Gd3+掺杂La2Mo2O9的相稳定性及热导率

La2Mo2O9具有极低的热导率,但其在580℃左右会发生α-β相变,严重影响其性能和应用。本实验以Gd203掺杂La2Mo2O9制备了一系列La2-xGdxMo2O9 (x=0.0~0.5)固溶体,研究了掺杂Gd3+对La2Mo2O9相稳定性和热导率的影响。结果表明,随着Gd3+掺杂量的增加,相变得到有效抑制,当x≥0.2时样品以β相存在。样品的热导率随Gd3+掺杂量的增加先减小后增加,室温下在x=0.2时达到最低,此后缓慢上升,但所有样品的热导率均小于1 W/(m·K)。     

Gd10-x（SiO4）6O3-1.5x的制备及热学性能研究

本研究利用固相反应法制备稀土硅酸盐氧基磷灰石Gd10-x(SiO4)6O3-1.5x(x=0,1,1.33)陶瓷材料,用XRD对所合成的Gd10-x(SiO4)6O3-1.5x粉末和烧结得到的块体材料进行分析表征。研究Gd10-x(SiO4)6O3-1.5x陶瓷材料的声子速度和弹性模量。另外,利用激光闪射法测量Gd10-x(SiO4)6O3-1.5x陶瓷材料的热扩散系数,进一步得到热导率。结果表明Gd10-x(SiO4)6O3-1.5x陶瓷材料平均声速小、弹性模量低,热导率低,其中Gd9(SiO4)6O1.5陶瓷材料的热导率最低。     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

Gd2 O3 -Yb2 O3 -Y2 O3 -ZrO2 热障涂层材料的热物理性能

目的通过多元稀土氧化物掺杂改性YSZ,提高传统热障涂层的性能。方法使用化学共沉淀法制备不同掺杂量的Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-Zr O2(GYYZO)材料,并分别使用冷等静压-烧结和等离子喷涂工艺制备块材和涂层。通过测试块材的热导率和热膨胀系数,分析评价材料的热物理性能。对高温退火处理后的涂层进行X射线衍射分析,评价不同成分涂层的高温相稳定性。结果氧化锆基材料的热导率和热膨胀系数随总掺杂量升高而降低。氧化锆中稀土氧化物总掺杂量为5.5%~9.84%(摩尔分数)时,在1000℃下的热导率为1.25~1.56 W/(m·K),相对8YSZ材料下降了22%~37.5%;在200~1300℃的热膨胀系数为(10~11.1)×10-6/K,与传统8YSZ材料相当。在1400℃长时间退火处理后,低掺杂量GYYZO涂层中的单斜相含量明显低于8YSZ涂层。结论多元稀土氧化物掺杂改性氧化锆材料具有良好的高温相稳定性、低热导率和适当的热膨胀系数,可以作为高性能热障涂层的备选材料。     

La2(Zr0.7Ce0.3)2O7固相合成行为及热物理性能

采用固相合成制备了热障涂层陶瓷材料La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)。通过差热分析、X射线衍射等分析方法对固相合成行为影响因素进行研究,并用激光脉冲法和高温膨胀仪测试了LZ7C3粉末的热扩散系数和热膨胀系数。结果表明:完全合成LZ7C3的温度至少1400℃,煅烧时间至少5 h,反应粉末的粒度为0.82μm时,合成的LZ7C3粉末X射线衍射图谱没有La2 O3残留峰,其La∶Zr∶Ce为50.09∶35.12∶14.79,非常接近理论原子比例10∶7∶3;LZ7C3的热导率在1200℃时为0.79 W.m-1.K-1,热膨胀系数在1200℃时为11.6×10-6K-1,从室温到1200℃的加热过程中没有失重和相变发生,具有较高的相稳定性。     

SmGdCe_2O_7陶瓷材料的热膨胀系数及热导率

以Sm2O3、Gd2O3和Ce O2为原材料,采用固相反应法制备了Sm Gd Ce2O7陶瓷材料,用X射线衍射分析了其相结构,采用扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)分析其显微组织和元素组成,用推杆膨胀法和激光脉冲法测试了其热膨胀系数和热导率。结果表明,所制备的Sm Gd Ce2O7具有典型的萤石结构,其微观组织致密,晶界清晰。Gd3+离子较小的离子半径使其热膨胀系数低于Sm2Ce2O7,基质原子与取代原子之间质量及尺寸之间的差别,使其具有比Sm2Ce2O7更低的热导率,该材料有潜力用作新型热障涂层表面的陶瓷层材料。     

Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂石榴石型Yb_3Al_5O_(12)材料的制备及热物理性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd~(3+)/Ga~(3+)双掺杂的石榴石型Yb_(3-x)Gd_xAl_(5-x)Ga_xO_(12)固溶体陶瓷材料(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明:Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构;随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移;SEM形貌表明Yb_3Al_5O_(12)材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成;大离子Gd~(3+)与Ga~(3+)分别对Yb_3Al_5O_(12)晶体结构中Yb~(3+)与Al~(3+)晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb_3Al_5O_(12)晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/(m·K),T=1273 K),热膨胀系数达到最高值(α_1=11.71×10~(-6)K~(-1),T=1273 K)。     

Dy3+掺杂γ-AlON基荧光粉的合成及其发光性能

以AlN、Al2O3、Dy2O3为原料,采用高温固相反应法在1900℃、5MPa氮气气氛条件下合成AlON:Dy3+荧光粉,研究了Dy3+掺杂离子浓度对荧光粉的物相组成和发光性能的影响。结果表明:当Dy3+掺杂浓度较低时(x=0.005～0.100)合成纯的AlON相,随着Dy3+掺杂浓度的增大(x=0.125～0.250),出现微量的DyAlO3相。该荧光粉在354nm处有最强激发,其在354nm激发下呈现3个发射峰,分别位于蓝光483nm(19F9/2→6H15/2)、黄光578nm(19F9/2→6H13/2)和红光670nm(19F9/2→6H11/2),其中在578nm处黄光为最强发射。随着掺杂离子Dy3+浓度的增大,其激发峰和发射峰的强度均表现出先增大后减小的变化规律,其中当x=0.050时,发射强度最高。     

RE_(9.33)(SiO_4)_6O_2陶瓷的制备及其热学性能

利用固相反应法制备了高纯、高致密稀土硅酸盐氧基磷灰石RE_9.33(SiO_4)_6O_2(RE=La, Nd, Sm, Gd)陶瓷材料,用XRD对所合成的RE_9.33(SiO_4)_6O_2粉末和烧结得到的块体材料进行了分析表征.系统研究了RE_9.33(SiO_4)_6O_2陶瓷材料的声子速度和弹性模量,结果表明其平均声速小、弹性模型低.另外,利用Cahill模型对其热导率进行了理论计算,其极限热导率在高温下为1.18～1.22 W/m·K.从结构等各方面推断了RE_9.33(SiO_4)_6O_2陶瓷材料的低热导可能性.     

Bi掺杂对Ba_(6-3x)La_(8+2x)(Ti_(0.95)Zr_(0.05))_(18)O_(54)(x=2/3)陶瓷的烧结性能和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备Ba6-3x(La1-mBim)8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)微波介质陶瓷,研究Bi掺杂对Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结性能、微观结构以及介电性能的影响。结果表明:当0m0.4时,Bi3+取代A1位的La3+生成单相类钨青铜型固溶体;当Bi3+的掺杂量超过这个范围时,La0.176Bi0.824O1.5作为第二相出现在固溶体中;Bi3+的掺入使Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结温度从1400℃降低到1300℃,同时,其介电常数大幅度提高,谐振频率温度系数减小,但品质因数急剧减小;当m=0.05时,1350℃下保温2h烧结获得的陶瓷具有微波介电性能,εr=88.63,Q·f=4395GHz,τf=6.25×10-6/℃。     

Eu~(3+)掺杂RE_2Sn_2O_7(RE=La,Gd,Y)纳米荧光材料的水热合成与发光性能

采用水热法合成Eu3+掺杂的RE2Sn2O7(RE=La,Gd,Y)系列样品,并采用XRD、SEM、FT-IR和荧光光谱对合成产物的晶体结构、颗粒尺寸、形貌和光学性能进行研究。结果表明:水热合成产物为单一相烧绿石结构的RE2Sn2O7:Eu3+(RE=La,Gd,Y),产物具有由一次纳米颗粒团聚而成的不规则球状形貌。激发光谱和发射光谱测试结果表明:Eu3+掺杂RE2Sn2O7(RE=La,Gd,Y)样品可以被紫外光有效地激发,发射出Eu3+离子特征的橙红色光。与其他样品相比,Gd2Sn2O7:Eu3+样品具有最强的橙红色发光,并对其原因进行了分析。     

Gd~(3+)掺杂La_2Mo_2O_9的相稳定性及热导率

La_2Mo_2O_9具有极低的热导率,但其在580℃左右会发生α-β相变,严重影响其性能和应用。本实验以Gd_203掺杂La_2Mo_2O_9制备了一系列La_(2-x)Gd_xMo_2O_9 (x=0.0～0.5)固溶体,研究了掺杂Gd~(3+)对La_2Mo_2O_9相稳定性和热导率的影响。结果表明,随着Gd~(3+)掺杂量的增加,相变得到有效抑制,当x≥0.2时样品以β相存在。样品的热导率随Gd~(3+)掺杂量的增加先减小后增加,室温下在x=0.2时达到最低,此后缓慢上升,但所有样品的热导率均小于1 W/(m·K)。     

Sb掺杂Mg2-xZnxSi固溶体的热电性能

利用B2O3助熔剂法结合SPS技术制备了Mg2-xZnxSi0.99Sb0.01(0 ≤ x ≤ 0.1)固溶体。测量了300 K - 780 K温度区间内试样的电导率、塞贝克系数和热导率。发现晶格热导率随Zn取代量的增大而降低。而电导率随Zn取代量的增大而先降低后增大。讨论了影响电导率与晶格热导率的变化规律的具体内在机制。所有样品中x=0.075样品的功率影子最高,在780 K达到1.76 mWm-1K-2,比基体Mg2Si0.99Sb0.01高约18%。x=0.1样品具有最低的晶格热导率,在770 K达到2.86 Wm-1K-1。低晶格热导率使Mg1.9Zn0.1Si0.99Sb0.01具有最高热电优值,在780 K达到0.37。     

适合于空间技术领域应用的Sn掺杂Mn_3GaN负热膨胀材料研究（英文）

采用球磨后放电等离子体烧结的方法制了化学成分为Mn3Ga1-xSnxN(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的反钙钛矿锰氮化合物。研究了其热膨胀性能、导热性能和力学性能。结果表明:所有样品热膨胀性能与Sn含量有关,随着Sn含量的增加,负热膨胀温区向高温移动。其中,Mn3Ga0.9Sn0.1N化合物在279到338 K温区内的负热膨胀系数为–27.5×10-6 K-1,负热膨胀温区宽度为59 K。而Mn3Ga0.6Sn0.4N在363~400K温区内的热膨胀系数较小,接近零膨胀。此外,这类负热膨胀材料的热导率约为3.2 W·(m·K)-1,压缩强度约为210 MPa。     

Sn-Doped Mn3GaN Negative Thermal Expansion Material for Space Applications

采用球磨后放电等离子体烧结的方法制了化学成分为Mn3Ga1-xSnxN(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的反钙钛矿锰氮化合物。研究了其热膨胀性能、导热性能和力学性能。结果表明:所有样品热膨胀性能与Sn含量有关,随着Sn含量的增加,负热膨胀温区向高温移动。其中,Mn3Ga0.9Sn0.1N化合物在279到338 K温区内的负热膨胀系数为–27.5×10-6 K-1,负热膨胀温区宽度为59 K。而Mn3Ga0.6Sn0.4N在363~400K温区内的热膨胀系数较小,接近零膨胀。此外,这类负热膨胀材料的热导率约为3.2 W·(m·K)-1,压缩强度约为210 MPa。     

Thermoelectric properties of Bi_（1.5）Pb_（0.5）Sr_（2-x）La_xCo_2O_y polycrystalline materials

Polycrystalline samples of Bi 1.5 Pb 0.5 Sr 2-x La x Co 2 O y (x = 0.1, 0.2, 0.3) with a layered structure were prepared by solid-state reaction method. All samples are p-type semiconductors. The thermoelectric properties, namely, the electric resistivity (ρ), Seebeck coefficient (S), and power factor (S 2 /ρ) of the samples are dependent on chemical composition. The values of ρ, S, and S 2 /ρ increase with an increase in temperature for all samples. The substitution of Pb 2+ for Bi 3+ and La 3+ for Sr 2+ improves the thermoelectric properties of the Bi 2 Sr 2 Co 2 O y system owing to the simultaneous decrease of electric resistivity and increase of Seebeck coefficient. As a result, the optimal thermoelectric property has been obtained in Bi 1.5 Pb 0.5 Sr 1.7 La 0.3 Co 2 O y and the power factor can reach 2.1 × 10-4 W·m-1 K-2 at 998 K.     

高能球磨合成的纳米结构Cu_(5-x)Co_xFeS_4的热电性能

正Armad Ostovari M.等人采用高能球磨及随后热压方法制造Cu_(5-x)Co_xFeS_4(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,1)。XRD测定表明,x低于0.08时,试样是纯斑铜矿型结构,然而当x=0.1时,却含有少量Co3S4第二相。热压试样表面呈现纳米结构,粒径小于50nm。当x增高到0.04时,纳米结构的孔穴密度降低。由于Co2+置换Cu+,调整了电导率和塞贝克系数,使Cu4.96Co0.04FeS4的功率因子(590K)提高到0.3mW·m-1·K-2,比不含Co的Cu5FeS4高出20%。x=0.04时,热导率降低到0.22 W/(m·K)(473K温度),     

铁钴基块体非晶合金的热膨胀特性和热导率

采用真空非自耗电弧炉制备出Fe_(24+x)Co_(24-x)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2(x=0,2,4,6,8,at%)块体非晶合金,利用热膨胀测试仪和激光闪射热导率测试仪测量合金的热膨胀系数和热导率并与差示扫描量热曲线和高温XRD图谱进行对比,研究不同Co含量块体非晶合金的线性热膨胀行为随温度的变化规律和Co元素含量、不同组织对铁钴基块体合金热导率的影响。结果表明,随着Co含量减小,不同Co含量铁钴基非晶合金均出现规律相似的两次晶化过程,并且二次晶化起始温度依次提高。当x=0时,在875℃附近热膨胀系数出现第3个极大值点;25℃时Fe_(24+x)Co_(24-x)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2(x=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金热导率在7.12~7.35 W/(m·K)范围内,在700℃温度退火处理的Fe_(24+x)Co_(24-x)Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2(x=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金的热导率值为7.5~9.46 W/(m·K),然而920℃退火处理后,热导率变化比较显著并出现先升高后下降的趋势。     

稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的磁热效应

采用固相反应法制备La(1.x)2/3Ca1/3MnO3(x=0.0,0.04)和(La0.7Y0.3)2/3Ca1/3MnO3系列样品,测量不同温度下的磁化强度-磁场曲线,计算样品的磁熵变,研究La空位掺杂和Y3 离子掺杂对磁热效应的影响.结果表明,La空位掺杂(x=0.04)的样品在居里温度附近磁熵变最大值为6.22 J/(kg.K),这比La2/3Ca1/3MnO3磁熵变最大值(6.26 J/(kg.K))稍有降低;而Y3 离子掺杂的样品在温度60 K时和磁场强度2 T下,其磁熵变最大值为0.568 J/(kg.K),并且磁熵变随温度变化有继续增大的趋势.这表明(La0.7Y0.3)2/3Ca1/3MnO3可以作为一定温区的磁致冷材料.     

(Na1-yMy)1.6 Co2O4(M=K,Ca,Sr)的制备及电学性能

用溶胶凝胶法制备了NaCo2O4及(Na1-yMy)1.6Co2O4(M=K,0.05≤y≤0.35;M=Ca,Sr,0.10≤y≤0.40)的氧化物。研究结果表明:掺杂Ca、Sr的NaCo2O4样品的Seebeck系数都有一定提高;而掺杂K的NaCo2O4样品的Seebeck系数无明显提高,且掺K使NaCo2O4的功率因子降低;对NaCo2O4掺杂Ca的量0相似文献