La1-xSrxCo1-yFeyO3材料制备及结构分析

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCo1-yFeyO3粉体，对粉体在不同温度热处理后的晶体结构进行XRD表征，详细研究粉体的成分组成以及发生的结构转变。结果表明，凝胶前驱体粉体颗粒比表面增大有利于钙钛矿结构晶相形成；合成粉体受前驱体比表面程度影响形成两种具有不同空间群钙钛矿结构晶相，并且各晶相元素化学计量比不相同，两相体系较稳定。     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3钙钛矿复合氧化物的结构与电学性能

采用固相反应法合成出La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系复合氧化物样品，XRD分析结果证实不同Co／Fe比例的样品中均形成菱形六面体钙钛矿结构，采用固相烧结法制备出致密的La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系陶瓷。研究结果表明，在室温到900℃温度范围内La0.4Sr0.4CoO3(y=0)的电导率随温度的增加而单调降低，其它Co／Fe比例样品的电导率随着温度的增加出现最大值，电导率达到最大值的温度随Co／Fe比例的降低而提高。在低温段，La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系的导电行为符合小极子导电机制，导电活化能随Co／Fe比例的降低而增加。     

Electrical properties of La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 cathode material

The electrical properties of La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 （LSCF, y=0-1.0） cathode materials were measured by DC four probes, X-ray photo-electron spectrum （XPS） was also introduced to determine the chemical state of Co, F.e ions in LSCF. It is found that the electrical conductivity of each sample has a maximum value with increasing temperature. XPS analysis shows that Co ion has three different chemical states, corresponding to two with Fe ion. The analyses indicates that the small-polaron hopping mechanism dominates the electron conduction at low temperature, while at high temperature, the three factors such as the thermally activated disproportionation of Co^3＋ ions into Co^2＋ and Co^4＋ pairs, the ionic compensation of oxygen vacancies formed at high temperatures, and Fe^4＋ ions charge compensation preferential to Co^4＋, all contribute to electrical conduction.     

La0.8Sr0.2 Mn1-yFeyO3微波电磁特性与损耗机制

用溶胶凝胶法制备La0.8Sr0.2Mn1-yFeyO3(y=0.10,0.12,0.14,0.16)样品,测试并分析该样品在2~18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率、损耗角正切及微波吸收系数与频率的关系,发现y=0.12,0.14时吸波的效果最好。样品厚度为2 mm、y为0.12时,有2个吸收峰,吸收峰值最高达22 dB,10 dB以上吸收频带宽度达6.2 GHz;厚度2.21 mm样品8 dB以上的吸收频宽达8.5 GHz。初步探讨了该材料的电磁损耗机理,电磁特性参数在频率为12.4 GHz位置发生阶跃式变化,在小于12.4 GHz频率范围以介电损耗为主,在大于12.4 GHz频率范围以磁损耗为主,这与Fe对Mn3 —O—Mn4 之间的影响有关。电导率测试表明在室温范围内电导在半导体范围内,有利于降低微波在氧化物表面的反射率。     

材料表面微纳结构的制备及其研究进展

介绍了材料表面微纳结构的几种制备方法及其特点,重点阐述了化学刻蚀法制备微纳结构及其结果分析,以及微纳结构对材料表面的润湿性和摩擦性能的影响,综述了材料表面微纳结构在国内外的研究进展,并对其发展进行了展望.     

铝基板上沉积氮化铝薄膜的制备及特性分析

采用直流反应磁控溅射方法,在铝基板上制备了AIN薄膜.利用X射线衍射仪、带能量色散谱仪的扫描电子显微镜、阻抗特性测试仪、椭圆偏振光谱仪、大荷载划痕仪等对薄膜特性进行测试,分析了不同溅射工艺条件对生长薄膜的影响.结果表明,获得了化学计量比一致、结合力良好、击穿场强达112V/μm的(100)多晶择优取向AIN薄膜.     

La（Ni,Sn）x（x=5.0～5.4）无Co贮氢合金的相结构与电化学性能

系统研究了La（Ni,Sn）x（x=5.0～5.4）无Co贮氢合金的化学计量比x对合金相结构和电化学性能的影响.XRD分析表明,除在x=5.4的合金中析出有少量的第二相（Ni）外,其它合金均为单相CaCu5型结构.随着x的增加,合金晶胞的c/a比值逐渐增大,并使合金的吸氢体积膨胀率（△V/V）明显减小,其原因主要与过计量比合金的晶体结构中存在有沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对的结构特征有关.电化学测试表明,增大x会使合金的最大放电容量和高倍率放电性能（HRD）有所降低,但合金的循环稳定性得到显著提高.合金HRD值的减小主要是由于过计量比降低了合金电极的电催化活性,而合金循环稳定性的显著改善则主要归结于过计量比合金较小的吸氢体积膨胀及粉化倾向所致.     

低钴储氢合金Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3电化学性能研究

为了降低AB5犁储氢合金的成本，对低钴的Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3合金的组织结构和性能进行了研究，并与工业储氢合金MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3进行了对比。实验结果表明：此低钴合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成。它们的储氢晕（ω,％）分别为1．36％和1．37％，最大放电容量分别为320mAh／g和324mAh／g，循环稳定性为：300次充放电循环后，2种合金剩余容晕都是88％。但Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3的高倍率放电性能明显优于MmNi3．55Co0．75Mn0．4Al0.3合金。主要原因是由于LaNi3第二相的乍成不仪提高了合金颗粒表面的电化学催化活性，而且提高了结构韧性从而抵消了低钴合金颗粒粉化的不利影响。     

Cu含量变化对Bi-2212高温超导材料相演变过程及超导性能的影响

采用共沉淀工艺制备了不同Cu含量的Bi-2212前驱体粉末,并通过分步烧结工艺对前驱体粉末中Cu含量不同所引起的相演变过程的变化进行了系统的分析。结合浸涂法和粉末装管法制备了Bi-2212厚膜及单芯线材。研究结果表明,Cu含量的变化对厚膜和带材在烧结过程中的相演变过程同样具有极大的影响。随着Cu含量的增加,体系的相演化过程发生了改变。最终材料中Bi-2201相的含量逐渐减少,而AEC相的含量逐渐增加。考虑到Bi-2201和AEC对载流过程的影响各不相同,通过系统的优化,获得了最佳Cu含量为x=2.2。在这一成分处,厚膜和单芯带材临界电流密度同时达到最大值。     

高密度锂离子电池正极材料前驱体Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH的制备

采用二次干燥的化学共沉积法制备出了振实密度β-Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH作为锂离子电池正极材料的前驱体.研究了反应物浓度、聚沉剂、烘干方式和加料方式等对产物晶体结构和振实密度的影响,得到了制备高密度锂离子电池正极材料前躯体的最佳条件.X射线衍射分析表明:制备的Ni1/3CO1/3Mn1/3OOH为β型六方层状结构,粒子细小,局部存在大量的晶格缺陷,反应活性较高.以此为前驱体制备的锂离子电池正极材料Li(Ni1/3CO1/3Mn1/3)O2振实密度为2.67g/cm3,晶体结构属于六方晶系,与α-NaFeO2结构类似,(003)/(104)峰强比值高达2.2,(108)峰和(110)峰分开明显,表明该前驱体制各的正极材料层状结构发育好,振实密度高,预示着优良的电化学活性和高的体积比容量.     

Structure and transport properties of （La1-x-yYy）2/3Cal/3MnO3 with La-site vacancies

Several samples of manganese oxides La（1-x）2/3Cal/3MnO3 （V-LCMO） and （La0.7-xY0.3）2/3Cal/3MnO3 （x〈0.15） （V-LYCMO） with vacancies at La-site （La-vacancy） were prepared by solid-state reaction method. The X-ray diffraction（XRD） patterns refined by Rietveld confirm that these compounds exhibit single phase structure with orthorhombic symmetry （Pnma）. The lattice parameters, Mn-O bond length and Mn—O—Mn bond angle vary with La-vacancy concentration, as an indication of the occurrence of the local Jahn-Teller effect. The measurement result of V-LCMO compounds shows that the maximum magnetoresistance（MR） is about 220% at TIM=268 K and La-vacancy content x=0.04. For V-LYCMO compounds, there exists metal-insulator transition at about 50 K, and a very large MR （over 106%） is observed at the temperature ranging from 40 K to 50 K.     

自蔓延高温合成La1-xSrxMnO3过程中杂质产生原因的热力学分析

热力学计算和实验分析相结合，分析了自蔓延高温合成La1-xSrxMnO3过程中杂质产生的原因并给出了消除杂质的方法。结果表明：当采用Mn02稀释剂时，由于生成La2SrO4的吉布斯自由能与生成SrMnO3的自由能相当，自蔓延高温合成产物中容易生成La2SrO4杂质相，采用La1-xSrxMnO3作稀释剂，可以避免La2SrO4的产生；当稀释剂较多时，合成产物中容易产生Mn3O4杂质相，消除的方法是控制稀释剂添加量，控制自蔓延反应速度和体系温度。     

MTG法研究La1-xSrxMnO3体系的磁性与磁弛豫

利用外加磁场的MTG法对La1-xSrxMnO3体系的磁性与磁弛豫进行了研究.结果发现:在居里温度附近温度场和外加磁场的共同作用导致顺磁-铁磁两相消长与竞争现象.随外加磁场增强,两相共存温度区增大,铁磁-顺磁转变时间更长.     

稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的结构和输运性质

用固相反应法制备了La(1-x)2/3Cai/3MnO3(V-LCMO)和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3)(V-LYCMO)(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)系列La空位锰氧化物样品.X射线衍射(XRD)分析表明:所有的样品均为单相,具有正交对称性(Pnma).La(1-x)2/3Cai/3MnO3系统和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3系统的晶格参数以及Mn-O键长和Mn-O-Mn键角随La空位浓度不同而改变,说明在室温系统中存在Jahn-Teller效应.对于V-LYCMO系统,其晶格参数、Mn-O键长和Mn-O-Mn键角都比V-LCMO相应的值更小,这可能与离子半径小的Y3 部分替代La3 导致更大的晶格畸变有关.V-LCMO系统随着空位浓度的增大,绝缘体-金属的转变温度TMI几乎不变.在x=0.04时MR值在温度TMI处达到最大值,约为220%(8T).而对V-LYCMO系统,其转变温度TMI约为50 K,在温度40～50 K左右最大的磁电阻值超过106%.认为很大的磁电阻效应与用离子半径小的Y部分替代离子半径大的La有关,它会破坏双交换作用,从而导致Jahn-Teller效应.     

颗粒尺寸对多晶La2／3Ca1／3Mn1-xCuxO3低场磁电阻的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/33Mn1-xCuxO3(x=0.04)系列试样。X射线衍射实验说明Cu掺杂和不同温度烧结没有改变晶体的结构。电阻-温度实验曲线表明，随颗粒尺寸的减少，半导体-金属转变温度（Tp）向低温方向移动。磁电阻曲线显示，随颗粒尺寸的减少，与颗粒晶界有关的磁电阻在25K恒温、0.4T低场下由25%增加到了51%。实验结果表明，在La2/3Ca1/3MnO3中少量Cu掺杂和小颗粒尺寸可以实质性地提高与颗粒晶界有关的低场磁电阻效应。     

La1/3Sr2/3Mn1-xFexO3(x=0,0.05)中电荷有序现象的超声研究

系统研究了La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3(x=0，0．05)单相多晶样品在20--300K温区内的电荷输运性质和超声特性，结果表明，La1／3Sr2／3MnO3样品在235K存在明显的电荷有序现象，但是极少量的Fe取代Mn就会有效地抑制电荷有序现象的发生，伴随电荷有序现象的发生声速出现极大的软化，其相对变化超过5％，这表明La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3中存在剧烈的电-声子相互作用，分析指出该电-声子耦合主要起源于Jahn-Teller效应。