高压合成纳米晶Bi0.85Sb0.15的低温热电性

通过机械合金化法获得Bi0.85Sb0.15纳米晶粉末材料,在常温下冷压成型并分别在不同温度下进行高压处理,制备出块状样品.X-ray衍射实验证实已形成了Bi0.85Sb0.15单相合金.测量了样品在80～300 K温区的Seebeck系数和电导率,计算出材料的功率因子与温度的关系.在523 K 6 GPa下压制30 min的样品,其Seebeck系数在150 K达到-173μV/K,比同温度下单晶材料样品的Seebeck高大约60%,功率因子在200 K达到3.27×10-3 W/m·K2,表明高压处理可以有效改善材料热电性能.高分辨电镜分析发现材料中存在均匀分布的小于5 nm的"纳米点","纳米点"的存在导致材料Seebeck系数在低温显著提高.     

溶胶粒径对氧化硅减反射膜结构和光学性能的影响

以正硅酸四乙酯为前驱体,制备出粒径20-100 nm的二氧化硅溶胶。用提拉法在玻璃基片上制备出氧化硅基多孔减反射膜,并研究了不同粒径的二氧化硅溶胶老化后溶胶胶粒的微观结构与相应的多孔氧化硅减反射膜微观孔结构的差异。结果表明,颗粒粒径约20nm的硅溶胶在老化过程中易团聚成较大的二次颗粒,形成结构疏松的氧化硅多孔减反射薄膜。镀有这种减反射膜的玻璃,其峰值透过率在波长510 nm处达到99.2%。     

锂离子电池正极材料球形LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2的制备和性能

采用化学共沉淀法制备球形前驱体Ni_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)(OH)_2,将其与LiOH·H_2O充分混合后高温烧结制备出锂离子电池正极材料球形LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG/DSC)以及恒电流充放电测试对样品进行表征,研究了烧结温度对产物的形貌和电化学性能的影响。结果表明,在750℃合成的LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_2物相单一无杂相,具有标准的α-NaFeO_2晶型,为层状嵌锂复合氧化物。SEM测试显示,产物为球形且球形度较好,颗粒粒度均一,分布较窄,平均粒径在10μm左右。在3.0-4.3 V、0.2C充放电条件下,25℃其初始放电容量高达185.2 mA·h/g,30轮循环后容量保持率达到98.32%。可见球形LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_2显示了较高的首轮放电容量以及良好的循环性能,表现出较好的电化学性能。     

纳米ZnO/Ag的制备及其光催化性能

以Zn(CH3COO)2·2H2O和AgNO3为原料,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用高分子凝胶法在较低的温度下制备出纳米ZnO/Ag.对纳米ZnO/Ag的结构和性能进行了表征,并研究了它的光催化活性.结果表明:在这个方法中,利用丙烯酰胺自由基聚合反应,同时利用网络剂有两个活化双健的双功能团效应,将高分子链联结起来构成网络.高分子凝胶形成的极小且均匀的网络限制了ZnO/Ag晶粒之间的团聚.制备出的纳米ZnO/Ag粉料颗粒为球形,未被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约15 nm,被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约45 nm.在次甲基蓝水溶液中加入3 g/LZnO/Ag粉料后,次甲基蓝的降解率为100%.沉积贵金属Ag使ZnO纳米粉料的光催化活性得到了很大提高,且可以重复使用.     

溶胶-凝胶法低温制备SrCe0.85Er0.15O3-α及其复合电解质的中温燃料电池性能

以溶胶-凝胶法低温(1 100℃)制备SrCe_(0.85)Er_(0.15)O_(3-α),并与NaCl-KCl共熔体进行复合,热处理温度(750℃)远低于通常高温烧结温度(1 500℃)。XRD结果表明NaCl、KCl与SrCe_(0.85)Er_(0.15)O_(3-α)复合后没有发生化学反应。采用电化学工作站研究了复合电解质在500~700℃下干燥氮气气氛中的电导率。结果表明,温度为700℃时,复合电解质在干燥氮气气氛中的电导率达到最大值1.1×10-1 S·cm-1,远高于单一铈酸锶材料在相同条件下的电导率。H2/O2燃料电池性能测试表明复合电解质在700℃最大输出功率密度为260.8mW·cm-2。     

Al3+掺杂对Li1.02Mn2O4结构和电化学性能的影响

用固相法合成了Li1.02AlxMn2-xO4(x=0.0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.30)锂离子电池正极材料,研究了Al3+对尖晶石型Li1.02Mn2O4的结构及电化学性能的影响.结果表明,当掺杂量x小于0.2时,没有出现杂相,掺杂量为0.3时,出现杂相Al2O3;Al3+的掺入能稳定晶体结构,使材料在充放过程中很好地保持稳定,减弱Li+的能级分裂,改善材料的耐过充性能.当x=0.15时,初始最高容量为118.7 mAh·g-1,160次循环容量衰减至113.8 mAh·g-1,容量保持率为95.8%.Al3+的加入使材料的电导率降低,但材料结构更加稳定,循环性能变得更好.     

Cr3+掺杂对Li1.05V3O8结构和电化学性能的影响

以LiOH、V2O5和Cr(NO3)3·9H2O为原料,制备出锂离子电池正极材料Li1.05Crxv3-xO8(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.1),研究了Cr3+掺杂对Li1.05V3O8材料的结构、电导率和电化学性能的影响.结果表明:Li1.05CrxV3-xO8具有良好的层状晶体结构,Cr3+掺杂使(100)晶面的层间距增大;少量掺杂Cr3+不改变锂离子嵌入/脱出过程,随着掺杂量的增加,锂离子脱出过程由一步转化为两步;随着Cr3+掺杂量的增加,电导率呈现先增大而后又减小的趋势,可能是缺陷理论和静电吸引力共同作用的结果;当掺杂量x=0.005时,首次放电比容量达到296.5 mAh-g-1,比未掺杂C,+时提高了7.35%,平均放电电压提高了约0.1 V.     

低温燃烧合成制备Ce0.8Y0.2O1.9电解质

以柠檬酸为还原剂,以硝酸盐为氧化剂,使用溶胶-凝胶低温燃烧工艺制备Ce0.8Y0.2O1.9纳米粉体,研究了溶液的凝胶化和硝酸盐与柠檬酸的摩尔比对粉体的微观结构及烧结性能的影响.结果表明:柠檬酸(CA)与金属离子(Mn )的摩尔比(nCA/nn M)和溶液的pH值决定了金属离子的络合,柠檬酸与金属离子的络合物通过氢键凝胶化.当燃烧反应中硝酸盐与柠檬酸的比值为1.5时,粉体具有很好的成型和烧结性能.将素坯在1350 ℃保温4 h,得到的烧结体晶粒尺寸为0.46 μm,相对密度95%以上,700 ℃时的离子电导率为0.034 S·cm-1.     

纳米V2O5的晶体缺陷与导电性能研究

用溶胶－凝胶法制备纳米Ｖ２Ｏ５粉体，利用ＩＲ、ＥＳＲ结构分析手段研究晶体缺陷，并用阻抗谱研究它的导电性能。阻抗谱表明，在较低退上得到的纳米Ｖ２Ｏ５粉体（平均粒径为５．０ｎｍ）表现出超常的导电性能，其电导率高于其它样品二个数量级。ＩＲ、ＥＳＲ分析指出，该样品中Ｖ２Ｏ５结构发生严重畸变，引起氧空位浓度增加，并认为是导致良好导电性能之主要原因。     

高分子网络凝胶法制备YAG:Er~(3+)纳米晶粉体及其光谱性质

采用高分子网络凝胶法,在较低温度下制备了YAG:Er~(3+)纳米晶粉体.分别用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激发和发射光谱对样品进行了表征.结果表明:石榴石晶相的形成温度为880℃,与YAG纳米晶粉体相比,用Er~(3+)代替Y~(3+)后,YAG:Er~(3+)纳米晶粉体还是以石榴石晶相为主,未发生明显变化;YAG:Er3~(3+)纳米晶粉体有丰富的吸收谱线,并且在260nm激发光激发下YAG:Er~(3+)纳米晶粉体可以发射出377nm紫光,可以作为紫光光源的考虑对象.     

Zn0.85Co0.15O薄膜的制备及其结构分析

用电子束蒸镀方法在(100)单晶Si衬底上,生长Zn0.85Co0.15O薄膜,并研究了衬底温度对薄膜质量的影响,结果表明当衬底温度为400℃时,外延膜取向性最好,且其(002)衍射峰半高宽最窄(为0.4834°)。     

Sol-gel法制备Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜的性能研究

用sol-gel法成功制备了Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜,XRD结果表明制备的BNT薄膜具有(117)和(00l)的混合取向,FE-SEM显示薄膜表面光滑致密,颗粒均匀.剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为29.5μC/cm2和100kV/cm,经过109次循环后几乎无疲劳.     

Sol-gel法制备多铁性Bi_(0.85)Eu_(0.15)FeO_3薄膜及其性能

采用Sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi0.85Eu0.15FeO3薄膜。研究了退火温度对其晶相形成的影响,发现在较低温度退火(450℃)时,Bi0.85Eu0.15FeO3晶相开始形成,但存在杂相,而且结晶度较差;在490～600℃可以获得结晶较好的单相Bi0.85Eu0.15FeO3薄膜。同时对经550℃退火的薄膜的介电、铁电和铁磁性能进行了研究,结果表明,Bi0.85Eu0.15FeO3薄膜具有较好的介电及铁磁性能。当测试频率为1MHz时,薄膜的介电常数和介电损耗分别为80、0.024,饱和磁化强度约为26.2emu/cm3。     

Synthesis of La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85 materials for SOFC applications by acrylamide polymerization

The La_0.85Sr_0.15Ga_0.85Mg_0.15O_2.85 (LSGM) powders are synthesized using a novel method based on acrylamide polymerization technique. The phase evolution was determined by using XRD analysis. The sintering property was studied by using dilatability analysis. The electrical conductivity was also measured. XRD pattern indicates that the perovskite phase is formed at 1000 °C, and the impurity phase, LaSrGa₃O₇ still exists in the sintered sample. The shrinkage curve shows that the fast sintering temperature is 1432 °C. The sinterability was investigated as a function of sintering time and temperature. The results show that the densification rate of the sample was fast at first 5 h. The electrical conductivity was 0.093 S/cm at 800 °C. And a transitional temperature in the Arrhenius plot is 700 °C.     

Synthesis and Characterization of LiNi0.85Co0.15-xAlxO2 as Cathode Materials for Lithium-ion Batteries

LiNi0.85CO0.15-xAlxO2 samples （x=0.025, 0.05 and 0.10） were prepared by solid state reaction at 725℃ for 24 h from LiOH-H2O, Ni2O3, Co2O3 and Al（OH）3 under oxygen flow. Layered LiNiO2 simultaneously doped by Co-Al has been tried to improve the cathode performance. The results showed that substitution of optimum amount Al and Co for the Ni in LiNiO2 definitely had some beneficial effect on increasing the capacity and cycling behavior. When increasing x in LiNio.85CO0.15-xAlxO2, the initial discharge capacity decreased and its cyclability increased. Compromising high specific capacity and good cyclability, the optimum x in LiNi0.85Co0.15-xAlxO2 was x=0.05. As a consequence, LiNi0.85Co0.15-xAlxO2 had the first discharge capacity of 186.2 mAh/g and a capacity of 180.1 mAh/g after 10 cycles. Differential capacity vs voltage curves indicated that the co-doped LiNiO2 showed suppression of the phase transitions as compared with LiNiO2.     

Al2O3掺杂BaTi0.85Sn0.15O3陶瓷的制备及性能表征

通过传统固相二次烧结法来制备x wt% Al₂O₃（x=0、1.0、1.5）/BaTi_0.85Sn_0.15O₃（BTS）陶瓷。研究了掺杂不同含量Al₂O₃对BTS陶瓷的微观结构、介电性能及挠曲电性能的影响。结果表明,掺杂Al₂O₃的BTS陶瓷不改变陶瓷的晶体结构,仍为标准钙钛矿结构晶型;Al₂O₃的掺入能够有效降低晶粒尺寸,具有明显的细晶作用。随着Al₂O₃含量的增大,Al₂O₃/BTS陶瓷的介电常数减小,介电损耗得到明显改善,居里峰逐渐宽化且向温度高的方向偏移。Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数随着Al₂O₃含量的增加和测试环境温度的升高均减小。此外,Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数和介电常数之间存在一种近线性关系,但当温度非常接近于居里温度时,这种线性关系减弱。     

TiO2种子层对Bi 3.15 Nd 0.85 Ti 3 O 12铁电薄膜的结晶取向和铁电性能的影响

用sol—gel法分别制备了直接沉积在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上和加入了TiO2种子层的Bi3．15Nd0．85Ti3O12（BNT）铁电薄膜，研究了种子层对BNT薄膜结构和电学性能的影响．XRD结果表明直接沉积在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上的BNT薄膜具有（117）和（001）的混合取向，而加入TiO2种子层之后薄膜的最强峰为（200）取向；FE-SEM显示具有TiO2种子层的BNT薄膜，其表面主要是由具有非C轴取向的晶粒组成且更为致密；直接沉积的BNT薄膜和具有TiO2种子层的BNT薄膜的剩余极化Pr值分别为26和43．6μC／cm^2，矫顽场强＆分别为91和80．5kV／cm；疲劳测试表明两种薄膜均具有良好的抗疲劳特性，TiO2种子层的引入并没有降低BNT薄膜的疲劳特性；两种薄膜的漏电流密度均在10^-6-10^-5A／cm^2之间．     

硬脂酸凝胶法制备纯相LaNi0.6Fe0.4O3粉体的研究

以硬脂酸、氧化镧、硝酸镍和硝酸铁为原料采用硬脂酸凝胶法合成了纯相LaNi0.6Fe0.4O3粉体为避免制备过程中产生杂相,实验采用了直接煅烧法即先将炉内温度升至煅烧温度保持恒温,然后将凝胶置于炉内焙烧。在650℃下成功合成了LaNi0.6Fe0.4O3粉体。用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)对其热处理过程进行分析,并用X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行表征。结果表明,合成的LaNi0.6Fe0.4O3粉体纯度高、分散性好,粒径<1μm,且工艺过程简单,具有较好应用前景。     

共沉淀法制备Nd3+:Y2O3透明陶瓷

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Nd3+添加PEG和(NH4)2SO4为分散剂,采用共沉淀法制备出性能良好的Nd3+:Y2O3纳米粉.对前驱体和不同温度下煅烧后的粉体进行差热热重、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析.结果表明,前驱体产物为Y2(OH)5(NO3)·nH2O时,Nd3+完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Nd3+:Y2O3粉体大小均匀,近似球形.随着煅烧温度的升高,颗粒逐渐长大,900℃煅烧2h后颗粒尺寸约为40～60nm;粉体在1700℃和真空度为1×10-3Pa条件下烧结6h得到的Nd3+:Y2O3透明陶瓷的透光率接近78%.     

溶胶凝胶法制备Li4.5B0.5Si0.5O4-xLi2O导体材料及导电性能

采用溶胶－凝胶法制备了Ｌｉ４．５Ｂ ０．５Ｓｉ０．５Ｏ４－ｘＬｉ２Ｏ（ｘ＝０～０．５）离子导体材料,并采用ＤＴＡ－ＴＧ、ＸＲＤ、ＴＥＭ及交流阻抗等技术对样品进行了分析和测试,结果发现：溶胶－凝胶法可降低Ｌｉ４．５Ｂ０．５Ｓｉ０．５Ｏ４的合成温度;随Ｌｉ２Ｏ的掺入可增强基质材料的致密性并提高其离子的导电性能。