电场激活压力辅助烧结对(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料微观结构及热电性能的影响

采用电场激活压力辅助烧结（FAPAS）技术制备了(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料,采用无电场、低电场强度和高电场强度三种烧结方式作为对比实验,研究了烧结过程中施加电场强度对(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料微观结构和热电性能的影响。研究结果表明,在烧结过程中施加电场,可明显提高(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8热电材料的电导率和Seebeck系数,从而提高其综合电功率因子;而采用大电场强度烧结则会使(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8材料出现层状结构择优取向,在电性能相对较高的情况下亦使其热导率明显减低,从而获得较高ZT值。     

磁控溅射法制备Bi2Te3热电薄膜的研究

Bi2Te3薄膜是室温下热电性能最好的热电材料,利用磁控溅射在长有一薄层SiO2的n型硅样品上制备Bi/Te多层复合薄膜,经后续退火处理生成Bi2Te3。通过分析Bi2Te3薄膜的生长和退火工艺,探讨Bi/Te中Te的原子数分数对薄膜热电性能的影响。采用XRD和SEM对薄膜的结构、形貌和成分进行分析,并测量不同条件下的Seebeck系数。薄膜Seebeck系数均为负数,表明所制备样品是n型半导体薄膜,且最大值达到-76.81μV.K-1;电阻率ρ随Te的原子数分数增大而增大,其趋势先缓慢后迅速。Bi2Te3薄膜的热电性能良好,Te的原子数分数是60.52%时,功率因子最大,为1.765×10-4W.K-2.m-1。     

基于Bi_2Te_3合金材料的热发电模块研究

为了提高Bi2Te3热电材料的性能,采用Bi2Te3纳米粉体前驱物快速熔炼烧结法,制备了在室温条件下具有温度敏感性的Bi2Te3合金材料,在425K时此材料的热电优值达到0.548。在此基础上,研制了热电模块,并对其性能进行了测试。结果表明,以该Bi2Te3合金材料制备的热发电模块具有良好的伏安特性和稳定的内阻,当热冷端温度分别为140和60℃时,模块的最大输出功率可达到0.39W,显现出潜在的应用前景。     

4ZnO-Bi_2O_3玻璃对Ba_(0.2)Sr_(0.8)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷结构和电学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Ba0.2Sr0.8Zr0.18Ti0.82O3(BSZT)的粉体,以传统工艺制备了4ZnO-Bi2O3作为添加物的BSZT陶瓷。研究了不同4ZnO-Bi2O3玻璃添加量(质量分数0~3%)对BSZT陶瓷烧结特性、微观结构以及电学性能的影响。结果表明,添加适量的4ZnO-Bi2O3玻璃相,大幅降低了BSZT陶瓷的烧结温度,使得晶粒较小且均匀,无气孔;能提高陶瓷的击穿场强。添加质量分数1%4ZnO-Bi2O3玻璃相的BSZT陶瓷的最优烧结温度较纯BSZT陶瓷降低了350℃,1 k Hz频率下,其相对介电常数约为334、介电损耗约为0.7%;击穿场强为10.2×103 V/mm。     

Bi_2O_3掺杂0.35PNN-0.60PZT-0.05V_2O_5陶瓷的低温烧结特性研究

采用传统固相反应法制备了Bi_2O_3掺杂的0.35PNN-0.60PZT-0.05V_2O_5压电陶瓷。通过X线衍射、扫描电镜等测试手段对其烧结特性、晶体结构、微观形貌和介电性能进行研究。结果表明,Bi_2O_3掺杂能降低0.35PNN-0.60PZT-0.05V_2O_5陶瓷的烧结温度,影响相结构,改变微观形貌,并优化电学性能。当Bi_2O_3的质量分数为1.0%时,0.35PNN-(0.60-w%)PZT+0.05V_2O_5+w%Bi_2O_3实现900℃烧结,表现出优异的电学性能:压电常数d33=580pC/N,机电耦合系数kp=0.65,介电常数εr=6 100,介电损耗tanδ=0.006 1,品质因数Qm=65。     

合成温度对正极材料LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2结构和电化学性能的影响

在空气中通过固相烧结合成LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2锂离子正极材料,利用XRD,SEM,TEM以及恒流充放电测试等手段,探究了合成温度对正极材料的晶体结构和电性能的影响。不同温度下制备的镍钴酸锂,具有相同的菱面体点阵结构,空间群是R-3m。750℃合成制备的LiNi_(0.66)Co_(0.34)O_2,结晶较完全,层状结构较好,样品颗粒大小均匀。其组装电池首次放电比容量为155 m Ah/g,5次充放电后表现出较好的循环性能。     

Sn掺杂对(In0.95-xSnxFe0.05)2O3薄膜的结构、电学及磁特性的影响

我们利用脉冲激光沉积的方法制备了一系列(In0.95-xSnxFe0.05)2O3 (x=0~0.09)薄膜,并在其中发现了室温铁磁性。X射线衍射结果表明锡与铁离子已掺入氧化铟晶格。随着锡的掺入,样品内的载流子浓度得到了很大的提高,但相应的铁磁性却几乎没有变化。我们认为氧空位相关的束缚磁极化子模型能够跟好的解释我们的铁掺杂氧化铟薄膜中的铁磁耦合的机制,而载流子传导的RKKY相互作用则不适用于这一系统。     

Ca_3Co_(3.9)Cu_(0.1)O_9/Bi_2Ca_2Co_2O_y复合热电材料的制备与性能

采用助熔剂法合成Ca3Co3.9Cu0.1O9粉体。添加Bi2O3作为助烧剂,通过直流快速热压获得块体,熔融的Bi2O3能够促进Ca3Co3.9Cu0.1O9片流动以完成致密化过程,再通过液相反应烧结制备出了Ca3Co3.9Cu0.1O9/Bi2Ca2Co2Oy复合热电材料,对其物相组成、微观结构和热电性能进行了表征。结果表明,添加Bi2O3提高了样品的密度,降低了材料的电阻率,复合材料的功率因子在973 K时达到4.12×10–4 W·m–1·K–2。     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。     

Effect of current on the microstructure and performance of (Bi_2Te_3)_(0.2)(Sb_2Te_3)_(0.8) thermoelectric material via field activated and pressure assisted sintering

(Bi_2Te_3)_(0.2)(Sb_2Te_3)_(0.8) thermoelectric material was sintered via a field activated and pressure assisted sintering(FAPAS) process.By applying different current intensity(0,60,320 A/cm~2) in the sintering process,the effects of electric current on the microstructure and thermoelectric performance were investigated.This demonstrated that the application of electric current in the sintering process could significantly improve the uniformity and density of(Bi_2Te_3)_(0.2)(Sb_2Te_3)_(0.8) samples.Whe...     

The effect of Tl2Te3 on the properties of the solid solution (Sb2Te3)0.75.(Bi2Te3)0.25

The effect on transport properties of the addition of 0.5-5% Tl₂Te₃ to p-type solid solutions of antimony and bismuth tellurides was studied. It was found that the addition of Tl₂Te₃ caused a lessening of the increase of hole concentration as low temperatures were approached, resulting in a slower decrease of the Seebeck coefficient with a decrease in temperature. In partial fulfillment of M.Sc. degree, Hebrew University, Jerusalem. Permanent address, Dept. of Inorganic and Analytical Chemistry, Hebrew University, Jerusalem.     

MnO_2掺杂量对BaCo_(0.05)Co_(0.1)Bi_(0.85)O_3厚膜NTCR电性能影响

以新型BaCo0.05Co0.1Bi0.85O3材料为基体,掺杂不同摩尔分数x(MnO2),在840℃下烧结4h制备了NTC厚膜电阻。借助XRD、SEM和直流阻温特性测试仪,研究x(MnO2)对电阻相组成、微结构及电性能的影响。结果表明:所得的NTC厚膜热敏电阻主要物相为具有钙钛矿结构的BaCo0.05Co0.1Bi0.85O3,且表面致密。当x(MnO2)超过5%时,有新相BaMnO3开始沿晶界析出,获得小尺寸晶粒;厚膜电阻的室温电阻率ρ25及B25/85值随x(MnO2)增加而升高;当x(MnO2)为10%时,ρ25从初始的13.5?·mm升高为810.0?·mm,B25/85值从600K升高到2049K。     

[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTiO3系压电陶瓷研究

用Ag 和Ba2 部分取代(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷的A位离子,获得了一类具有钙钛矿结构的新型无铅压电陶瓷体系,并申请了国家发明专利。该体系压电陶瓷的分子式可用[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTiO3表示。当x=0.06,y=0.06时,该压电陶瓷的压电常数d33为168 pC/N,机电耦合系数kp为0.31;掺入适量锰离子可将该陶瓷的机械品质因数Qm提高到160以上,同时其介电损耗tanδ可降低至0.020。该无铅压电陶瓷体系可采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用原料来制备,其制备工艺性很好。     

Pr和V掺杂的Bi4Ti3O12铁电陶瓷的微结构及电性能

采用传统固相烧结法制备了Pr6O11和V2O5共同掺杂的Bi4Ti3O12铁电陶瓷。XRD分析表明,Pr6O11和少量V2O5的掺杂没有引起材料结构的改变。适当比例Pr6O11的掺杂会使材料的铁电性能有明显的改善,但其电输运特性明显不同于3价稀土离子的掺杂。实验表明,钒掺杂对材料铁电性能的影响主要体现在低电场下,不能简单地以氧空位的变化来解释。配比为Bi3.08Pr0.75Ti2.98V0.02O12的样品的电学性能稳定并且具有较大的剩余极化。     

新型无铅压电陶瓷NBT-NBSN的研究

采用传统陶瓷制备方法,制备出一种钙钛矿结构无铅新压电陶瓷材料(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-x(Na1/2Bi1/2)(Sb1/2Nb1/2)O3(x=0~1.4%,摩尔分数)。研究了(Na1/2Bi1/2)TiO3(NBT)陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4 取代对介电和压电性能的影响。X-射线衍射分析表明,所研究的组成均能形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体。陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷在升温过程中存在两个介电常数温度峰,不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征。检测了不同组成陶瓷的压电性能,发现材料的压电常数d33、厚度机电耦合系数kt和介电常数rε随着x值的增加先增加后降低,在x=0.8%时,陶瓷的d33=97 pC/N,kt=0.50,为所研究组成中的最大值,介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。     

Bi0.5(1-y)(Na1-x-yLix)0.5SryTiO3无铅陶瓷的压电性能和微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的Bi0.5(1-y)(Na1-x-yLix)0.5SryTiO3无铅压电陶瓷,并研究了该陶瓷的压电性能和微观结构.研究结果表明,该陶瓷体系具有较好的压电性能,压电常数d33=143 pC/N,径向机电耦合系数kp=0.30,并可在1 100℃/2 h烧结条件下获得致密的陶瓷体.     

非线性光学晶体MMTWMP的热学和光学性质的测定

报道了一种新型非线性光学晶体：二水合二N-甲基-(-吡咯烷酮合硫氰酸汞锰(MMTWMP)。用热重分析法、差示扫描量热法、吸光光度法、红外和粉末衍射光谱研究了它的热学和光学性质。它属于四方晶系，晶胞参数为α-1．21294，C=0．822.38nm，V=1．21127nm^3。MMTFMP晶体具有较好的物理化学稳定性。它的紫外截止波长为360nm。比硫氰酸汞锰，MnHg(SCN)4(MMTC)紫移了13nm。它在404nm的透过率为44．82％，比MMTC高了17．46％。     

Effects of annealing on the thermoelectric and microstructural properties of deformed n-type Bi2Te3-based compounds

We studied the effects of deformation and annealing of n-type 90Bi₂Te₃-5Sb₂Te₃-5Sb₂Se₃ thermoelectric compound. Hot-extrusion was conducted to prepare the deformed compound and then this compound was annealed at 400°C for 1–24 hr. When the undoped cast-ingot was extruded, the compound was changed from p-type to n-type due to the electrons generated during the extrusion process. For the compound extruded with SbI₃-doped powders, the thermoelectric properties were also varied for the extrusion process. After annealing at 400°C more than 9 hr, the powder-extruded compound was recrystallized. This caused a decrease in carrier concentration and crystallographic anisotropy. In case of the compound extruded at the ratio of 10:1, the Seebeck coefficient α and the electrical resistivity ρ increased due to recrystallization. However, thermal conductivity κ of the compound decreased. This resulted in an increase in the figure-of-merit from 1.23 × 10⁻³ to 1.63 × 10⁻³ K⁻¹.     

(Bi0.5Na0.5)TiO3系无铅压电陶瓷特性与原子组成的关系

整体考虑ABO3型钙钛矿结构压电陶瓷中的A位和B位离子的离子半径、原子量和电负性对压电陶瓷特性的影响,定义了一个包含有A-位和B-位离子的质量差M、离子半径差R及电负性差X有关的综合因子F(ω),该因子与自发极化密切相关。研究了(Bi0.5Na0.5)TiO3基压电陶瓷的压电性能与F(ω)的关系发现,机电耦合系数k33,kp随着F(ω)的增加而相应增大,当F(ω)为160～165时,kp增加迅速,其后增加缓慢;F(ω)与k33则近似直线关系。