Ga掺杂ZnO氧化物的热学性能的研究

在密度泛函理论和线性响应的密度泛函微扰理论基础上通过第一性原理计算的方法研究了Ga掺杂ZnO氧化物的热学参数和热学性能.计算结果表明,Ga掺杂使ZnO氧化物晶胞增大;在所研究温度范围内,纯的ZnO和Ga掺杂的ZnO的晶格热容均随温度升高不断增大,其晶格热容在最高温度900 K分别达到16.5 Cal.mol^-1K^-1和31.3 Cal.mol^-1K^-1.纯的ZnO和Ga掺杂的ZnO的德拜温度θ_D均随温度升高不断增大.Ga掺杂在ZnO中引入了新的振动模式.     

放电等离子烧结技术与新材料研究

详细介绍了放电等离子烧结(spark plasma sintering，SPS)技术的工艺特点、特殊的烧结机理以及设备发展概况。重点阐述了SPS新材料研究开发的国内外发展状况，包括剃度材料、综合性能优异的稀土永磁Nd-Fe-Co材料、热电能源转换材料(CoSb3系列)、纳米WC-Co硬质材料等。最后展望了SPS新材料在中国的发展前景及应该采取的对策。     

南化大化肥尿素装置开车总结

介绍南化氮肥厂尿素装置的主要设备及相关改进，投料过程中出现的一些问题以及采取的对策及措施。针对装置的第一次运行及达标考核，提出操作优化打算。     

La1-xNdxB6阴极材料的制备及性能研究

以高纯金属La块、Nd块和B粉为原料, 通过蒸发-冷凝与放电等离子烧结(SPS)结合的技术成功制备了高纯高致密的多元稀土六硼化物La_1-xNd_xB₆块体材料。系统研究了La_1-xNd_xB₆材料的物相组成、力学性能、电阻率及热电子发射性能。结果表明, 采用上述工艺制备了高纯高致密的La_1-xNd_xB₆单相块体材料。烧结样品的维氏硬度和抗弯强度可达26.70 GPa和230.48 MPa。热电子发射性能测试结果表明, La_0.1Nd_0.9B₆成分块体具有最佳的热发射性能, 在1600℃, 4 kV外加电压条件下, 发射电流密度达到32.04 A/cm², 零场电流密度达到12.72 A/cm², 在同样条件下优于纯LaB₆和NdB₆块体材料的热发射性能。计算得到La_0.1Nd_0.9B₆在不同温度下的平均有效逸出功为2.72 eV, 表明适当比例的复合可以降低逸出功, 提高热电子发射性能。     

无压渗透工艺制备MgO/AlN复相材料

采用无压渗透工艺,研究了在高纯氮气氛下Al-Mg-Si合金反应渗透氧化镁预形体制备MgO/AIN复合材料。借助XRD,SEM/EDS,EMPA等测试手段检测了产物的物相组成,观察了材料的微观形貌,并对复合材料微区成分进行了分析。结果表明：在氮气气氛中,用Al-Mg-Si合金渗透氮化原位复合氧化镁形成了MgO/AIN复合材料。在氮化温度范围内,Al-Mg-Si合金中的Mg元素极易蒸发,与气氛中的微量氧发生反应,起到深脱氧作用,而Si元素的存在使合金熔体容易浸渗入MgO预形体中,同时氮化反应生成AIN原位复合氧化镁形成MgO/AIN复合材料。合金熔液向预形体渗透的过程中,同时存在合金熔液的原位氮化自反应。氮化产物中除了AIN,MgO外,还生成了含氮尖晶石。氧化镁颗粒的存在,可能导致合金液在各局部区域中的温度、组成浓度、蒸气压等生长条件存在差异或变化,从而造成AIN生长形态的多样化和生长机制的复杂化。     

低逸出功Ce1-xGdxB6单晶体的制备及其热发射性能

以三元稀土硼化物Ce_1-xGd_xB₆为研究对象, 系统研究Gd掺杂对CeB₆阴极材料热发射性能的影响规律。采用放电等离子烧结结合光学区域熔炼法成功制备了高质量的Ce_1-xGd_xB₆(x=0~0.3)单晶体。借助360度Phi扫描单晶衍射仪对生长后的单晶进行了测试, 结果显示单晶质量良好。采用劳埃定向仪确定出(100)晶面, 并测试了该晶面在1673 K、1773 K、1873 K下的热电子发射电流密度。测试结果表明, Ce_0.9Gd_0.1B₆成分单晶体具有最优异的热发射性能, 在1873 K工作温度下, 4000 V电压条件下发射电流密度达到82.3 A/cm², 零场电流发射密度为24.70 A/cm², 平均有效逸出功为2.30 eV, 与相同条件下CeB₆单晶体热发射性能(热发射电流密度为78.2 A/cm², 零场电流发射密度为13.32 A/cm²)相比, 其具有更大的发射电流密度和更低的逸出功。因此, 采用该制备技术获得的Ce_1-xGd_xB₆单晶体具有良好的发射性能, 作为热阴极材料将会有更好的应用前景。     

单晶LaB_6尖锥几何结构对场发射性能影响的CST模拟

单晶LaB_6尖锥有望成为理想的场致电子发射阴极,采用三维粒子模拟软件Computer Simulation Technology(CST)对尖锥曲率半径在0.1~10μm范围内的系列单晶LaB_6尖锥阴极的场致发射特性进行了模拟。研究结果表明,单晶LaB_6尖锥的电子发射轨迹为倒立锥形,锥尖处电位线最密集且场强最大,且随锥尖曲率半径的减小,锥尖处场强增大,发射电流增大。当LaB_6尖锥的锥角40°,锥高Ht=2 mm,锥尖曲率半径Rt=0.1μm时,尖锥获得最佳场发射性能:电场强度E=7.22×107V/cm,发射电流I=25.5μA。为具有优良场发射性能的单晶LaB_6尖锥场发射阴极的几何结构设计和加工提供了理论指导。     

β-sialon/Al2O3/SiO2系材料烧结性能及反应过程研究

以β-sialon粉、活性氧化铝微粉和氧化硅微粉和氧化硅微为原料，研究了在焦碳保护下，β-sialon/Al2O3/SiO2体系材料经1500，1600，1650℃烧成时，该体系材料的烧结性能和物相变化，同时借助于SEM，EDX和XRD等手段对材料的显微结构和反应过程进行了观察和分析。结果表明，随着温度升高，β-sialon/Al2O3/SiO2体系材料的体积密度下降，显气孔率增加，同时试样烧成前后的质量损失大大增加，尤其是经1650℃烧成的试样，显气孔率在50?陨希柿克鹗Т笥?0?RD物相分析显示1500℃时，产物中生成X相（Si12Al18O39N8)和SiC，高于1650℃生成r-AlON和SiC相，与热力学计算结果一致。同时高温下大量低价态的氧化铝如Al(g)及SiO(g)气相物质逸出试样表面，可能是导致试样质量损失，结构松散，显气孔率增加的主要原因。切开经高温烧成的试样，其截面由中心致密区，过渡区和边缘的松攻区3部分组成，含氮物相的形状由中心部位发育良好的柱状，演变成过渡区的针状或须状，直至松散区消失。这种松散区所占面积取决于试样的烧成温度和组成。     

纳米碲粉体的制备及表征

利用惰性气体保护蒸发-冷凝法制备了碲（Te）纳米粉体颗粒。通过热力学计算得到碲的蒸汽压随温度的变化关系。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、激光粒度仪观测了碲纳米颗粒的晶体结构、形貌,并研究了粉末粒径、分布及形貌与蒸发冷凝过程中气氛压力的关系。结果表明,随着气氛压力的增加,粉末粒径分布范围变窄,粉末粒度...     

N型Cu掺杂NiO的电子结构与热电性能

基于密度泛函理论第一性原理计算的方法研究了Cu掺杂NiO氧化物的能带结构、电子能量状态密度和电荷分布,系统分析了其电输运参数和热电性能。能带结构计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物带隙减小。态密度计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的状态密度大大提高。电荷分布计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物阳离子和阴离子之间偏向共价结合。载流子输运参数分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的载流子有效质量均增大,其迁移率降低,费米能级附近的载流子浓度增加。电输运性能分析结果表明,载流子在OOp态、NiOd态、Cud态电子与OOs、OOp态、NiOs、NiOp态、CuOs、CuOp态电子形成的能级之间的跃迁形成载流子迁移过程。热电性能分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物电阻率大大降低,Seebeck系数有望得到提高,Cu掺杂可提高NiO氧化物的热电性能。