烧结温度对La22/27Sr1/27K4/27MnO3的电输运性质及磁电阻的影响

采用固相反应法在不同烧结温度制备出La22/27Sr1/27K4/27MnO3多晶样品,研究了烧结温度对La22/27Sr1/27K4/27MnO3电输运性质及磁电阻的影响。结果表明:1 523、1 573K烧结样品的电输运性质出现反常;磁电阻-温度(RM-T)曲线中,低温区RM随温度降低持续增大,是界面引起的自旋相关隧穿磁电阻;高温区出现的磁电阻峰是颗粒相本征磁电阻;中间温区RM-T曲线出现一个平台。在314～274K、0.8T磁场下,1 373℃烧结的样品磁电阻(7.96±0.08)%保持不变,这有利于庞磁电阻的实际应用。钙钛矿颗粒分为体相和界面相,RM温度稳定性的机制为:高温区体相产生的本征磁电阻占优势;低温区界面产生的隧穿磁电阻占优势;中间温区二者叠加,产生不随温度变化的磁电阻。     

Ca2+掺杂对BiFeO3陶瓷结构和磁、介电性能的影响

以Bi(NO3)3·5H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ca(NO3)2·4H2O为原料、乙二醇甲醚为溶剂、柠檬酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法制备Bi1–x Cax FeO3(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20)陶瓷样品。结果表明:所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO3相吻合,样品晶粒尺寸随Ca2+掺杂量的增加而减小,在室温下各样品均具有完整的磁滞回线,样品铁磁性显著提高。当x=0.10时,剩余比磁化强度达到最大值(0.11A·m2/kg)。在外加磁场为398 kA/m时,样品的比磁化强度在644 K附近出现明显的反铁磁相变,反铁磁相变温度TN随掺杂量的增加而升高。在300~900 K,样品顺磁相变温度TP,以及TN和TP处比磁化强度的差值随Ca2+的增加均呈现先上升,在x=0.10时达到最大值,之后又呈下降趋势。样品在850K时比磁化强度出现明显变化,变化幅度随Ca2+掺杂量的增加而减小,在x=0.10时最小,之后又增大。不同磁场下样品剩余比磁化强度随温度变化表明:Bi1–x Cax FeO3陶瓷样品存在变磁性,当x=0.10时,变磁性最为明显。磁电耦合效应观测结果表明:样品的磁电耦合系数为负值,介电常数随外磁场变化反应灵敏,在x=0.10时磁电耦合效应为–14.2%,是纯相BiFeO3(其磁电耦合效应为–5%)的近3倍,表明掺杂适量Ca2+可增强样品的磁电耦合性能。     

固相反应法制备La0.6Sr0.25K0.15MnO3+xAg复合材料及其磁电阻效应研究

采用固相反应法使提前制备好的La0.6Sr0.25K0.15MnO3与AgNO3复合,制备了La0.6Sr025K0.15MnO3+xAg(x=0.04,0.06,0.08)系列复合样品.我们在样品的相结构、磁性质及其磁电阻效应方面进行了研究.通过相结构的研究发现:复合样品中除了有钙钛矿主相外还有少量Ag相和Mn3O4相.通过对样品的磁性测量发现:复合样品对母体样品的比饱和磁化强度和居里温度的影响很小.复合后,母体样品的磁电阻温度稳定性得到很好改善.当x=0.04时,在290 ～ 352 K的温度范围内,磁电阻值稳定在5.0％±0.2％;当x=0.06时,在260～307 K的温度范围内,磁电阻值保持在3.8％±0.2％;在282 ～339 K内x=0.08的复合样品的磁电阻值保持在5.03％±0.12％.本征磁电阻与隧穿磁电阻竞争的结果是导致磁电阻值的温度稳定性的机制.     

Y2-xLaxMo3O12陶瓷的制备及其热膨胀性能

以分析纯Y2O3、La2O3和MoO3为原料,采用固相反应法制备Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪和热机械分析仪对样品的物相组成、微观结构、吸湿性和热膨胀特性进行了表征。结果表明:在750℃烧结10 h可制备得到Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷;Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)陶瓷断面晶粒呈不规则多边形,为多孔结构。热重分析发现:Y2Mo3O12陶瓷易吸湿,掺入La后吸湿现象消失。在178～600℃测试温度范围内,随La掺入量增加,Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷样品的热膨胀系数呈增大趋势。     

Y1-xGdxBaCo4O7+δ的微结构和氧吸附性能

采用固相反应法制备了Y1–xGdxBaCo4O7+δ(x≤0.4)吸氧材料。利用X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)和热重分析表征了样品的微结构和氧吸附性能。XRD结果表明:Gd掺杂量x≤0.2时,Y1–xGdxBaCo4O7+δ具有单相六方结构;x>0.2时,Y1–xGdxBaCo4O7+δ出现杂相。Rietveld精修XRD结果表明:Y1–xGdxBaCo4O7+δ(x≤0.2)样品的单胞参数和体积随Gd掺杂量增加而增大;Co—O键角变化不明显,Co—O键长变化较大,这使两种类型的CoO4四面体发生畸变。热重分析结果显示:从室温到1000℃,所有样品经历两次氧吸附过程,Gd掺杂的YBaCo4O7+δ最大吸氧量低于母相YBaCo4O7+δ的吸氧量,与氧的激活能有关。     

La（0.3）Ca（0.7）Mn（1–x）VxO3体系的电荷序和自旋序（英文）

通过对样品La0.3Ca0.7Mn1–xVxO3（x=0.05,0.10,0.134,0.20）的磁化强度–温度（magnetization–temperature,M–T）曲线、电阻率–温度（resistivity–temperature,ρ–T）曲线、电子自旋共振谱的测量,研究了Mn位V掺杂对La0.3Ca0.7MnO3体系电荷序和自旋序的影响。结果表明：当0.05≤x≤0.134时,体系存在电荷有序（CO）相,体系自旋序随温度降低发生顺磁（paramagnetism,PM）–电荷有序（charge ordering,CO）–反铁磁（antiferromagnetism,AFM）变化。当x=0.20时,电荷有序融化,体系出现再入型自旋玻璃行为。     

(Mg1–xCax)2Al4Si5O18陶瓷的相演变与微波介电性能

采用固相烧结反应法制备(Mg1–x,Cax)2Al4Si5O18陶瓷。XRD测试结果表明:0≤x<0.2时,陶瓷以(Mg,Ca)2Al4Si5O18堇青石单一相固溶体形式存在;0.2≤x<0.8时,陶瓷以Mg2Al4Si5O18/CaAl2Si2O8两相复合形式存在;0.8≤x<1.0时,陶瓷以单一相(Ca,Mg)Al2Si2O8固溶体形式存在。SEM结果显示:Ca2+掺杂可以有效地降低堇青石陶瓷的气孔率与微裂纹,并能有效地控制Mg2Al4Si5O18/CaAl2Si2O8复相陶瓷的颗粒分布与晶粒尺寸。微波介电性能测试结果表明:0≤x≤0.4时,(Mg1–xCax)2Al4Si5O18陶瓷介电常数εr为7.0左右;0.6≤x≤1.0时,εr从7.0增加到8.6,然后又降低到6.9。随着x增加,品质因数Qf值从24100GHz降低到4400GHz。但是,在x=0.6时,由于[Si,AlO4]四面体中Al/Si原子排列的有序化,(Mg0.4,Ca0.6)2Al4Si5O18陶瓷Qf值(Qf=5500GHz)比两侧x值成分点Qf值有较大提高。(Mg1–x,Cax)2Al4Si5O18陶瓷谐振频率温度系数在整个x值范围内保持在–20×10–6～–35×10–6℃–1。     

溶胶–凝胶法制备(Na0.50+xK0.50-2xLix)Nb0.9Ta0.1O3无铅压电陶瓷及其性能

采用溶胶–凝胶法制备Li+取代(K0.5Na0.5)+及Ta5+取代Nb5+的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉体,采用无压烧结工艺制备(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品。研究了前驱体煅烧温度对陶瓷粉体物相组成的影响。分析了不同Li+掺杂量对样品物相组成、微观结构、体积密度及电学性能的影响。结果表明:前驱体的最佳煅烧温度为600℃,通过透射电子显微镜分析陶瓷粉体的粒径为49 nm;不同Li+掺杂量制备的(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷样品均为正交相钙钛矿结构;随着Li+掺杂量的增加,(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷的体积密度先增大后减小,介电常数逐渐升高,压电常数先降低再升高,剩余极化强度逐渐升高。Li+掺杂量x为0.04时样品的压电常数(d33=94 pC/N)、相对介电常数(εr=684.33)及剩余极化强度(Pr=98.27μC/cm2)较好。     

La0.67-xSmxSr0.33MnO3陶瓷中的相分离和输运特性

测量了La0．67-xSmxSr0.33MnO3(x=0．00,0．10,0．20,0．30,0．40,0．50,0．60)陶瓷的磁化强度-温度曲线、电子自旋共振谱曲线和电阻率-温度曲线。实验结果表明：x=0．00,0．10时,样品为长程铁磁有序;x=0．20,0．30时,样品为自旋团簇玻璃态;x=0．40,0．50,0．60时,样品在低温时表现为反铁磁状态;x=0．30和0．40的样品在Curie温度Tc以上温区发生相分离。高掺杂(x=0．60)样品的输运行为发生异常,在Tc附近发生绝缘体-金属相变后,又发生金属-绝缘体相变,这在ABO3结构中很少出现。陶瓷的磁电行为变化取决于掺杂引起的额外磁性和晶格畸变效应。     

Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成机理

以分析纯的MgO、活性α-Al2O3、电熔单斜锆为原料,采用淬冷法研究了Mg5+x Al2.4–x Zr1.7+0.25x O12(–0.4≤x≤0.4)的化学组成、热处理温度对合成MgO–MgAl2O4–ZrO2系三元化合物的影响,并对其合成机理进行了分析。结果表明:当温度低于1 650℃时,主要为MgAl2O4的形成及其晶粒长大过程;当温度高于1 650℃时,MgO与ZrO2向MgAl2O4扩散,反应形成了Mg4.68Al2.64Zr1.68O12;当温度为1 740℃时,Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成趋于完全,其合成率达到89.5%,残留的MgAl2O4和ZrO2主要分布在Mg4.68Al2.64Zr1.68O12晶内;在合成温度为1 760℃、x=–0.2条件下,Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成率最大,高达89.99%,且其晶粒发育最为完善;Mg4.68Al2.64Zr1.68O12在低温下分解成MgO、MgAl2O4和C-ZrO2共析体,实现了MgAl2O4和ZrO2的高度分散。     

纳米Fe2O3对钛酸铝陶瓷热稳定性能的影响

以溶胶–凝胶法制备的钛酸铝前驱体和固相合成法制备的纳米Fe2O3为原料,在不同温度煅烧保温2h制备出钛酸铝固溶体[Al2(1–x)Fe2xTiO5]。通过X射线衍射、电子探针分析并计算晶格常数和热分解率,研究了纳米Fe2O3含量以及烧成温度对烧后试样热分解性能的影响。结果表明:纳米Fe2O3很容易与Al2TiO5反应,形成固溶体,抑制钛酸铝陶瓷的热分解;随着纳米Fe2O3加入量的增加,Al2(1–x)Fe2xTiO5的晶格常数变大,热分解率降低,但当加入量超过10%时,Al2(1–x)Fe2xTiO5的晶格常数不变甚至减小,热分解率反而会增大;纳米Fe2O3作为添加剂可改善钛酸铝陶瓷的热分解性能。煅烧温度对钛酸铝的热分解率有很大影响,随着温度升高,热分解率降低,当温度大于1350℃时,钛酸铝陶瓷晶格常数保持不变,钛酸铝陶瓷的热分解率变化不大。     

固体氧化物燃料电池复合电解质粉体BaCe0.8Y0.2O3–δ–Ce0.8Gd0.2O1.9的制备及表征

用分步硝酸盐–柠檬酸凝胶燃烧法制备新型混合离子传导复合电解质粉体BaCe0.8Y0.2O3–δ–Ce0.8Gd0.2O1.9[BCY–GDC,摩尔比n(BCY):n(GDC)=1:1],研究不同烧结温度下制备的BCY–GDC电解质片的性能,以及以BCY–GDC为电解质的单电池的电性能。结果表明:采用该法可以获得分布均匀的BCY–GDC粉末,平均晶粒尺寸约为40nm;BCY–GDC复合电解质的相对密度随着烧结温度的升高而不断增大;1450℃烧结5h的电解质片基本达到完全致密,且BCY、GDC两相分布均匀,并且随着烧结温度的升高,复合电解质片的电导率增大;以BCY–GDC为电解质的单电池在450℃的开路电压达到0.95V,700℃的最大功率密度达到0.4W/cm2。     

铁掺杂对锰酸镧锶体系磁电性质的影响

通过测量样品的X射线衍射、电阻率-温度(p-T)曲线及磁电阻-温度(MR-T)曲线,研究了Fe掺杂对La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.200)陶瓷体系磁电性质的影响.结果表明:在x=0时,样品呈典型的铁磁金属性,随着Fe含量的增加,样品p-T曲线存在金属一半导体转变峰,并且该峰随Fe替代量的增加向低温方向移动.在x=0.200时,在实验温区观察不到金属-半导体转变峰.在高铁含量时只能在低温观察到磁阻效应.这些现象主要是由于样品中的Mn3 被Fe3 所替代,部分Mn3 -O2-Mn4 铁磁双交换作用键被打断,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争以及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素影响所致.     

相界附近结构演化及淬火对BiFeO3–BaTiO3压电陶瓷结构与电学性能的影响

采用传统固相法制备了（1–x）BiFeO₃–xBaTiO₃ （BF–x BT,x=0.28, 0.29, 0.30, 0.31）压电陶瓷,研究了其在相界附近的相结构演化与介电、铁电性能和压电性能的变化关系。结果表明,所有样品均呈现出钙钛矿相结构且无任何杂相,且均位于三方–赝立方相相界附近,表现出三方、赝立方两相共存状态。随着x的增加,相结构中赝立方相相含量逐渐增加,而三方相相含量逐渐减少,当x=0.30时,样品的三方相与赝立方相含量趋于相近,表现出最佳的电性能：压电系数d33=165pC/N,剩余极化强度Pr=26.80μC/cm²,Curie温度TC=465℃。另外,淬火后样品的Raman振动模与弥散指数的显著变化表明淬火工艺能有效提高样品的长程有序度和铁电相的温度稳定性,致使BF–x BT体系陶瓷的Curie温度得到进一步提升。特别是对于BF–0.30BT陶瓷样品,由于更合适的三方–赝立方相相比例和淬火工艺,介电和铁电性能均得到增强。本工作揭示了BF–x BT陶瓷样品相结构演化与压电性能的关系,并通过淬火工艺进一步优...     

Ga掺杂的La_(1/2)(Pr_(1/4+3y/4)Ca_(3/4-3y/4))_(1/2)Mn_(1-y)Ga_yO_3的磁性和电输运性质

实验详细研究了Ga掺杂对锰基氧化物La1/2(Pr1/4+3y/4Ca3/4-3y/4)1/2Mn1-yGayO3(Mn3+:Mn4+=5:3,y=0,0.02,0.05,0.08和0.10)的磁性和电输运性质的影响。实验发现,用Ga3+离子替代Mn3+离子会显著地抑制样品的铁磁性和金属导电特性。随着Ga掺杂量从0增加到0.10,样品的居里温度TC、金属-绝缘转变温度TM I和最大磁电阻所对应的温度均向低温方向偏移,然而样品的电阻率以及最大磁电阻却显著地增加。除了在金属-绝缘转变温度TM I附近出现的本征庞磁电阻外,我们在低温区域还发现了显著的磁电阻效应,这种低温磁电阻是由多晶样品中的晶界效应导致的。另外,通过对宏观磁性的分析,我们没有发现Pr3+离子对磁性的贡献。实验结果表明:磁稀释和无序效应在决定样品的磁性和电输运性质方面起到了重要的作用。     

Eu掺杂对Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15陶瓷电磁性能的影响

用传统固相烧结法制备了Bi5–xEuxFe0.5Co0.5Ti3O15(BEFCT–x:x=0,0.35,0.55,0.85)陶瓷样品,对比研究了它们的结构和电磁性能。X射线衍射分析表明:掺杂未导致明显杂相,材料的剩余极化(2Pr)随掺杂量的增加呈先增加后减小的变化趋势,在Eu掺杂量为0.55时,材料的2Pr达到最大值,为11.2μC/cm2,升幅达143%,可以由Eu掺杂导致氧空位的抑制和铋氧层的破坏所形成的竞争机制解释。随Eu含量的增加,材料的剩余磁化单调上升,最大达到0.28 A m2/kg,比未掺杂时增加了2个数量级,从晶格失配、耦合增强以及共生结构等方面的综合效果解释了这一现象。材料的介电温度谱显示,Eu掺杂未明显损害材料的热稳定性,Eu掺杂所导致的介电损耗行为可能与氧空位或其他点缺陷有关联。     

Fe2O3掺杂对氧化锌线性电阻的影响

利用固相烧结法制备出基础配方为ZnO–A1₂O3–MgO–TiO₂–SiO₂–Fe2O3的ZnO线性电阻。研究了Fe₂O₃掺杂量对ZnO线性电阻微观结构、阻温特性和阻频特性的影响。结果表明:当Fe₂O₃掺杂量为0.75%(质量分数)时,氧化锌线性电阻的非线性系数为1.1₂,阻温系数取得–8.23×10^–3/℃,此时样品的综合性能最好。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

新型陶瓷连接材料(Pr0.5Nd0.5)0.7Ca0.3CrO3–δ–Sm0.1Gd0.1Ce0.8O1.9的制备与性能

采用络合燃烧法制备(Pr0.5Nd0.5)0.7Ca0.3CrO3–δ(PNCC)–Sm0.1Gd0.1Ce0.8O2–δ(SGDC)复合陶瓷连接材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和微观结构进行了表征,采用四端探针法测量电导率。结果表明:PNCC和SGDC在高温烧结时具有稳定的物相和良好的化学相容性,SGDC掺杂量为5%(质量分数)的样品,在1400℃烧结5h,相对密度高达97.1%;700℃时,烧结陶瓷体在空气和氢气气氛中的电导率分别为47S/cm和4S/cm;室温至1000℃范围内,样品的热膨胀系数为10.4×10–6K–1,与中温电解质的热膨胀系数接近,说明SGDC掺杂的PNCC体系有望成为良好的中温固体氧化物燃料电池复合连接材料。     

Al2O3/Cu-Sn-Ti+B钎料/Ti-6Al-4V合金连接的微观结构及力学性能

在Cu-21Sn-12Ti钎料中添加不同质量分数的B粉制备Cu-Sn-Ti＋B复合钎料,然后在钎焊温度910℃保温10 min条件下钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金。研究了原位生成TiB对Al2O3/Ti-6Al-4V合金接头微观结构及力学性能的影响。接头中原位生成的TiB呈晶须状均匀分布在Ti2Cu上,当采用TiB体积分数低于40%的钎料钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金时,均可获得连接良好且界面致密的钎焊接头。随接头中TiB的体积分数增加,Ⅱ区中的Ti2（Cu,Al）含量增加,并逐渐变得连续,TiB的分布区Ⅲ范围增宽,Ti-6Al-4V合金向钎料中的溶解量增加。接头的室温抗剪强度随TiB的体积分数增加先上升后下降,当接头中TiB体积分数增至20%时,接头抗剪强度达最大,为70.1MPa。