(1-x)Li1.0125MgPO4-xBa3(VO4)2复相陶瓷的制备及其微波介电性能

采用固相烧结法制备(1–x)Li_(1.0125)Mg PO_4–x Ba_3(VO_4)_2复相陶瓷,研究了Ba_3(VO_4)_2掺杂对复相陶瓷相组成、烧结特性、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明:(1–x)Li_(1.0125)Mg PO_4–x Ba_3(VO_4)_2陶瓷中仅存在Li_(1.0125)Mg PO_4和Ba_3(VO_4)_2相。Ba_3(VO_4)_2的添加能明显降低Li_(1.0125)MgPO_4陶瓷的烧结温度。随着Ba_3(VO_4)_2含量的增加,复相陶瓷的相对介电常数ε_r逐渐增大,品质因子Q×f逐渐减小,谐振频率温度系数τ_f由负值逐渐变为正值。通过调节x值,可获得近零的τ_f值。0.5Li_(1.0125)MgPO_4–0.5Ba_3(VO_4)_2复相陶瓷经875℃烧结2 h后具有最佳微波介电性能,即ε_r=9.72,Q×f=57 347 GHz,τ_f=-1.9×10~(-6)/℃,是一种极具潜力的低温共烧介质材料。     

Li2Zn2(Mo1–xWx)3O12陶瓷的制备及其微波介电性能

采用固相反应法制备Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷,研究了其相组成、显微组织及微波介电性能的变化规律。结果表明:当W6+取代量在0～0.1范围内,Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷均显示出单相钒铁铜矿结构,形成了Li_2Zn_2(Mo(1–x)Wx)_3O_(12)固溶体。随着W~(6+)代量增加,Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷的相对密度、介电常数和Q×f值均先增大后减小,其τ_f值则逐渐增大。当W6+取代量为0.025时,Li_2Zn_2(Mo_(0.975)W_(0.025))_3O_(12)陶瓷经630℃烧结2 h后具有较好的微波介电性能:ε_r=10.75,Q×f=630 95 GHz,τ_f=–65×10~(-6)/℃。     

Na_(1+x)Zr(2-x)M_x(PO_4)_3系统的相组成和导电性能的关系

在Na_(1+x)Zr_(2-x)M_x(PO_4)_3(M=Y、Yb和In)系统中确定了形成R3c结构固溶体的极限组成。在M=Y、Yb和In时,x分别为0.8、0.9和≈1.8。固溶体的晶格常数随组成呈线性变化。根据测得的晶格常数值计算了固溶体的理论密度。 测定了三个系统固溶体350℃时的电阻率。在M=Y和Yb的系统内,固溶体的电阻率随x的增加而降低,至固溶体的极限组成电阻率最小,分别为151Ω·cm和101Ω·cm。其200～400℃间的活化能则分别为0.37eV和0.35eV;在M=In的系统内,固溶体的电阻率先随x的增加而降低,至x=1.2时具有最低值。在x>1.2的组成,电阻率随x的增加而增加。最低电阻率为135Ω·cm,在300～400℃间的活化能为0.27eV。 讨论了组成、结构和导电性能之间的关系。     

(Mg4-xLi2x)(Nb1.92V0.08)O9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。     

Li_(1 x)Ti_(2-x)Ga_xP_3O_(12)和Li_(1 2x)Ti_(2-x)Mg_xP_3O_(12)系统的相关系和电导

研究了Li_(1 x)Ti_(2-x)Ga_xP_3O_(12)和Li_(1 2x)Ti_(2-x)Mg_xP_3O_(12)系统的组成、结构和电性的关系。在这两个系统中,Ga~(3 )和Mg~(2 )都能在一定的组成范围内取代LiTi_2P_3O_(12)中的Ti~(4 )形成固溶体,并使电导率提高。电导率极大值分别出现在x=0.6和x=0.3处,其在300℃左右的值为8.4×10~(-3)和5.3×10~(-3)s/cm。 比较了Ga~(3 )、Mg~(2 )和In~(3 )三种离子取代Ti~(4 )对电性的影响,并从结晶化学角度讨论了它们的差异。     

光学玻璃

这种光学玻璃的重量百分组成为:Gd_2O_3+La_2O_2(La_2O_30～25)36～50、B_2O_3+GeO_2(GeO_20～11)26～30.8和ThO_2+Li_2O(Li_2O0～0.5)20～35。其中,B_2O_2、Gd_2O_3和ThO_2这种光学玻璃必需的成份。     

Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的相关系和电性能

研究了Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的组成、结构和电性能。结果表明:Mg~(2+)能在一定的组成范围内取代Na_3Zr_2Si_2PO_(12)中的Zr~(4+)形成固溶体,单相固溶体区域延伸至x=0.5;当x=0.4时固溶体的结构由单斜转变为三方。固溶体的电导率随x的增加而降低。本文还从结晶化学的角度讨论了Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的组成、结构和电性能的关系。     

SiC/β-Zn_4Sb_3复合热电材料的制备及性能

采用真空熔融淬火结合等离子活化烧结工艺(PAS)制备SiC/β-Zn_4Sb_3复合热电材料。对材料的相组成和显微结构分别进行X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察,并在300~700 K范围内测量了电阻率、Seebeck系数、热导率。结果表明,复合材料由SiC和β-Zn_4Sb_3两相组成,PAS烧结过程中,β-Zn_4Sb_3并没有发生相变,SiC纳米粒子在β-Zn_4Sb_3基体中随机分布。随着纳米SiC含量增加,复合材料的电阻率逐渐增加,Seebeck系数先增加后降低。当SiC含量为1.0%(质量分数)、673 K时,复合材料的热电优值(ZT)达到1.03,与单相β-Zn_4Sb_3相比提高了37%。     

Bi_(12)SiO_(20)-Bi_(12)GeO_(20)赝二元系的研究

用差热分析、X 射线物相分析等方法研究了 Bi_(12)SiO_(20)-Bi_(12)GeO_(20)赝二元系的相平衡。发现它们形成既没有最高共同成分熔点也没有最低共同成分熔点的连续固溶体相图,并观察到 Bi_(12)SiO_(20)、Bi_(12)GeO_(20)或它们形成的固溶体都在高于它们自身的熔点约30～40℃时,发生如下反应(以Bi_(12)SiO_(20) 为例):Bi_(12)SiO_(20)?6Bi_2O_3 SiO_2。在以10℃/min或5℃/min冷却时,得到大部分Bi_(12)SiO_(20)的非晶态,有部分的Bi_2O_3 的晶态物质,而SiO_2 因其量少和易形成非晶态而未观察到。     

Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法合成了Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗研究复合材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:溶胶-凝胶法能合成纯相Li_4Ti_5O_(12)/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合负极材料颗粒均匀。与纯相Li_4Ti_5O_(12)相比,引入Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3的Li_4Ti_5O_(12)复合负极材料具有更低的锂离子嵌入/脱出阻抗,Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的Li4Ti5O12复合负极材料首次放电容量比纯相Li_4Ti_5O_(12)分别提高了6.2%、11.8%、15.5%、8.0%和2.0%。充放电循环20次后,Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3质量分数为3%的Li_4Ti_5O_(12)复合负极材料循环性能最好,平均每次循环容量衰减率为0.022%。     

Li_(1+x)Ge_(2-x)Cr_xP_3O(12)系统的相关系与电导

研究了Li_(1+x)Ge_(2-x)Cr_xP_3O_(12)系统的相组成与电导的关系。用Cr~(3+)置换LiGe_2P_3O_(12)中的Ge~(4+)在00.5时出现未知相。用少量Cr~(3+)取代Ge~(4+)后电导率即骤增,在固溶体范围内电导率随x值的增大而升高,在0.2≤x≤0.6区间都有较高的电导率。Lj_(1.3)Ge_(1.7)Cr_(0.3)P_3C在35℃、300℃、450℃时的电导串分别为2.9×10~(-5)、1.1×10~(-2)、4.6×10~(-2)(S/cm),电导活化能为0.37eV,电子迁移数在10~(-5)数量级。     

Cr~(4+)掺杂Zn_2SiO_4透明微晶玻璃光谱特性

采用高温熔融法和热处理制备了Cr~(4+)掺杂β-Zn_2SiO_4微晶玻璃。通过吸收光谱测试发现,Cr~(4+)在β-Zn_2SiO_4微晶玻璃中处于低的晶体场环境中。推导了Cr~(4+)在β-Zn_2SiO_4微晶玻璃的Racah参数,得到其能级位于~1E和~3T能级交点附近,在808 nm的二极管激发下,在Cr~(4+)掺杂β-Zn_2SiO_4微晶玻璃中可观察到中心波长位于1342nm,半高宽285nm的近红外宽带发射峰,该发射可归于Cr~(4+)在β-Zn_2SiO_4微晶低的晶体场格位的发射。     

锂离子电池Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3正极材料合成及性能研究

以V_2O_5、LiOH、NH_4H_2PO_4、Al(OH)_3和柠檬酸为原料采用溶胶-凝胶法合成V位掺杂Al3+的Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3/C复合材料,仔细研究Al3+掺杂对磷酸钒锂材料电化学性能的影响,确定最佳的Al掺杂量。同时借助各种分析手段(如XRD、SEM、TG-DTA)对掺杂后Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)3/C材料结构变化进行探究,深入理解V位掺杂对电化学性能产生作用的内在机理。Li_3V_2-xAlx(PO_4)_3/C(x=0,0.02,0.05,0.1,0.15,0.2)首次放电比容量分别为103.7 m Ah/g,105.7 m Ah/g,108.4 m Ah/g,141.1 m Ah/g,130.1 Ah/g,124.8 m Ah/g。在一定范围内,随着Al3+量的提高,相应的Li3V2-xAlx(PO4)3/C的首次放电比容量也不断的增加。     

GeO_2纳米锥的制备与机理分析

利用化学气相沉积法,在900-1100℃下得到了GeO_2纳米锥。采用环境扫描电镜(SEM)、激光拉曼光谱和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对产物进行了表征分析。结果表明,GeO_2纳米锥为六方相多晶结构。提出了表面扩散生长机理。     

NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O四元体系298.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O和四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K下的固液相平衡关系。通过湿渣法与X射线衍射相结合的方法鉴定了平衡固体组成,绘制了298.15 K下该三元体系的平衡相图以及该四元体系的平衡相图和水图。研究结果表明:三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、2条单变量曲线、4个区域[分别对应NH_4H_2PO_4和CO(NH_2)_2的共结晶区,NH_4H_2PO_4结晶区,CO(NH_2)_2结晶区,不饱和区]。四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、3条单变量曲线、3个结晶区[分别对应CO(NH_2)_2结晶区,(NH_4,K)H_2PO_4固溶体结晶区,(K,NH_4)H_2PO_4固溶体结晶区]。实验结果可为该体系的共结晶研究提供必要的溶解度数据。     

B掺杂制备Li_(1+2x)Mn_(0.8)Fe_(0.2)P_(1-x)B_xO_4锂电池正极材料

采用水热法制备富锂相正极材料Li_(1+2x)Mn_(0.8)Fe_(0.2)P_(1-x)B_xO_4(x≤0.10),通过X射线衍射、激光粒度仪、扫描电子显微镜对所得样品进行表征。将所得正极材料组装成电池,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试其电化学性能。结果表明:B原子进入晶格,取代P原子位置,形成固溶体。当B的取代量x=0.02时,富锂相正极材料Li_(1.04)Mn_(0.8)Fe_(0.2)P_(0.98)B_(0.02)O_4的电化学性能最好,0.1C时放电比容量为157.9 mA·h/g、5C时为102.7 mA·h/g,分别优于未经B掺杂的LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4的149.7和85.3 mA·h/g。     

不同Ti~(4+)含量掺杂Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2的制备和电化学性能

采用钛酸四丁酯[Ti(OC_4H_9)_4]水解和900℃高温烧结工艺制得不同Ti~(4+)含量掺杂下的Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]_(1-x)Ti_xO_2正极材料。采用XRD、SEM等表征方法对Ti~(4+)掺杂前后的Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2颗粒的微观结构、表面形貌进行分析研究,发现掺杂前后材料的结构并未明显变化。电化学测试结果表明,虽然Ti~(4+)表现为非电化学活性,使得掺杂有Ti~(4+)的正极材料其首次充放电比容量有所降低,但是在高倍率性能及循环性能测试中,Ti~(4+)掺杂改性效果表现明显。其中当Ti~(4+)掺杂量为x=0.02时,其倍率性能及循环性能最佳。在5C高倍率下放电,Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]_(0.98)Ti_(0.02)O_2样品的放电比容量要比未掺杂样品高出约20 m A·h/g。而且经过100次循环后,Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]_(0.98)Ti_(0.02)O_2样品的放电比容量仍有187.9 m A·h/g,容量保持率高达96.8%。而未掺杂样品的100次循环后容量保持率仅有91.2%。     

ZnO对MgO-Al2O3-SiO2体系的结构和红外辐射性能的影响

采用固相反应法制备名义组成为Mg2 ( 1x) Zn2xAl4Si5O1 8(x =0～ 0 .6)的红外辐射材料 ,测试了样品的红外辐射性能 ,并用XRD ,IR ,2 9SiMASNMR等方法研究了体系的结构。研究结果表明 :x≤ 0 .2时样品主要为Zn2 固溶α堇青石结构 ,Zn2 的固溶使T1 (与 [MgO6 ]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体 )和T2 (组成六元环结构的四面体 )四面体上Al,Si分布的有序度提高 ,引起α堇青石晶格产生畸变 ,增强了晶格振动的非简谐效应和样品的红外辐射性能。x =0 .2时样品的红外辐射性能达到最佳 ,其法向全波段比辐射率达到 0 .89,在 8～ 2 5 μm内各波段的辐射率达到 0 .90～ 0 .93。x >0 .2时样品的红外辐射性能随x的增大而降低 ,x≥ 0 .4时样品中主要形成 (Mg1xZnx)Al2 O4尖晶石固溶体和方石英     

Li_2SO_4-CuSO_4、Li_2SO_4-Li_3VO_4体系相图和热学性质的研究

本文用X射线粉末衍射(高温与室温)、差热分析和比热测量等方法研究了Li_2SO_1-CuSO_4、Lj_2SO_4-Li_3VO_4体系的相图和热学性能。 Li_2SO_4-CuSO_4和Li_2SO_4-Li_3VO_4均属共晶体系,共晶温度和成分分别为507℃、35mol％CuSO_4和803℃、5mol%Li_3VO_4。在共晶温度时CuSO_4在Li_2SO_4中的固溶度为8mol%,随着温度而下降,室温时约为1mol%,Li_3VO_1在Li_2SO_4中的固溶度很小。Li_2SO_4在CuSO_4或在Li_3VO_4中都不存在可观察到的固溶度。Li_2SO_4的相变热为25.3kJ/mol。用绝热法测定了Li_2SO_4及Li_(1.90)Cu_(0.05)SO_4室温相的比热随温度和成分而变化,为1.82±0.05J/g。热膨胀系数分别为23.3×10~(-6)/℃和42.6×10~(-6)/℃。     

CeO_2与碳共包覆Li_3V_2(PO_4)_3正极材料低温电化学性能

采用控制pH值为4的溶胶-凝胶法制备Li_3V_2(PO_4)_3/C正极材料,采用聚乙烯醇辅助的悬浮包覆法对其进行不同含量的CeO_2包覆,研究了C和CeO_2共包覆制备工艺在常温、0℃和-20℃对Li_3V_2(PO_4)_3电化学性能的影响。结果表明,CeO_2包覆是提高Li_3V_2(PO_4)_3/C低温电化学性能的一种有效方法,在3.0~4.8 V电压窗口下CeO_2包覆量为2%(质量分数)时,材料具有最好的电化学性能,适量的CeO_2包覆可以提高材料的锂离子扩散系数并降低材料的电荷转移电阻。