La1-xSrxCo1-yFeyO3材料制备及结构分析

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCo1-yFeyO3粉体,对粉体在不同温度热处理后的晶体结构进行XRD表征,详细研究粉体的成分组成以及发生的结构转变.结果表明,凝胶前驱体粉体颗粒比表面增大有利于钙钛矿结构晶相形成;合成粉体受前驱体比表面程度影响形成两种具有不同空间群钙钛矿结构晶相,并且各晶相元素化学计量比不相同,两相体系较稳定.     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3钙钛矿复合氧化物的结构与电学性能

采用固相反应法合成出La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系复合氧化物样品，XRD分析结果证实不同Co／Fe比例的样品中均形成菱形六面体钙钛矿结构，采用固相烧结法制备出致密的La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系陶瓷。研究结果表明，在室温到900℃温度范围内La0.4Sr0.4CoO3(y=0)的电导率随温度的增加而单调降低，其它Co／Fe比例样品的电导率随着温度的增加出现最大值，电导率达到最大值的温度随Co／Fe比例的降低而提高。在低温段，La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3体系的导电行为符合小极子导电机制，导电活化能随Co／Fe比例的降低而增加。     

Electrical properties of La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 cathode material

The electrical properties of La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3 （LSCF, y=0-1.0） cathode materials were measured by DC four probes, X-ray photo-electron spectrum （XPS） was also introduced to determine the chemical state of Co, F.e ions in LSCF. It is found that the electrical conductivity of each sample has a maximum value with increasing temperature. XPS analysis shows that Co ion has three different chemical states, corresponding to two with Fe ion. The analyses indicates that the small-polaron hopping mechanism dominates the electron conduction at low temperature, while at high temperature, the three factors such as the thermally activated disproportionation of Co^3＋ ions into Co^2＋ and Co^4＋ pairs, the ionic compensation of oxygen vacancies formed at high temperatures, and Fe^4＋ ions charge compensation preferential to Co^4＋, all contribute to electrical conduction.     

La0.8Sr0.2 Mn1-yFeyO3微波电磁特性与损耗机制

用溶胶凝胶法制备La0.8Sr0.2Mn1-yFeyO3(y=0.10,0.12,0.14,0.16)样品,测试并分析该样品在2~18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率、损耗角正切及微波吸收系数与频率的关系,发现y=0.12,0.14时吸波的效果最好。样品厚度为2 mm、y为0.12时,有2个吸收峰,吸收峰值最高达22 dB,10 dB以上吸收频带宽度达6.2 GHz;厚度2.21 mm样品8 dB以上的吸收频宽达8.5 GHz。初步探讨了该材料的电磁损耗机理,电磁特性参数在频率为12.4 GHz位置发生阶跃式变化,在小于12.4 GHz频率范围以介电损耗为主,在大于12.4 GHz频率范围以磁损耗为主,这与Fe对Mn3 —O—Mn4 之间的影响有关。电导率测试表明在室温范围内电导在半导体范围内,有利于降低微波在氧化物表面的反射率。     

La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4与La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法合成制备了Ag掺杂摩尔百分比为0.4的La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4 (LCMO∶Ag0.4)、La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4(LBMO∶Ag0.4)多晶复合材料,通过XRD和R-T分别对两种材料的结构和性能进行测试分析.实验结果表明:所得样品均为正交晶系钙钛矿结构;LCMO∶Ag0.4的金属-绝缘转变温度(Tp=280.2 K)比LBMO∶Ag0.4要高(Tp=256.8 K);LCMO:Ag0.4样品的电阻值比LBMO∶Ag0.4要小两个数量级;LCMO∶Ag0.4的TCR最大值为28％,要远远高于LBMO∶Ag0.4的TCR最大值(0.5％).     

La0．7Sr0．3Cu1-xFexO3-δ系阴极材料的制备与性能研究

采用固相法和EDTA-柠檬酸联合络合法制备了中温固体氧化物燃料电池La0．7Sr0．3Cu1-xFexO3-δ阴极材料，利用直流四探针和交流阻抗技术测试了材料的导电性能和电化学性能，结果表明加入Fe后材料的电导率有所降低，但在高温下仍然具有较高的电导率（〉100 S·cm^-1）。EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样比固相法合成的具有更高的电导率（在800℃时，EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样电导率为255 S·cm^-1，而固相法的为156S·cm^-1。）700℃时的复阻抗测试结果表明Fe的加入降低了La0．7Sr0．3CuO3-δ的极化电阻，其中La0．7Sr0．3Cu0.4Fe0.6O3-δ的极化电阻最小，为2．51Ω·cm^2。     

Structure and transport properties of （La1-x-yYy）2/3Cal/3MnO3 with La-site vacancies

Several samples of manganese oxides La（1-x）2/3Cal/3MnO3 （V-LCMO） and （La0.7-xY0.3）2/3Cal/3MnO3 （x〈0.15） （V-LYCMO） with vacancies at La-site （La-vacancy） were prepared by solid-state reaction method. The X-ray diffraction（XRD） patterns refined by Rietveld confirm that these compounds exhibit single phase structure with orthorhombic symmetry （Pnma）. The lattice parameters, Mn-O bond length and Mn—O—Mn bond angle vary with La-vacancy concentration, as an indication of the occurrence of the local Jahn-Teller effect. The measurement result of V-LCMO compounds shows that the maximum magnetoresistance（MR） is about 220% at TIM=268 K and La-vacancy content x=0.04. For V-LYCMO compounds, there exists metal-insulator transition at about 50 K, and a very large MR （over 106%） is observed at the temperature ranging from 40 K to 50 K.     

La1/3Sr2/3Mn1-xFexO3(x=0,0.05)中电荷有序现象的超声研究

系统研究了La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3(x=0，0．05)单相多晶样品在20--300K温区内的电荷输运性质和超声特性，结果表明，La1／3Sr2／3MnO3样品在235K存在明显的电荷有序现象，但是极少量的Fe取代Mn就会有效地抑制电荷有序现象的发生，伴随电荷有序现象的发生声速出现极大的软化，其相对变化超过5％，这表明La1／3Sr2／3Mn1-xFexO3中存在剧烈的电-声子相互作用，分析指出该电-声子耦合主要起源于Jahn-Teller效应。     

La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ系阴极材料的制备与性能研究

采用固相法和EDTA-柠檬酸联合络合法制备了中温固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ阴极材料,利用直流四探针和交流阻抗技术测试了材料的导电性能和电化学性能,结果表明加入Fe后材料的电导率有所降低,但在高温下仍然具有较高的电导率(＞100 S·cm-1).EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样比固相法合成的具有更高的电导率(在800℃时,EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样电导率为255 S·cm-1,而固相法的为156 S·cm-1).700℃时的复阻抗测试结果表明Fe的加入降低了La0.7Sr0.3CuO3-δ的极化电阻,其中La0.7Sr0.3Cu0.4Fe0.6O3-δ的极化电阻最小,为2.51 Ω·cm2.     

微波固相烧结制备La0．7Sr0．3-xCaxCo0．9Fe0．1O3-δ阴极材料及性能表征

以碳酸盐和氧化物为原料，采用微波固相烧结法制备了La0．7Sr0．3-xCaxCo0．9Fe0．1O3-δ（简称：LSCCF，x=0．05，0．10，0．15和0．20）粉料。用XRD和sEM对LSCCF粉料的晶体结构和颗粒形貌进行了研究。结果表明：微波固相反应在1200℃下烧结0．5h便可以形成密度为5．366g／cm^3，晶粒尺寸小于500nm钙钛矿结构的粉料。而常规固相反应法在1300℃下烧结7h只形成了密度为3．426g／cm^3，晶粒尺寸小于2000nm钙钛矿结构的粉料。电导率测量结果表明：随着烧结温度的升高和Sr^2＋含量的增加，LSCCF样品的电导率变大，600℃～800℃范围内微波烧结制备的La0．7Sr0．3-xCaxCo0．9Fe0．1O3-δ样品的电导率最小值为672S／cm。且高于常规固相烧结制备的相同组成样品的电导率最小值425S／cm。LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质的混合物在800℃下烧结10h后没有新相生成，表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性。     

自蔓延高温合成La1-xSrxMnO3过程中杂质产生原因的热力学分析

热力学计算和实验分析相结合，分析了自蔓延高温合成La1-xSrxMnO3过程中杂质产生的原因并给出了消除杂质的方法。结果表明：当采用Mn02稀释剂时，由于生成La2SrO4的吉布斯自由能与生成SrMnO3的自由能相当，自蔓延高温合成产物中容易生成La2SrO4杂质相，采用La1-xSrxMnO3作稀释剂，可以避免La2SrO4的产生；当稀释剂较多时，合成产物中容易产生Mn3O4杂质相，消除的方法是控制稀释剂添加量，控制自蔓延反应速度和体系温度。     

MTG法研究La1-xSrxMnO3体系的磁性与磁弛豫

利用外加磁场的MTG法对La1-xSrxMnO3体系的磁性与磁弛豫进行了研究.结果发现:在居里温度附近温度场和外加磁场的共同作用导致顺磁-铁磁两相消长与竞争现象.随外加磁场增强,两相共存温度区增大,铁磁-顺磁转变时间更长.     

La~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备La~(3+)掺杂TiO_2粉体,并用正交实验方法对制备工艺进行优化,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的形貌、结构、光吸收性能进行了表征。结果表明:煅烧温度和La~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能具有显著影响;不同煅烧温度得到的La~(3+)掺杂TiO_2均以锐钛矿结构为主;升高煅烧温度可以增强La~(3+)掺杂TiO_2在紫外光波段的吸光强度;La~(3+)掺杂可以改善TiO_2粉体的团聚,减小TiO_2的禁带宽度,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为:煅烧温度800℃,La~(3+)掺杂量0.6%(摩尔分数),反应温度为90℃,反应液pH值为8,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。     

稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的结构和输运性质

用固相反应法制备了La(1-x)2/3Cai/3MnO3(V-LCMO)和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3)(V-LYCMO)(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)系列La空位锰氧化物样品.X射线衍射(XRD)分析表明:所有的样品均为单相,具有正交对称性(Pnma).La(1-x)2/3Cai/3MnO3系统和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3系统的晶格参数以及Mn-O键长和Mn-O-Mn键角随La空位浓度不同而改变,说明在室温系统中存在Jahn-Teller效应.对于V-LYCMO系统,其晶格参数、Mn-O键长和Mn-O-Mn键角都比V-LCMO相应的值更小,这可能与离子半径小的Y3 部分替代La3 导致更大的晶格畸变有关.V-LCMO系统随着空位浓度的增大,绝缘体-金属的转变温度TMI几乎不变.在x=0.04时MR值在温度TMI处达到最大值,约为220%(8T).而对V-LYCMO系统,其转变温度TMI约为50 K,在温度40～50 K左右最大的磁电阻值超过106%.认为很大的磁电阻效应与用离子半径小的Y部分替代离子半径大的La有关,它会破坏双交换作用,从而导致Jahn-Teller效应.     

颗粒尺寸对多晶La2／3Ca1／3Mn1-xCuxO3低场磁电阻的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/33Mn1-xCuxO3(x=0.04)系列试样。X射线衍射实验说明Cu掺杂和不同温度烧结没有改变晶体的结构。电阻-温度实验曲线表明，随颗粒尺寸的减少，半导体-金属转变温度（Tp）向低温方向移动。磁电阻曲线显示，随颗粒尺寸的减少，与颗粒晶界有关的磁电阻在25K恒温、0.4T低场下由25%增加到了51%。实验结果表明，在La2/3Ca1/3MnO3中少量Cu掺杂和小颗粒尺寸可以实质性地提高与颗粒晶界有关的低场磁电阻效应。