Ca3Co4O9热电材料及其Ca位掺杂改性

氧化物热电材料Ca3Co4O9与传统热电材料相比具有其独特优势,因而引起了广泛的关注.评述了Ca3Co4O9热电材料的主要结构、热电特性及其Ca位掺杂研究的进展(掺入Na,Bi,Ag等),并对Ca3Co4O9热电材料的应用前景进行了展望.     

0.64BaTi4O9-0.36BaEu2Ti4O12/BaTi4O9纤维复合陶瓷的介电性研究

对0.64BaTi4O9-0.36BaEu2Ti4O12/BaTi4O9纤维复合陶瓷新材料的相组成、介电性能和样品表面原子的化学组成及Ti元素的价态变化进行了研究.研究结果表明该复合陶瓷新材料只由BaTi4O9和BaEu2Ti4O12两相组成.加入BaTi4O9纤维后,复合陶瓷材料中Ti3+离子和Ti2+离子的含量降低,氧元素的含量提高,并且BaTi4O9纤维对该材料体系的介质损耗有明显的改善作用,其中含10vol%BaTi4O9纤维的BET10试样的性能最佳,其εr=55,tgδ=3×10-4(在1MHz条件下).     

不同环境下烧结的Ca3Co4O9的热电性能

采用传统的固相反应法在不同的氧压下烧结制得Ca3Co4O9样品,并对其进行了结构和热电性能表征.经研究发现,在氧气环境下烧结样品可以抑制Ca3Co4O9在高温下分解,提高其烧结温度.在氧气环境中烧结的样品成相优于在空气中烧结的样品.一定氧压下烧结样品的电阻率比常压下烧结样品的电阻率大,但是Seebeck系数明显提高,因而改善了Ca3Co4O9的热电性能.     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的微波介电性能

采用传统固相法制备Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷,研究Li2CO3-V2O5(LV)共掺杂对其烧结特性、微观结构和微波介电性能的影响.实验结果表明:一定量的LV掺杂能够使Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的烧结温度降至1200℃;XRD和EDX综合分析表明,样品由(Mg4-xCax)Nb2O9/(Ca1-x...     

酒石酸络合溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体的研究

以金属硝酸盐和酒石酸为原料,用酒石酸络合溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9粉体.分别用TG-DTA、XRD、FT-IR和SEM等手段对干凝胶的热分解过程和Ca3Co4O9的形成过程进行了研究.结果表明硝酸根离子可以加速凝胶的热分解,在750℃煅烧2h即可得到平均粒径0.6μm的片状Ca3Co4O9粉体.     

纳米Fe3O4/聚乙烯醇磁性水凝胶的制备及性能

利用化学方法制得了纳米Fe3 O4粒子,然后将其与聚乙烯醇(PVA)的胶态溶液共混,通过冻融法制备了纳米Fe3O4/PVA磁性水凝胶.采用综合热分析仪、拉伸试验机及ppms-9综合物性检测系统对磁性水凝胶进行了表征和测试.结果表明,纳米Fe3O4粒子的加入会降低磁性水凝胶的热稳定性;磁性水凝胶的力学性能和磁学性能随纳米Fe3O4含量及冻融次数的改变而显著变化.     

稀土多钨酸盐红色荧光粉在白光LED中的应用研究

利用高温固相法合成了Ca9Gd2W4O24:Eu3+和Sr9Gd2W4O24:Eu3+两个系列四钨酸盐体系以及Ca3La2W2O12:Eu3+二钨酸盐体系荧光粉,对比其荧光性能,结果发现此三种多钨酸盐荧光粉在395nm的近紫外和460nm的蓝光区都有较高的激发强度,与现有商业化近紫外光、蓝光LED芯片的发射光谱吻合,可以被这两种LED芯片有效激发,发射色纯度较高的红光,是潜在的紫光和蓝光转换型白光LED用红色荧光粉.Eu3+离子在Ca9Gd2W4O24和Sr9Gd2W4O24两个四钨酸盐体系中没有浓度猝灭效应,而在Ca3La2W2O12二钨酸盐体系中的最佳掺杂浓度为40%.以其中性能优良的Ca9Eu2W4O24、Sr9Eu2W4O24和Ca3La1.2Eu0.8W2O12结合400nm发射的紫光InGaN芯片以及460nm发射的蓝光InGaN芯片制备LED器件,探讨稀土多钨酸盐红色荧光粉在白光LED中实际应用存在的优点和局限性.     

BaO-TiO2系纤维的合成及BaT4O9纤维复合陶瓷的研究

摘要以水热法合成出BaTi4O9和BaTi5O11两种新型的功能陶瓷纤维,制备了三个体系的BaTi4O9纤维复合陶 瓷新材料,并对其组织结构、介电性能和室温断裂行为进行了研究.论文取得了如下创造性研究成果:(1)合成出以 BaTi4O9和BaTi5O11为主晶相的纤维新材料;对原料K2Ti4O9纤维的形成机制进行了探讨;同时,对中间产物水合二氧 化钛纤维的相变过程进行了研究;(2)成功地制备出BaTi4O9(f)/(0.64BaTi4O9+0.36BaPr2Ti4O12)(简称BPT系列) 和BaTi4O9(f)/()(0.64BaTi4O9+0.36BaEu2Ti4O12)(简称BET系列)两个系列复合陶瓷材料,系统研究了BaTi4O9纤 维的加入量对介电性能的影响,结果表明,含10vol%BaTi4O9纤维的BPT和BET试样具有良好的综合介电性能;(3) 对BaTi4O9纤维和复合陶瓷的组织结构进行了系统研究,揭示了介电性能变化的结构基础,对进一步开发新的相应系 列的微波介质陶瓷材料有重要的参考价值;(4)由纯BaTi4O9纤维制成的试样具有较好的烧结性和介电特性. 关键词微波介质陶瓷纤维复合陶瓷 BaTi4O9纤维介电性能 导师:周玉教授和王福平教授答辩时间:2000-10-19 通讯地址:哈尔滨工业大学2045信箱     

温度对Mg4Nb2O9合成的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为取代氧化铝陶瓷的新一代高Q值基板陶瓷.在900～1400℃温度范围内,合成了Mg4Nb2O9化合物,采用X射线粉末衍射法进行了相结构分析.结果表明,生成物中含有Mg4Nb2O9、Mg4Nb2O6和MgO三种物相,主晶相是Mg4Nb2O9;在900～1300℃温度范围内,随着温度的升高,MgNb2O6和MgO反应生成Mg4Nb2O9相,主晶相含量线性增加,但在1300℃以上,主晶相含量随温度的升高而减小;Mg4Nb2O9相的最佳合成温度为1300℃.这些结果对研究开发Mg4Nb2O9微波基板材料有着重要的意义.     

储热材料三水醋酸钠的添加剂评选与优化实验研究

为改善储热材料三水醋酸钠凝固过程中存在的过冷和相分层问题,必须添加合适的成核剂和增稠剂.经过研究比较,选用了5种常用的成核剂Na2HPO4·12H2O、Na3PO4·12H2O、NaCO3·10HzO、Na2SiO3·9H2O和Na284O7·10H2O,以及3种增稠剂羧甲基纤维素、明胶和聚丙烯酰胺作为添加剂来改善其相...     

Ca_3Co_4O_9热电材料研究现状及应用前景

从结构、制备和掺杂改性3个方面论述了氧化物热电材料Ca_3Co_4O_9的研究状况,并简短总结了Ca_3Co_4O_9热电材料的Ca位或Co位掺杂效果,发现Co位掺杂效果不如Ca位掺杂效果明显,指出适当掺杂的Ca_3Co_4O_9是目前最具中高温应用前景的热电材料之一。     

水热合成制备纳米铁酸铜及其表征

为获得粒径小且分布均匀的铁酸铜(CuFe2O4)粉体,本文中以硝酸铜、硝酸铁及氢氧化钠为反应原料,采用水热法合成了纳米CuFe2O4粉体,研究了前驱体组分、反应温度、保温时间和表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对CuFe2O4粉体制备的影响;用X射线衍射(XRD)、粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(IR)等分析方法对样品进行了表征。结果表明,前驱体中NO3-的存在将导致产物中铁酸亚铜CuFeO2的产生;在反应温度为320℃、以PVA作分散剂、保温3h的水热条件下可合成纳米CuFe2O4粉体。     

四氧化三铁纳米粉在水溶液中分散稳定性的研究

采用液相共沉淀法制备了Fe3O4粒子,选用柠檬酸铵、白蛋白、PEG200和柠檬酸等作为分散剂,对Fe3O4纳米粉体进行表面修饰和改性,研究了分散剂种类、添加量及粉体含量等对Fe3O4纳米粉稳定性的影响.研究结果表明,白蛋白和柠檬酸铵是水溶液中纳米粉体很好的分散剂;电解质柠檬酸铵作为分散剂时,溶液分散处理都能达到很好的稳定效果;用白蛋白分散时,最佳工艺条件为:纳米Fe3O4粉体含量为40mL标准溶液/100mL溶液,白蛋白添加量为1.6mL.最后采用HRTEM、FT-IR等对其结构和包裹性能进行表征,结果表明,纳米粒子表面包覆了柠檬酸铵,柠檬酸铵包覆的Fe3O4纳米粒子基本呈球形,单个晶粒粒径约为10nm,制得的磁性液体分散稳定效果很好.     

掺杂 Al_2O_3对 Ba_2Ti_9O_(20)相形成的影响

本文研究了在BaO-TiO_2-SnO_2固相反应系统中掺杂 Al_2O_3对 Ba_2Ti_9O_(20)相形成的影响。实验结果表明,即使掺杂少量的 Al_2O_3,在反应过程中 Ba_2Ti_9O_(20)相也变得更容易形成。微观结构分析结果表明,Ba_2Ti_9O_(20)晶体结晶时,由于具有层状结构特征,往往会出现结构层间应力;这种应力会严重制约Ba_2Ti_9O_(20)晶体的形核和长大。掺杂少量 Al_2O_3后,能形成与 Ba_2Ti_9O_(20)晶体共生的 BaAl_2Ti_6O_(16)晶体;这种共生机制抑制了应力的发展。Al_2O_3改善了 Ba_2Ti_9O_(20)结晶的动力学条件,促进了 Ba_2Ti_9O_(20)相的形成。     

Formation of CMK-3/Co3O4 nanosheets on nickel foam with markedly enhanced pseudocapacitive properties

Composites of mesoporous carbon(CMK-3) and Co_3 O_4 nanosheets grown on nickel foam were successfully synthesized by a simple route. A bare Co_3 O_4 film was synthesized for comparison. With the addition of CMK-3, the Co_3 O_4 nanoparticles self-organize and agglomerate into nanosheets, showing a significant influence by CMK-3 on the morphology. The CMK-3/Co_3 O_4 exhibits an optimal specific capacitance of 1131.3 Fg~(-1) in 3 mol L-1 KOH aqueous electrolyte at 0.5 Ag-1, and a retention ratio of 91% over3000 cycles, both being much higher than that achieved from the bare Co_3 O_4 film(727 Fg~(-1) of specific capacitance, and 82% capacitance retention ratio), indicating that the CMK-3/Co_3 O_4 nanosheets are very promising as electrode materials for supercapacitor applications.     

不同气氛下柠檬酸铁制备铁氧化物的研究

以柠檬酸铁为原料,分别在富氧和无氧气氛中经热处理得到铁氧化物,利用TG技术研究了柠檬酸铁在不同气氛下的热解过程,采用XRD技术研究了不同气氛下柠檬酸铁反应温度与反应时间对产物组分、结构的关系。结果表明:柠檬酸铁在空气气氛的热解产物为Fe3O4,提高反应温度或延长反应时间均有利于Fe3O4向α-Fe2O3的转变。然而,柠檬酸铁在无氧气氛的热解产物为Fe3O4与无定形热解炭,增加反应温度和/或延长反应时间会促进Fe3O4向Fe、FeO的转变。     

熔盐法制备片状CaBi_4Ti_4O_(15)晶粒的研究

以TiO_2、CaCO_3和Bi_2O_3为原料,加入NaCl和KCl(物质的量比为1:1)为熔盐,采用熔盐法制备Ca-Bi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体.研究了熔盐含量、合成温度以及保温时间对制备CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体的影响,并对其反应机理进行了初步的探讨.结果表明,当熔盐质量分数为30%时开始生成CaBi_4 Ti_4 O_(15),当熔盐质量分数增加到40%左右时可获得较纯的CaBi_4 Ti_4 O_(15)相.熔盐含量对钛酸铋钙晶体的形貌有一定的影响,随着熔盐含量的增加,CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体逐渐长大,各向异性程度增大.合成温度的升高和保温时间的延长有利于CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状形貌的形成.制备完整片状形貌的CaBi_4 Ti_4 O_(15)晶体的最佳熔盐含量为40%,合成温度为1150℃,保温时间为4h.     

液相包裹法制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4磁电耦合材料

以无机盐Nb2O5、Mg(NO3)2、Pb(NO3)4、Co(NO3)2、Fe2(NO3)3为原料,柠檬酸和EDTA为络合剂,分别制备了Nb5+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Fe3+等离子的络合溶液。采用络合法制备了铌酸镁-铁酸钴先驱体(MgNb2O6-CoFe2O4,简称MN-CFO)。此先驱体在1000℃煅烧1h后,得到纯净的MgNb2O6-CoFe2O4固溶体。采用液相包裹法制备了铌镁酸铅-铁酸钴(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4)先驱体,在1000℃煅烧1h,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4先驱体分解为具有铁电相Pb(Mg1/3Nb2/3)O3和铁磁相CoFe2O4的复相组织。研究了10%过量的PbO对煅烧过程中烧绿石相向铁电相的转变作用,并在700℃煅烧5h条件下制备了不含烧绿石相的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4固溶体。     

Co3O4 纳米粒子的表面改性及其对复合材料性能的影响

Co₃O₄纳米粒子填充耐高温有机硅树脂复合材料,可用来制备耐高温热流传感器表面的吸收热辐射材料。Co₃O₄粒子表面采用接枝处理的方法接枝上甲基丙烯酸丁酯来改善纳米粒子与有机树脂的界面性能和防止粒子间的相互团聚。采用红外分析和热失重分析的方法研究了接枝状态和接枝率。Co₃O₄纳米粒子的表面处理对复合材料界面性能、吸热性能和耐热性能的影响通过透射电镜(TEM)、热流传感器的校正试验、热失重分析(TGA)和热失重的微分曲线(DTG)进行了研究。结果发现,Co₃O₄粒子的表面处理提高了其在有机硅树脂中的分散性能,同时提高热流传感器的热流灵敏度。未改性纳米Co₃O₄粒子的加入降低硅树脂的耐热性;经表面改性的Co₃O₄粒子的加入,提高硅树脂的耐热性。      

自燃法制备Na掺杂Ca_3Co_4O_9及其热电性能的研究

采用简单的自燃法, 以去离子水为溶剂, 柠檬酸为螯合剂, 硝酸盐为原料制备了金属钠掺杂的(Na_xCa_(1-x))_3Co_4O_9热电材料前驱粉.前驱粉经煅烧、球磨、冷压、烧结等工艺获得块体材料.通过X射线衍射, 扫描电镜观察等方法对样品的结构与形貌进行了分析表征.在573～1073K温度区间内, 测试了材料的电阻率和Seebeck系数.研究表明,试样(x=0.15)在973K时的电阻率可达ρ=5.899mΩ·cm,Seebeck系数S=185μV/K,热电转换功率因子值p=5.802×10~(-6)W/(m·K2).