Ca(Y, Lu)2Al4SiO12∶Mn4+的制备与发光性质研究

采用高温固相法制备了CaY2-xLuxAl4SiO12:0.006Mn4+ (x=0,0.6,1,1.4,2)荧光粉.研究了Y/Lu组份的变化对荧光粉的晶体结构和发光性能的影响.研究发现,随着Lu组份的增多,荧光粉的吸收峰和发射峰位置都出现蓝移.研究了Mn4+掺杂浓度对CaLu2Al4SiO12∶yMn4+发光性能的影响,发现在掺杂浓度为y=0.004时出现了浓度猝灭现象,浓度猝灭是由Mn4+之间的电偶极电偶极相互作用引起的.研究了不同Mn4+掺杂浓度的CaLu2Al4SiO12∶Mn4+荧光粉的荧光寿命,荧光寿命随着Mn4+掺杂浓度的增大而逐渐降低.     

凹凸棒制备Si@C复合材料及其用于锂离子电池负极材料的电化学性能

硅因其超高的理论比容量而被视为最具潜力的下一代锂离子电池（LIBs）负极材料。目前，硅负极材料的高成本和极其苛刻的合成条件严重阻碍了其在LIBs中的使用。以天然凹凸棒为原料，通过水热法提纯和镁热还原反应制备了硅纳米颗粒（MRR Si），并进一步采用化学气相沉积法以乙炔为碳源制备了MRR Si@C复合材料，系统研究了其作为LIBs负极材料的储锂性能。研究结果表明:通过镁热还原制备的硅纳米在0.2 A/g的电流密度下可展现出2 362 mAh/g的比容量，首次库伦效率（CE）为71.87%，100次（0.5 A/g）循环充放电测试后比容量为909 mAh/g。相比之下，在MRR Si纳米颗粒表面沉积碳层后制备的MRR Si@C复合材料可展现出2 494 mAh/g的放电容量和78.92 %的高CE值。循环性能显示，该复合材料在0.5 A/g的电流密度下充/放电100次后的比容量值可达到1 324mAh/g。同时，该复合材料还可在5 A/g的大电流密度下依然可展现出高达844 mAh/g的高比容量。该MRR Si@C复合材料显示了优异的倍率性能和良好的应用前景。      

Cu-Ni合金腐蚀行为的宏观电化学研究进展

综述了Cu-Ni合金腐蚀行为的宏观电化学的国内外研究进展.介绍了合金成分、外界环境、腐蚀产物膜及初始表面膜等因素对Cu-Ni合金耐蚀性能的影响，详细介绍了合金元素通过影响腐蚀产物膜的组织结构从而影响腐蚀过程的各种理论，针对目前Cu-Ni合金腐蚀行为的研究不足作出了适当的分析并指出了今后的研究方向.      

自蔓延高温合成制备钨粉的热力学研究

计算了镁热还原自蔓延高温合成金属钨粉的吉布斯自由能和绝热温度,并进行了实验验证,结果显示:自蔓延高温合成制备金属钨粉在热力学的角度上是可行的,Mg-WO3体系中WO_3在273～2 350 K,2 350～3 200 K和3 200 K以上分别按照WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)→WO_2→W,WO_3→WO_(2.72)→WO_2→W和WO_3→WO_2→W的顺序被还原成金属钨粉;体系的绝热温度为3 680 K,可以维持自蔓延反应,添加稀释剂可以降低其绝热温度,降低绝热温度的能力由大到小依次为碳酸钠氧化镁氯化钠;Mg-WO_3体系自蔓延高温合成可以制得Dv(50)约为1.39μm的单相金属钨粉.     

锂辉石-氧化钙烧结法提锂的物相重构与动力学

对锂辉石-氧化钙烧结过程进行热力学分析，绘制了各反应Gibbs自由能与温度的关系图。结果表明，Al₂O₃会优先和Na₂O、Li₂O、K₂O反应，然后与CaO反应生成CaO·Al₂O₃，而且烧结温度需高于1060℃以保证LiAlSi₂O₆能够完成晶形转变。并探讨了锂辉石-氧化钙烧结法提锂的反应机理。考察了不同烧结条件对锂浸出率的影响并对熟料进行X射线衍射（XRD）分析表征。实验结果表明，在配料比为1∶1.25、烧结温度1150℃、烧结时间60min时，锂的浸出率达到92.14%，熟料中的主要物相为Ca₂SiO₄与LiAlO₂。利用XRD和扫描电镜-能谱联用仪（SEM-EDS）对熟料与浸出渣的物相、显微形貌及元素分布情况进行了分析表征。为了确定烧结反应的控制性步骤，在最优烧结条件的基础上对烧结过程进行动力学分析，结果表明，锂辉石-氧化钙烧结体系属于球形颗粒三维界面化学反应控制，烧结过程的动力学拟合方程为\mathrm{1}-{(\mathrm{1}-x)}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}}=\mathrm{0.00677}t。     

铁酸镧B位掺Mn/Co/Cr试样的红外辐射性能与机理

采用高温固相烧结法制备了粉体材料LaFeO₃、LaFe_0.75Co_0.25O₃、LaFe_0.75Cr_0.25O₃和LaFe_0.75Mn_0.25O₃，通过XRD、FTIR、SEM、XPS等检测手段对材料进行表征，同时运用CASTEP模块模拟计算了材料的电子能带结构和光学性质。实验结果表明：掺入Mn/Cr/Co离子后晶格发生畸变,晶格对称性降低。Mn/Cr/Co掺杂后的粉体材料在近中红外波段发射率排序为：掺Mn>掺Co>掺Cr>纯LaFeO₃，其中掺Mn在0.2～2.5μm波段为0.8722，2.5～5μm波段为0.6755，远大于纯LaFeO₃的发射率（近中红外波段发射率均为0.5左右）。发射率提升的机理在于：Mn掺杂后,引入了Mn³⁺杂质能级，产生了激活能小的Mn³⁺?Mn⁴⁺跳跃小极化子，电子-氧空位载流子吸收亦增强，同时体系的晶格畸变导致振动吸收加剧。第一性原理计算结果表明掺杂Mn/Cr/Co材料的禁带宽度分别0.793eV、2.406eV、1.722eV均小于纯LaFeO₃的3.817eV，结合态密度计算结果分析其原因，主要Mn3d、Cr3d、Co3d轨道与O2p轨道杂化形成杂质能级，同时Mn3d、Cr3d、Co3d在导带也存在态密度峰，且峰的位置都比LaFeO₃峰更靠近费米能级，作为新的导带底相当于缩短了价带顶到导带底之间的间隙宽度。LaFe_0.75Mn_0.25O₃材料在近中红外波段的优异辐射性能表现，可作为耐高温抗氧化高发射率材料在高温热工炉窑具有潜在应用前景。     

WO3晶体生长与形貌的数值模拟

利用分子模拟软件Material Studio7.0创建WO3晶体中(0-11)、(-101)、(110)和(-1-10)晶面的真空slab模型，并通过CASTEP程序计算其总能量、表面能与电子结构。利用Morphology程序,采用BFDH法则对WO3晶体和各晶面slab模型进行晶习预测。计算结果表明，在晶体生长过程中，若以(110)晶面为主要显露面，则WO3晶体能量状态稳定性较差；以（0-11）晶面为主要显露面，则WO3晶体能量状态稳定。费米能级最小的（110）晶面前线价电子不太活跃，存在电子结构动力学稳定性；费米能级最高的(-1-10)晶面前线价电子活跃，存在与晶体生长基元键合的“活性点”。(0-11)面slab模型的最小能区宽度最小而态密度峰值最大，表明其内层电子较为稳定。BFDH法则预测结果表明，WO3晶体与各面slab模型的生长习性相同，都趋向于生长为立方体状晶体。另外，WO3晶体中最重要的生长面为(001)和(00-1)面。     

硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究

开展了硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究,详细考察了萃取与反萃过程条件参数对镓萃取与反萃的影响,绘制了萃取与反萃等温线,并模拟了多级逆流试验。结果表明,含290 mg/L Ga~(3+),pH=2.0的硫酸镓溶液,采用有机相体积分数为15%Cyanex272+85%磺化煤油,控制O/A=1∶4,萃取温度25℃,萃取时间10min,经4级逆流萃取,镓萃取率为99.50%;负载镓有机相,用100g/L H_2SO_4溶液反萃,控制O/A=10∶1,反萃温度25℃,反萃时间10min,经4级逆流反萃,镓反萃率为98.11%,镓富集于反萃液中,富集倍数近40倍。经中和沉淀、焙烧后,可得到氧化镓产品。     

PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系的熔化温度和黏度研究

在铅的富氧熔池熔炼中,高铅渣适宜的熔化温度和黏度对熔炼过程的顺行与高产有着至关重要的作用。以PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系为研究对象,采用灰熔点测定仪测定炉渣熔化温度,采用内圆柱体旋转式快速高温黏度仪测定炉渣黏度,分别探讨了Fe/SiO_2(质量比)(0.9～1.3)、CaO/SiO_2(质量比)(0.4～0.8)及ZnO含量(5%～11%)对炉渣熔化温度和黏度的影响规律。结果表明,随着Fe/SiO_2增加,炉渣的熔化温度和黏度都呈降低趋势,适宜的Fe/SiO_2值为1～1.1;炉渣的熔化温度随CaO的增加有所提高,而黏度随着CaO含量的增加而降低,适宜的CaO/SiO_2值为0.6;炉渣的熔化温度和黏度都随ZnO的增加而升高,在富氧熔池熔炼的操作温度内应保持ZnO含量低于7%。