构与性能

以复合锰氧化物为锰源前驱体,采用多段高温热处理工艺合成了尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试等研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:随着类球形Mn3O4组分在复合锰源前驱体中的占比提高,合成的尖晶石锰酸锂的晶格常数增大,晶胞体积变大...     

机械活化-湿化学合成LiMn2O4的组成、结构与表征

以MnO2和LiOH·H2O为原料,采用机械活化与湿化学集成的方法,在水溶液中直接合成了结晶态的尖晶石锂锰氧化物.当锂含量介于3.78%～4.35%之间时,所得锂锰氧化物为纳米级球形粉末,以尖晶石结构为主,含极少量的Mn3O4杂相;在300～800℃温度范围内热处理后,Mn3O4杂相消失,尖晶石结构更趋完善.所合成的含锂5.80%的高锂样品则以LiMnO2层状结构为主,含少量Mn3O4杂相,其SEM形貌为片状;在300～700℃下热处理8 h后,层状LiMnO2转变成尖晶石LiMn2O4,Mn3O4杂相峰明显减弱并随热处理温度的升高而消失;当温度升高至700～800℃时,开始出现缺锂的Li1-xMn2O4相.结果表明:该法制备锂锰氧化物可实现锂、锰、氧在原子级水平的均匀混合,所得产物的热稳定性能良好,其化学计量组成与结构易于调整和控制.     

锂离子电池正极材料LiNixMn2-xO4的制备和电化学性能研究

采用固相反应和湿化学两种方法合成了材料LiNixMn2-xO4含Ni量影响材料在4．7V高电压区间的容量，用固相反应法制备的LiNi0.5Mn1.5O4中含有杂相物质，首次放电容量可以达到118mAh／g，其中高电压区的容量为100mAh／g，循环50次的容量保持率为97％。用湿化学法可以得到纯相的LiNi0.5Mn1.5O4，首次放电容量为140mAh／g，其中高电压区的容量为125mAh／g，循环50次后，容量仍能达到133mAh／g，容量保持率为95％。XPS检测结果表明，湿化学法制备的LiNi0.5Mn1.5O4中Mn为＋4价，Ni为＋2价。     

Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金均匀化退火过程中Mg、Mn元素显微偏析的DICTRA 模拟

基于DICTRA动力学软件的MOB2和Al基数据库对 Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金在470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的显微偏析情况进行了模拟计算。采用了模拟结果与显微组织观察相结合的方法,并使用偏析因子来评价470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的偏析程度。在470℃不同退火时间Mg和Mn元素的偏析因子有如下变化：退火8.3小时后,Mg的偏析因子约为0.94,接近1.0,而Mn的偏析因子在0.78~1.3之间；在退火11.1小时后,Mg的偏析因子约为1.0,表示Mg的浓度基本扩散均匀,而Mn的偏析因子依然在0.78~1.3之间；退火27.8小时以后,Mn的偏析因子为0.8~1.3,与11.1小时相比只有微小的变化。根据计算结果,Mg引起的微观偏析可通过均匀化退火消除,470oC下最少退火时间为11.1小时；而Mn引起的微观偏析即使是470oC下退火保温时间为27.8 ~30小时依然不能消除。这为Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金退火工艺的选择提供了参考。     

Synthesis and electrochemical properties of Th-doped LiMn2O4 powders for lithium-ion batteries

To improve the cycle performance of eco-friendly and cost-effective spinel LiMN2O4 as the Li secondary batteries, the Th-doped LiThxMn1-xO4 spinel powers were synthesized by solid-state method. The starting materials, Li2CO3,MnO2 and Th(NO3)4·4H2O, were mixed uniformly using a traditional ball milling, which resulted in a uniform particle size distribution in the mixed powers. Tests of X-ray diffraction, SEM, impedance spectra and charge-discharge were carried out for LiThxMn1-xO4 cathode materials. Results show that the synthesized LiTh0.01Mn1.99O4 material exhibits standard spinel structure, regular particle morphology and excellent property of charge-discharge for big current. The capacity retention of the material modified by doping Th is more than 85.1% of the first discharge specific capacity of 111.5 mAh·g -1 after 20 cycles at the current rate 1C, while the pristine LiMN2O4 is only 57% of the first discharge specific capacity of 110.2 mAh·g-1 after the same cycles at the same current rate.     

Mg、F复合掺杂尖晶石LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05的合成和电化学行为研究

以己二酸为配位体采用溶胶-凝胶法合成了LiMn2O4,Mg掺杂或Mg和F复合掺杂的尖晶石锂镁氧化物正极材料.对合成出的样品采用X-射线衍射仪、X-光电子能谱、扫描显微电子镜、循环伏安测试和充放电测试仪进行了详细的研究.X-射线衍射结果表明,所有的样品都具有相同的纯尖晶石相,LiMg0.1Mn1.9O4和LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05与LiMn2O4的样品相比,具有较小的晶格参数和晶胞体积.X-光电子能谱试验结果表明,在LiMn2O4中,Mn3 和Mn4 的相对量分别为50.2%和49.8%,而LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05中Mn3 和Mn4 的相对量分别为48.4%和51.6%.扫描电镜结果显示,LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05颗粒尺寸略小、尺寸分布窄,形态结构更为规整.循环伏安实验显示,Mg和F复合掺杂的尖晶石具有更好的可逆性.LiMn2O4,LiMg0.1Mn1.9O4,LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05样品的首次放电能量和能量保持率分别为123、111、114 mAh·g-1和86.5%、92.3%、90.9%,且LiMg0.1Mn1.9O4和LiMg0.1Mn1.9O3.95F0.05具有比LiMn2O4更高的库仑效率.     

Al掺杂对Li_4Ti_5O_(12)结构及性能的影响

以金红石型TiO2、Li2CO3和Al2O3为原料,采用高温固相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12和Li4AlxTi5-xO12(x=0,0.025,0.05,0.1,0.2,0.4)。利用X射线衍射仪、扫描电镜、半电池充放电测试和交流阻抗测试研究材料的物相、结构、形貌以及电化学性能。结果表明:Al掺杂不会改变Li4AlxTi5-xO12的尖晶石结构,但会导致材料颗粒尺寸增大;适当Al掺杂后,材料的循环稳定性和极化性能得到改善,充放电比容量和可逆比容量不同程度降低;Li4Al0.025Ti4.975O12具有最优的电化学性能,0.1C倍率下首次充电比容量达到156.7 mA.h/g。     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

Effects of Ce~(3+) doping on the structure and magnetic properties of Mn-Zn ferrite fibers

Ce3+-doped Mn-Zn ferrite fibers were successfully prepared by the organic gel-thermal decomposition method from metal salts and citric acid. The composition,structure,and magnetic properties of these ferrite fibers were characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),and vibrating sample magnetometer (VSM). The results show that Mn0.2Zn0.8Fe2-xCexO4 (x = 0-0.04) fibers are featured with an average grain size of 11.6-12.7 nm,with diameters ranging between 1.0 to 3.5 μm and a high ...     

B粉对分步法制备MgB2超导体的影响

通过分步反应法,利用晶态B粉和无定形B粉分别与Mg粉反应制备了MgB2超导体。其中分步反应法的第1步采用不同状态的B粉与Mg粉按原子比Mg:B=1:4混合,对于掺杂的样品另加5%,8%(质量分数)的SiC,采用900℃,30min或800℃,1h进行高温热处理。第2步是补充Mg粉,使Mg:B=1:2,均混的粉末经装管拉拔后进行第2步750℃,2.5h热处理。通过XRD、SEM研究样品的相组成、微观结构。采用标准四引线法测定了样品的I-V曲线。结果表明:晶态B粉与Mg粉可在第1步的热处理过程中生成大量低反应活性的MgB4。从微结构分析发现晶态B粉制备的样品具有更好的晶粒连通性,从而也得到了更稳定的I-V关系曲线。     

Cu及Mn掺杂NiZn铁氧体的合成及磁性能研究

利用溶胶-凝胶法制备尖晶石结构的Ni0.7-yZn0.3CuyFe2O4(y=0,0.1,0.2及0.3)。经微结构以及磁性能的研究发现,铜掺杂使样品在700℃时就形成了完全的尖晶石相,并且当铜掺入量为y=0.1时,样品的晶粒最大,最大值Ms达到66.7(A·m2)/kg。在此基础上,研究Mn掺杂对制备的样品(Ni0.6Zn0.3Cu0.1)1-xMnxFe2O4(x=0,0.01,0.02,0.03)的磁性能以及微观结构的影响。结果发现,铁氧体粉体的Ms随着Mn的增加基本保持不变;而环状样品的Bs,Br和Hc与锰含量以及烧结温度有着明显的变化关系,Bs和Br随着锰含量的增大先减小后增大,最小值分别达到Bs=305mT,Br=242mT。而矫顽力随锰含量的增大而增大。另外,Br与Bs都随着烧结温度的增大而增加,Hc减小。当烧结温度达到1050℃时,Hc,Bs和Br都趋于一个恒定的值。