新型弛豫铁电单晶(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3生长的技术创新

(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3(PZNT)晶体是弛豫铁电体Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3与普通铁电体PbTiO_3组成的具有钙钛矿结构的固溶体,其准同型相界成分(x=0.09)附近表现出极其优异的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面具有广阔的应用前景,分析了PZNT-PbO赝二元系的析晶行为和相关系,总结了PZNT晶体的压电性能,讨论了生长工艺和成分对晶体性能的影响。针对PZNT晶体生长中存在的问题,发展了助熔剂-坩埚下降法、通气诱导成核技术、两步法生长工艺、区熔凝固技术、底部籽晶高温溶液法等多种生长技术,生长出大尺寸的PZNT晶体,并比较了这些生长技术的特点。     

Ca含量对Sr_(1-x)Ca_xBi_2Nb_2O_9无铅压电陶瓷结构与电性能的影响研究

采用传统固相法成功制备了Sr1-xCaxBi2Nb2O9(SCBN,x=0～0.2mol)无铅压电陶瓷,采用XRD,SEM,HP4294A等测试分析手段研究了陶瓷的晶体结构,介电、压电和铁电性能,结果表明:随着Ca取代量的增加,晶格常数逐渐减小,介电常数、压电常数以及材料的矫顽电场和剩余极化强度均有所降低,而居里温度先增大后减小,在x=0.15时,居里温度达到最大值Tc=508℃,高于纯SrBi2Nb2O9陶瓷的居里温度。     

铌酸锌(Zn_3Nb_2O_8)单晶的生长

采用提拉法生长了铌酸锌(Zn_3Nb_2O_8)大单晶。同成分化合物熔点为1308℃。X射线测定Zn_3Nb_2O_8属正交晶系,晶格常数为α=19.048埃,b=5.901埃,c=5.194埃。晶体密度为5.731克/厘米~3,弹性常数为C_(11)~E=1.35×10~(11)牛/米~2,C_(22)~E=1.28×10~(11)牛/米~2和C_(33)~E=1.12×10~(11)牛/米~2,介电常数为ε_(11)~T=32,ε_(22)~T=21和ε_(33)~T=16。     

Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)(x=0.05,0.1,0.15)陶瓷的热物理性能

以Sm_2O_3和Ce(NO_3)·6H_2O为原料,采用溶胶凝胶法和固相烧结法合成了Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷材料。研究了材料的相结构和显微组织,热导率和热膨胀。结果表明:合成的Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷纯净并具有单一的萤石结构。其显微组织致密,晶界清晰。Sm_2O_3掺杂能降低CeO_2的热导率,其1000℃时的热导率在2.2~2.6 W/m·K之间,与氧化钇部分稳定氧化锆的热导率相当;Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷的热膨胀随Sm_2O_3含量的增加而降低,其1200℃时的热膨胀系数大于13×10~(-6)/K。     

Sr_(1-x)Ca_xRuO_3系列的制备、结构与磁性

固相反应法制备了Sr1-xCaxRuO3 系列 ,X射线衍射确定样品的相结构为正交畸变钙钛矿结构。随Ca替代量x的增加 ,晶格常数a基本保持不变 ,而b和c随之减少 ,晶格畸变更加明显。利用物理性质测量系统 (PPMS)测量了样品的零场冷却 (ZFC)和加场冷却 (FC)磁化强度随温度的变化规律 ,对此规律给出了合理解释。     

K_2xBa_(1-x)Zr_4(PO_4)_6系统的合成及热膨胀行为

用固相反应法合成了属于NZP结构的K2xBa1-xZr4(PO4)6固溶体系统,采用逐步推进的最小二乘法对各组成的高温X射线衍射图作了仔细的指标化和精密点阵常数测定,精确计算了晶格常数随温度的变化。由轴向膨胀系数αa和αc计算得出的平均线膨胀系数α与由顶杆法热膨胀仪测得的陶瓷样品热膨胀系数基本吻合。     

Cu∶Co∶Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6晶体光折变效应的研究

在SrxBal-xNb2 O6 (SBN)晶体中掺进CuO和Co3O4,采用硅钼棒加热体 ,以Czochralski法生长了Cu :Co :SBN晶体。通过二波耦合光路测试了晶体的光折变性能。Cu∶Co∶SBN晶体的最大衍射效率为 74% ,最大折射率变化为 7.9× 10 - 5,光折变灵敏度为 4.8× 10 - 4 cm3/J,并给出了晶体响应时间与光强的关系。利用四波混频光路测试了晶体的自泵浦位相共轭反射率和响应时间。用Cu∶Co∶SBN晶体作为存储元件 ,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体为位相共轭反射镜 ,以增益反馈系统 ,实现关联存储实验。     

Ph(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_x(Fe_(1/2)Nb_(1/2))_(0.64-x)(Fe_(2/3)W_(1/3))_(0.36)O_3系陶瓷的介电性质和钙钛矿相的稳定化

本文研究了Ph（Zn_(1/3)Nb_(2/3)）_x（Fe_(1/2)Nb_(1/2)）_(0.64-x)（Fe_(2/3)W_(1/3)）_(0.36)O_3系陶瓷中PZN含量与焦录石相形成间的关系，以及少量添加剂对钙铁矿相的稳定和介电性能的影响。在该系中仅添加0．15wt％MnCO3就可制备100％钙铁矿型结构的陶瓷。文中报导了该系组成的相关系和介电性质。钙铁矿结构的陶瓷，介电常数高，电容温度系数较低。     

固体氧化物燃料电池阳极材料Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_6(SFM)/Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(SDC)的研究

采用机械混合法合成了Sr2Fe1.5Mo0.5O6(SFM)和Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)质量比为7∶3的SFM/SDC复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H2-TPR、EIS等表征手段对其进行了表征,并以SFM/SDC|La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3(LSGM)|Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3(BSCF)为单电池片进行电化学测试,对其性能进行评价。结果表明,复合材料取得了较好的放电性能,即以氢气为燃料气,850、800、750℃时分别取得了630.6、548.4、426 mW/cm2最大功率密度;以甲醇为燃料,850、800、750℃时分别取得了551.6、426.8、335.3 mW/cm2最大功率密度。     

四方钨青铜结构NaSr_2Nb_5O_(15)铁电陶瓷的致密化（英文）

以TTB结构的NaSr_2Nb_5O_(15)(NSN)为研究对象,采用常规固相烧结法合成的NSN和中间体(NaNbO_3和SrNb_2O_6)粉体作为基体,利用熔盐法合成大尺寸的NSN微晶作为晶种。通过原料设计,制备出致密的NSN陶瓷。研究了晶种含量对NSN陶瓷烧结行为和微观组织的影响。结果表明:在基体中加入晶种,通过反应烧结可以制备出致密的NSN陶瓷;随着晶种含量的增加,NSN陶瓷的微观组织结构发生明显变化。     

NaEuSi_3O_7(OH)_2单晶的合成及结构解析

在水热条件下成功合成了一个铕硅酸盐晶体,其化学构成为NaEuSi_3O_7(OH)。其结构可以看作是由SiO_4四面体和EuO_6八面体相互连接而成的三维结构。每个EuO_6八面体通过桥氧相互连接而成平行于[010]方向的EuO_6八面体双链,SiO_4而四面体之间相互连接而形成的平行于[010]方向的SiO_4而四面体单链。EuO_6八面体双链和SiO_4而四面体单链之间通过氧原子相互连接而形成沿[010]方向的4,6元环的孔道结构,Na~+位于孔道的缝隙位置以平衡电荷。     

K_(0.48)Li_(0.02)Na_(0.5)(Nb_(1–x)Sb_x)O_3压电陶瓷的制备与性能

采用微波烧结法制备了锑掺杂改性K_(0.48)Li_(0.02)Na_(0.5)NbO_3(KLNN)压电陶瓷,研究了锑掺杂量(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)对陶瓷的微观结构、表面形貌、介电性能、压电性能和铁电性能的影响。结果表明:在掺杂范围内,各组分的陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构,结晶良好,晶粒均匀,说明金属锑在KLNN晶格中可以形成均匀固溶体,改善了KLNN基无铅压电陶瓷的微观结构,提高了其压电性能和铁电性能。在x=0.06时,K_(0.48)Li_(0.02)Na_(0.5)(Nb_(0.94)Sb_(0.06))O_3陶瓷样品的Curie温度介电常数峰(ε_r)、单向电致应变(ε)、压电系数(d_(33))均达到最大值,分别为ε_r=5 557,ε=0.08%,d_(33)=208 pC/N。     

(Ag_(0.75)Li_(0.1)Na_(0.1)K_(0.05))(Nb_(1-x)Sb_x)O_3无铅压电陶瓷的结构和电性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了(Ag_(0.75)Li_(0.1)Na_(0.1)K_(0.05))(Nb_(1-x)Sb_x)O_3(x=0~0.10)系无铅压电陶瓷,研究了Sb含量变化对陶瓷的相结构、显微结构和电性能的影响。结果表明:在所研究组成范围内陶瓷均形成了单一钙钛矿结构,当x=0.03~0.06时陶瓷存在正交-伪立方两相共存区;Sb~(5+)的引入使陶瓷的晶粒尺寸有所减小,当x=0.04~0.06时陶瓷晶粒尺寸较为均匀(1~2μm)。陶瓷压电常数d_(33)和机电耦合系数k_p随Sb含量增加均先增大后减小,d_(33)和k_p分别在x=0.04和0.05时达到最大值68 p C/N和26.0%。Sb~(5+)的引入使陶瓷的居里温度有所降低,铁电相变得更加不稳定。     

纳米粉体(CeO_2)_(0.9-x)(GdO_(1.5))_x(Sm_2O_3)_(0.1)的溶胶-凝胶低温燃烧合成

采用溶胶 -凝胶法与低温燃烧法相结合 ,合成了 (CeO2 ) 0 .9-x(GdO1 .5 ) x(Sm2 O3) 0 .1 系列粉体 .结果表明 :由硝酸盐与柠檬酸混合形成的凝胶 ,可在较低温度 (2 0 0～ 3 0 0℃ )点火并燃烧 ,其火焰温度达 90 0℃以上 .经TEM ,XRD测试 ,燃烧后即直接形成了粒径为 2 0～ 3 0nm ,具有萤石结构的单相粉体 ,由该粉体制备的固体电解质在中温下电导率为 5 .8× 10 - 2 S/cm ,组装的单个H2 -O2 燃料电池最大功率密度达 70mW /cm     

Sr_6La_4(SiO_4)_2(PO_4)_4O_2:xEu~(2+),yMn~(2+)荧光粉的制备及性能

采用高温固相法制备Sr_6La_4(SiO_4)_2(PO_4)_4O_2:xEu~(2+),yMn~(2+)荧光粉。通过X射线粉末衍射和结构精修研究了其物相组成和晶体结构以及该荧光粉的激发光谱、发射光谱、漫反射光谱、荧光热稳定性等发光性能。结果表明:该荧光粉具有磷灰石结构,Eu~(2+)和Mn~(2+)可占据结构中的2种阳离子格位。当Eu~(2+)的掺杂量为1%(摩尔分数)、Mn~(2+)的掺杂量为2%时,此荧光粉发光性能最好;荧光粉的发射光谱为450～550 nm的宽发射带,峰值位于478 nm,其激发光谱为220～400 nm的宽激发带,峰值位于302 nm,其色坐标值为(0.203 5,0.307 8);Mn~(2+)的掺杂有效的促进了荧光粉对近紫外光区域的吸收。当温度提升至150℃,Sr_6La_4(SiO_4)_2(PO_4)_4O_2:0.01Eu~(2+)和Sr_6La_4(SiO_4)_2(PO_4)_4O_2:(0.01Eu~(2+),0.02Mn~(2+))荧光粉的发射光谱强度分别为室温的34.46%和51.79%;Mn~(2+)的掺杂显著提升了其热稳定性。     

(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料制备、表征及介电性能

采用固相反应法制备了(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料,采用XRD和FT-IR技术分析了其晶体结构,用SEM技术分析了其显微组织,用阻抗仪测试其介电性能。结果表明,所制备(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷具有单一的焦绿石晶体结构,其显微组织致密,晶粒大小比较均匀,晶界十分干净。介电常数随掺杂量的增加而减小,介电常数的变化主要是由于分子总极化率随掺杂量的增加而减小。     

Zn(2,2-bipy)(H_2O)V_2O_6的合成及结构

以硝酸锌、2,2-联吡啶及Na3VO4用水热法在170℃合成出一种钒酸锌新化合物Zn(2,2′-bipy)(H2O)V2O6(1).化合物1的结构为一种一维链状化合物,其链状结构是以[Zn(2,2′-bipy)(H2O)]2 基团将[V4O12]4—环状的结构连接而成.     

阴阳离子复合掺杂型Li_(1+x)Mn_(2-x)O_(4-y)F_y的合成机理研究

以LiNO3、LiF和醋酸锰为原料,采用柠檬酸络合法,通过控制原材料配比,在750℃下,制备出尖晶石型系列Li1+xMn2-xO4-yFy电极材料。运用等离子体发射光谱法和电位分析法相结合的分析手段测定材料的实际组成,通过分析试样的IR和XRD谱图参数、氟和锂掺杂量与锰的平均氧化数以及材料晶胞常数的变化关系,研究了氟的掺杂取代机理,并得出掺杂的氟取代λMnO2骨架中氧的结论;结合合成材料前驱体的TGA DTA谱图,阐述了Li1+xMn2-xO4-yFy的形成过程。     

固体氧化物电解电池阴极材料Sr_2Fe_(1-x)Mn_xMoO_(6-δ)纳米粉体的制备

采用溶胶–凝胶柠檬酸燃烧法合成出应用于固体氧化物电解电池阴极的双钙钛矿型复合氧化物Sr2Fe1–xMnxMoO6–δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.8)系列粉体材料。制备出的粉体经研磨后在不同的温度和空气或4%(体积分数,下同)H2/Ar混合气氛下煅烧。利用综合热分析、X射线衍射,、扫描电子显微镜以及比表面积分析对不同条件下锻烧的粉体进行表征,研究了煅烧温度、制粉方法等对钙钛矿结构形成以及粉体形貌的影响。分析结果表明:钙钛矿结构的形成和Mn的含量、助燃剂含量、煅烧气氛、煅烧温度以及溶胶的pH值均有关系。在4%H2/Ar混合气体气氛下,加入0.5mol助燃剂NH4NO3(助燃剂与金属离子总数摩尔比为25:12)的Sr2Fe0.8Mn0.2MoO6–δ在900℃下煅烧2h后形成了单一的钙钛矿结构。     

(1-x)Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)-xBiFeO_3复合铁电薄膜的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法结合层层退火工艺制备出(1-x)Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)-xBiFeO_3(SBFTi-x,x=0.1-0.4)系列薄膜,对样品进行分析研究,发现随着BFO取代量x的增加,SBFTi-x复合薄膜的铁电性能逐渐提高。当BiFO_3(BFO)的取代量为0.3,测试电场为931 KV/cm时,剩余极化强度2Pr=23.4μC/cm~2,矫顽场2Ec=28.0 KV/cm,漏电流密度较小。对薄膜样品的漏电流曲线进行线性拟合,发现当测试电场强度低于230KV/cm时,曲线的拟合斜率ɑ都接近于1,说明薄膜内部的漏电流导电机制是以欧姆传导(ɑ≈1)为主,而测试场强高于230 KV/cm时,其导电机制为FN隧道效应。