脉冲激光沉积(La0.2Bi0.8FeO3)0.8-(NiFe2O4)0.2薄膜及其多铁性能研究

采用脉冲激光沉积法, 在(100)SrTiO₃基底上, 制备了(La_0.2Bi_0.8FeO₃)_0.8-(NiFe₂O₄) _0.2(LBFO-NFO)多铁薄膜, 通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜确定了LBFO-NFO多铁薄膜的显微结构, 通过标准铁电测试系统(RT-66A)和振动样品磁强计(VSM)分别测试了LBFO-NFO多铁薄膜的铁电性能和铁磁性能. 研究发现: 多铁薄膜中LBFO和NFO二相均沿(100)方向外延生长, 晶粒尺寸在100～150nm之间; 薄膜具有明显的电滞回线(P_s=7.6μC/cm²)和磁滞回线(M_s=4.12×10⁴A/m), 显示出明显的铁电铁磁共存特性. 通过对薄膜生长条件的控制, 可削除杂质相, 减小LBFO-NFO薄膜的漏电流, 提高铁电及铁磁性能.     

(Bi_(0.8)La_(0.2)FeO_3)_(0.8)-(NiFe_2O_4)_(0.2)材料的合成及薄膜多铁性能

研究了Bi0.8La0.2FeO3单相陶瓷的合成,并采用脉冲激光沉积法,在SrTiO3(100)(STO)基底上,以La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)为缓冲层,制备了(Bi0.8La0.2FeO3)0.8-(NiFe2O4)0.2(BLFO-NFO)多铁薄膜。通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜确定了BLFO-NFO多铁薄膜的显微结构,通过标准铁电测试系统(RT-66A)和振动样品磁强计(VSM)分别测试了BLFO-NFO多铁薄膜的铁电性能和铁磁性能。研究发现:BLFO-NFO多铁薄膜沿(100)方向外延生长,晶粒为70nm,它具有明显的电滞回线和磁滞回线。     

流延成型法制备2-2型多层(CoFe_2O_4-Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3)_n磁电复合薄膜

运用流延成型法制备了具有良好铁电铁磁性能的2-2型多层(CoFe_2O_4-Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3)_n[(CFOPZT)n]磁电复合薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁强计和铁电测试仪测试研究了(CFO-PZT)n复合薄膜的组织结构、铁磁和铁电性能。结果表明,钙钛矿结构的PZT和尖晶石结构的CFO相对均匀地分布在多层复合薄膜各层中,界面平整均匀。随热处理温度的升高,薄膜致密度提高,晶粒长大,但相结构未变,无新相形成。900℃热处理的(CFO-PZT)n复合薄膜结晶更完善,磁电性能好,剩余极化强度为32.63μC/cm~2,饱和磁化强度高达80.56kA/m,在2.29×10~4 A/m偏置磁场处有最大磁电耦合系数17.69kV/(cm·T)。     

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3/CoFe_2O_4异质结层状多铁复合薄膜的制备与性能

利用射频磁控溅射法在Pt(200)/TiO_2/SiO_2/Si(100)衬底上沉积Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3/CoFe_2O_4异质结层状多铁磁电耦合复合薄膜。Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3/CoFe_2O_4异质结复合薄膜为多晶,由钙钛矿Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3相和尖晶石CoFe_2O_4相组成。复合薄膜表现为良好的铁电性和铁磁性共存。在测量磁场平行于样品表面情况下测得的复合薄膜的饱和磁化强度(M_s)、剩余磁化强度(M_r)值要大于在测量磁场垂直于样品表面时测得的M_s、M_r值。另外,复合薄膜具有直接的磁电耦合效应,磁电电压系数αE先随着偏置磁场H_(dc)的增大而增大,当偏置磁场H_(dc)增加到445.8kA/m后,αE反而随偏置磁场的增加而减少。当偏置磁场H_(dc)=445.8kA/m时,复合薄膜具有最大的磁电电压系数αE=18.8mV/A。     

多铁性BaTiO3/La2/3Sr1/3MnO3复合薄膜的制备及其强磁电效应的研究

使用脉冲激光沉积技术,在(001)取向的LaAlO3(LAO)单晶基片上外延生长了BaTiO3/La2/3Sr1/3MnO3(BTO/LSMO)双层复合薄膜.电学和磁学性能的研究显示复合薄膜具有较低的相对介电常数(εr=263),优良的铁电和铁磁性能以及高于室温的铁磁居里温度(Tc=317 K).复合薄膜的磁电电压系数(αE)为176 mV/A,高于同类结构磁电系统一个数量级,相应的界面耦合系数k值为0.68,表明铁磁层和铁电层界面之间存在较大程度的耦合.     

SrCo（0．8）Fe（0．2）O（3-δ）管状非对称陶瓷膜的制备与氧渗透研究

用共烧法制备了以(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.85(SrSnO3)0.15(SCF-SS)多孔层为支撑体和SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCF)致密层为顶层膜的管状非对称透氧陶瓷膜;并对其相组成、微形貌以及氧分离性能进行了表征.研究发现: SCF和SCF-SS之间有较好的兼容性;当共烧温度为1150℃时,获得的非对称陶瓷膜的致密层厚度为50μm,支撑体的显气孔率为19.3%;900和800℃时,非对称膜样品(壁厚1.4mm,外径10.3mm,长度为4.1cm)的氧渗透率分别为1.91和1.01mL·cm-2·min-1,分别比同样几何尺寸的SCF对称膜样品高24%和36%.     

铁电相BiFeO3对多铁复合薄膜CoFe2O4-BiFeO3铁磁性能的影响

为了研究铁电相BiFeO₃对复合薄膜磁性能的影响,在LaNiO₃ (LNO)缓冲层的Si (100)衬底上旋涂制备了含有0、6、9、10层等不同厚度BiFeO₃的层状CoFe₂O₄-BiFeO₃ (CFO-BFO) 多铁复合薄膜。采用XRD、SEM以及TEM对其结构和形貌进行了表征,采用振动样品磁强计测量磁性,研究了不同厚度BFO对复合薄膜磁性的影响。结果表明: CFO和BFO在异质结构薄膜中共存。缓冲层LNO和铁磁相CFO薄膜具有精细微观结构及明显界面。铁电相BFO的厚度对CFO-BFO复合薄膜的磁性能产生了很大影响。在含有不同层数铁电相BFO的复合薄膜中,含有9层BFO复合薄膜的饱和磁化强度最大,达到了230 emu·cm^-3,相比无铁电相BFO的薄膜,饱和磁化强度提高了18.6%。初步讨论认为: 随着铁电相BFO厚度的增加,CFO与BFO之间的应力传导引起了复合薄膜饱和磁化强度的提高。     

高性能无铅压电材料Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x-(Ba0.7Ca0.3)TiO3单晶和薄膜的制备

具有三相点准同型相界附近成分的Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅压电材料,具有优异的铁电、压电性能,作为一种具有潜在应用前景的无铅压电材料得到广泛关注。利用溶胶-凝胶法制备了该成分的薄膜以及尝试了利用浮区单晶炉的单晶生长工艺。利用XRD对薄膜和生长的晶体样品进行了物相鉴定;用AFM表征了薄膜的表面形貌;用TFAnalyz-er2000HS铁电测试系统测试了其电滞回线;还分析了气氛对晶体生长和紫外-可见透过光谱的影响。     

掺镧钛酸铅铁电薄膜的电畴与热释电性能研究

采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基底上生长了掺镧钛酸铅[(Pb0.9La0.1)TiO3, PLT10]铁电薄膜.用X射线衍射研究了PLT10薄膜的结晶相结构.分别使用原子力显微镜和压电响应力显微镜观察了PLT10铁电薄膜的表面形貌和对应区域的电畴结构.测试了PLT10铁电薄膜的电学参数,研究了PLT10铁电薄膜的制备条件与其性能之间的关系.发现在优化条件下制备的PLT10铁电薄膜的介电常数εr为365,介电损耗tgδ为0.02,热释电系数γ为2.20×10-8C·(cm2·K)-1,可以满足制备非制冷红外探测器的需要.     

溶胶-凝胶法制备Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3铁电薄膜的结构及物理性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si(111)衬底上制备了Bi_(0.975)La_(0.025)Fe_(0.975)Ni_(0.025)O_3(BLFNO)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及其压电模式(PFM)对薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电畴结构进行了研究。研究发现,BLFNO为结晶良好的钙钛矿结构多晶薄膜,且薄膜表面颗粒生长均匀。PFM测试图显示铁电薄膜在自发极化下的铁电畴结构清晰,铁电电容器具有良好的铁电性能。应用铁电测试仪对Pt/BLFNO/Pt电容器进行测量,得到了饱和性良好的电滞回线。在828kV/cm的外加电场下,Pt/BLFNO/Pt电容器的剩余极化强度为74.3μC/cm~2,表明La、Ni的共掺杂没有明显抑制铁电电容器的剩余极化强度,铁电电容器具有良好的铁电性能。漏电流研究结果表明,La、Ni元素的共掺杂有效降低了薄膜的漏电流密度,在277.8kV/cm外加电场下漏电流密度在10-4 A/cm2量级,明显小于纯BFO薄膜的漏电流密度。正半支漏电流曲线满足SCLC导电机制,对于负半支曲线,当电场强度大于22.2kV/cm时,同样遵循SCLC导电机制;但是,当电场强度小于22.2kV/cm时,曲线斜率约为4.8,表明参与导电贡献的电子数较多,归因于极浅陷阱俘获的电子在外加电场作用下参与了导电行为。室温下磁滞回线测试结果表明BLFNO薄膜具有反铁磁性质。     

湿法合成LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2及其性能表征

LiNi0.8Co0.2O2是极为看好的下一代锂离子电池正极材料,以湿法合成可得到成分均匀、颗粒尺寸一致的材料,有效提高电池性能,所以采用共沉法与微粒溶胶凝胶法(PSG)合成锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。共沉法先形成-β(Ni,Co)(OH2),然后与计量比的锂混匀,煅烧获得材料。PSG法在制得凝胶的同时发生酯化反应,将当中的镍与钴还原为金属,锂则以碳酸锂形态存在;随后煅烧得到LiNi0.8Co0.2O2。两种方法所得材料进行红外光谱、X射线衍射及XRD精修结构分析、电化学阻抗谱、循环性能等检测。其中X射线衍射鉴定出这两种方法合成物相结晶都良好,XRD精修结构分析、电化学阻抗谱、循环性能测试都表明PSG结构比较优良。     

La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ透氧膜材料的微结构与氧分离性能研究

采用固相法制备了La0.2Ba0.8(Co0.2Fe0.8)1-xZrxO3-δ(x=0、0.05、0.1、0.15)片状陶瓷膜,用稳态法测试了不同成分制备样品的透氧性能,并利用XRD和SEM手段分析研究了样品的相结构和晶粒形貌及它们对材料性能的影响.研究表明固相法较难合成x=0的纯钙钛矿相,可用改进的Pechini法合成,另B位Zr的替代有利于去除材料中非钙钛矿杂相;x=0.1的样品中有少量BaZrO3析出,并导致晶粒细化(1～2μm),而这种微结构状态稳定且不受高温长时间退火和氧分压梯度的影响.晶粒细化样品的力学性能和氧渗透性能均有较大提高,x=0.1的样品较x=0样品的氧渗透性能提高了一个数量级,在1010℃,样品厚1.2mm时体系的透氧率达到4.6×10-7mol.cm-2.s-1.     

Cd0.8Mn0.2Te晶体的磁化强度和法拉第效应研究

采用垂直Bridgroan法制备出了x=0.2的Cd1-xMnxTe晶体(Cd0.8Mn0.2 Te).利用MPMS-7(magnetic property measurement system)型超导量子磁强计测量了Cd0.8Mn0.2Te晶体的磁化强度(M)与磁场强度(H)和温度(T)的关系,磁场强度范围为-159...     

六方晶系BaTi_(0.8)Co_(0.2)O_3的新型NTC热敏材料

为研究新型负温度系数(NTC)热敏陶瓷材料,采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学法制备了BaTi0.8Co0.2O3粉体、用传统烧结方法制得陶瓷材料。通过X射线衍射分析了材料的晶体结构,利用电阻-温度特性测试仪研究了材料的电子导电性随温度的变化特性。结果发现,该材料具有六方晶系结构,电阻-温度特性具有明显的NTC效应。Co的掺入以及形成共面氧八面体使得钙钛矿型BaTiO3基陶瓷形成六方晶系结构;电子受热激活在Co3+/Co2+之间跃迁是材料呈现NTC效应的主要机制。     

Coprecipitation synthesis and characterization of La0.8Sr0.2Ga(0.8-x)Mg0.2Co(x)O2.8 for intermediate temperature solid oxide fuel cell electrolytes

La0.8Sr0.2Ga(0.8-x)Mg0.2CO(x)O2.8 (LSGMC) electrolyte powders containing different amount of Co (0 < or = x < or = 0.15) were prepared by ammonium carbonate coprecipitation method. The precursors, the calcined powders, and the sintered pellets were characterized by thermogravimetry/differential thermal analysis, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, and an impedance analyzer. The thermal decomposition of the LSGMC precursors was completed at around 900 degrees C with the total weight loss of approximately 35%. The LSGMC samples sintered at 1350 degrees C consisted of the pure perovskite structure. The ionic conductivity was significantly improved by Co doping for the Ga-site of the La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8 (LSGM) electrolytes. The ionic conductivity of LSGMC (x = 0.1) exhibited the highest values of 1.6 x 10(-1) S cm(-1) at 700 degrees C with an activation energy for the oxide-ion conduction of 0.29 eV. The results of this study indicated that the Co-doped LSGM electrolytes had excellent properties for use as an electrolyte in an IT-SOFC and the ammonium carbonate coprecipitation process could be employed as the efficient method for the preparation of the Co-doped LSGM electrolytes.     

The Preparation and Sintering Behavior of Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-d) Electrolyte and(NiO-CuO)/Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-d) Anodes for Solid Oxide Fuel Cells

正The co-pressing and co-firing processes are often used to prepare the anode-electrolyte half cells for solid oxide fuel cells(SOFCs).To get a half cell without cracks,the sintering behavior of electrolyte and anode layers must be controlled carefully.In this work,the sintering behavior of     

低温水热合成制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质粉体

采用水热合成方法制备了Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质材料,水热合成的温度范围为120~180℃。使用X射线衍射、扫描电镜及交流阻抗谱技术,分别表征了电解质粉体及电解质粉体的烧结样品。研究发现,电解质粉体的晶粒尺寸在13 nm左右,在140℃合成的Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)粉体具有更好的烧结性能和更高的离子电导率。     

溶胶-燃烧法制备Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)及其性能

采用溶胶-燃烧法合成了Gd掺杂CeO2的Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)电解质粉末.研究了热处理温度对其相组成、颗粒大小、晶胞参数的影响.并对GDC烧结体的性能进行了研究.结果表明,溶胶一燃烧法可以成功制备出具有良好的烧结性的GDC电解质粉末,1500℃下得到的GDC烧结体的相对密度可以达到95%.电性能测试表明烧结体在中温范围内具有较高的氧离子电导率.