V5+取代对 Mg4(SbNb1-xVx)O9陶瓷介电性能的影响

研究了不同V⁵⁺含量Mg₄(SbNb_1-xV_x)O₉[MSNV, 0.05≤ x≤0.3]系陶瓷的烧结特性、微观结构和微波介电性能. 结果表明: 一定量V⁵⁺取代能够明显降低该陶瓷的烧结温度. 在所有组成范围内, XRD显示了单一刚玉型结构. 随V⁵⁺含量的增加, 样品的介电常数ε和品质因数Q·f先增大后减小, 样品的谐振频率温度系数τ_f逐渐减小, 这是由于V⁵⁺的取代使得B位键价增强所致. 在x=0.15, 1250℃烧结, 可获得ε_r=9.98, Q·f=20248GHz (8GHz), τ_f=-23.3×10-6·K^-1的新型微波介质陶瓷.     

水热合成Zn1-xCrxO稀磁半导体晶体

采用水热法, 以3mol/L NaOH作为矿化剂, 在260℃下, 保温28h进行Cr合金化(x=0.10, 0.15, 0.20, 0.25), 合成Zn_1-xCr_xO稀磁半导体晶体. 研究了Cr合金化对水热合成Zn_1-xCr_xO稀磁半导体粉体结构和性能的影响. XRD测试表明, Cr元素进入到ZnO的晶格内, 实现了Cr的合金化, 晶粒尺寸分别为46.5、46.1、50.6和48.9nm. 从FE-SEM可以观察到, x>0.2时, 晶体的形貌从短柱状转变为长柱状. 通过UV/Vis测试可以观察到Cr离子的吸收, ZnO的禁带宽度依次降低为3.17、3.18、3.19和3.23eV. VSM测试表明, 所制备的Zn_1-xCr_xO纳米晶体在室温下均表现出弱顺磁性.     

CaTiO3对(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用常规固相法制备了ZnAl₂O₄-Mg₂TiO₄-CaTiO₃陶瓷, 研究了CaTiO₃对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明, CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl₂O₄-xMg₂TiO₄(x=0.21)材料的烧结性能, 使其致密化温度降低150℃. ZnAl₂O₄-Mg₂TiO₄-CaTiO₃陶瓷体系中包括ZnAl₂O₄基尖晶石相、CaTiO₃、MgTi₂O₅和Zn₂Ti₃O₈相, 当烧结温度高于1400℃时, Zn₂Ti₃O₈相消失. 随着CaTiO₃含量的增加, 体系中CaTiO₃相含量增加而MgTi₂O₅相含量减少, 且CaTiO₃具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl₂O₄-xMg₂TiO₄(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO₃添加剂时, 经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料, 其微波介电性能为：ε_r=11.8, Q·f=88080GHz, τ_f=-7.8×10^－6/℃.     

(1-x)CaTiO3-xLi1/2Sm1/2TiO3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了(1-x)CaTiO_3-x(Li_1/2Sm_1/2)TiO3系列微波介质陶瓷材料, 研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的关系. 结果表明: 在x=0.1～0.9mol范围内, (1-x)CaTiO_3-x(Li_1/2Sm_1/2)TiO₃ 体系均形成了单一的斜方钙钛矿结构; x=0.1～0.5和x=0.6～0.9组分的最佳烧结温度分别为1250和1300℃; 介电常数ε_r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值、谐振频率温度系数τ_f均随着x的增大而减小. 当x=0.7时, 1300℃下保温5h烧结得到的材料的微波介电性能为: ε_r=116.5, Qf=3254GHz, τ_f=42.43×10^-6/℃.     

激光辐照引起Ge2Sb2Te5非晶态薄膜的电/光性质变化

研究了激光辐照引起Ge₂Sb₂Te₅非晶态薄膜的电/光性质变化, 当激光功率为580mW时薄膜的方块电阻有四个数量级(10⁷～10³Ω/□)的突变; 对电阻发生突变前、中、后的三个样品进行了XRD测试, 结果表明, 随着激光功率的增大,薄膜由非晶态向晶态转变,用椭偏仪测试了结构转变前、中、后三个样品的光学常数, 在可见光范围内薄膜的光学常数在波长相同情况下有: n_非晶态>n_中间态>n_晶态, k_晶态>k_中间态>k_非晶态, α_晶态>α_中间态>α_非晶态, 结合电阻变化曲线和XRD图谱讨论了激光辐照Ge₂Sb₂Te₅非晶态薄膜的电/光性质变化同激光功率和结构转变之间的关系.     

La0.75Na0.25MnO3外延膜的制备及磁电特性

通过射频磁控溅射在单晶LaAlO₃(100)衬底上生长了膜厚为120nm的La_0.75Na_0.25MnO₃外延膜. 通过X射线衍射、超导量子干涉仪、直流四探针法对其进行了表征. 结果表明, 薄膜为(100)取向外延膜. 居里温度T_C=270K, 在居里温度附近, 发生铁磁-顺磁转变. 此材料呈现出典型的自旋玻璃特性, 是由于应力造成的. 在室温附近, 此材料在1T磁场下, 其磁电阻极大值为40.3％. 80K<T<210K时, 其输运机制为电子-电子散射, 电阻率满足ρ=ρ₀+ρ₁T²+ρ₂T⁵; 220K<TT>T_MI时, 其输运机制满足小极化子模型.     

声子模式与电子-声子结合强度对Dy3+掺杂硒化物玻璃荧光效率的影响

用熔融-淬冷法制备了无稀土掺杂与Dy ³⁺ (0.04mol%)掺杂Ge₃₀Ga₅Se₆₅和0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr玻璃样品. 采用Judd-Ofelt理论计算了0.9Ge₃0Ga₅Se₆₅+0.1CsBr玻璃样品中Dy³⁺ 跃迁的强度系数、自发辐射几率与荧光分支比. 为了研究多声子弛豫(MPR)随温度的变化, 测试了Dy³⁺ 的⁶H_11/2 能级在20～300K温度范围内的荧光寿命, 分析了Ge₃₀Ga₅Se₆₅玻璃中声子模式与电子-声子结合强度对Dy³⁺ 1.72μm处荧光强度和效率的影响. 在硒化物玻璃中引入CsBr使玻璃中形成了Ga--Br键, 有效声子能量降低到268cm^-1. 通过计算得到Ge₃₀Ga₅Se₆₅与0.9Ge₃₀Ga₅Se₆₅+0.1CsBr 样品的电子-声子结合强度分别为0.456与0.048. CsBr的引入降低了电子-声子结合强度. 声子模式与电子-声子结合强度的改变决定了MPR 的变化.     

锂离子电池复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3的制备与性能研究

以FePO₄·xH₂O、V₂O₅、NH₄H₂PO和Li₂CO₃为原料,以乙二酸为还原剂,在常温常压下经机械活化并还原嵌锂,形成无定形的5LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃前驱体混合物,然后低温热处理合成出晶态的复合正极材料5LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃.分别研究了复合材料的物相结构、形貌、电化学性能.SEM图像表明合成的材料粒径小、分布均匀,一次粒径为100～200nm.充放电测试结果表明,650℃烧结12h制得的复合正极材料5LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃电化学性能优良,1C放电比容量高达158mAh/g,达到该复合材料的理论比容量（156.8mAh/g）.复合材料具有良好的倍率性能和循环性能,在10C放电比容量高达114mAh/g,100次循环后容量几乎无衰减.循环伏安测试表明,复合材料的脱嵌锂性能优良,且明显优于单一的LiFePO₄和Li₃V₂(PO₄)₃.     

LiTa3O8薄膜制备与电性能研究

以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物, 用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa₃O₈铁电薄膜. 经XRD图谱对比, 该薄膜结构不同于LiTaO₃晶体结构, 与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa₃O₈薄膜表面均匀平整无裂纹, 膜厚约为1μm. 实验结果表明, 在450kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜剩余极化强度P_r为9.3μC/cm², 矫顽场强E_c为126.8kV/cm; 在9.5kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜漏电电流为8.85×10^-9A/cm², 比LiTaO₃薄膜漏电小; 在1kHz时, LiTa₃O₈薄膜介电常数为58.4, 介电损耗为0.26. 溶胶-凝胶法制备的 LiTa₃O₈薄膜结晶温度比LiTaO₃薄膜高50℃以上.     

不锈钢基底上离子源辅助激光制备CeO2薄膜及其结构分析

室温下在不锈钢基底上应用Ar⁺离子源辅助,准分子脉冲激光沉积了CeO₂薄膜．研究结果表明：在合适的工艺条件下,直接在不锈钢基底上可以制备出c轴取向的CeO₂薄膜,但这时的CeO₂薄膜在其a－b平面内没有观察到织构的信息;进一步在相同的条件下,首先在不锈钢基底上制备一层YSZ（Yttria－StabilizedZirconia）,再在YSZ／不锈钢上制备CeO₂薄膜,实验结果显示出这时的CeO₂薄膜不但是c轴取向,同时在其a－b平面内织构．CeO₂（202）射线φ扫描图给出其全宽半峰值为20°     

高阻In掺杂CdZnTe晶体缺陷能级的研究

利用低压垂直布里奇曼法制备了不同In掺杂量的CdZnTe晶体样品, 采用低温光致发光谱(PL)、深能级瞬态谱(DLTS)以及霍尔测试等手段研究了In掺杂CdZnTe晶体中的主要缺陷能级及其可能存在的补偿机制. PL测试结果表明, 在In掺杂样品中, In原子占据了晶体中原有的Cd空位, 形成了能级位于E_c-18meV的替代浅施主缺陷[In_Cd^+], 同时 [In_Cd⁺]还与[V_Cd^2-]形成了能级位于E_v+163meV的复合缺陷[(In_Cd⁺-V_Cd^2-)^-]. DLTS分析表明, 掺In样品中存在导带以下约0.74eV的深能级电子陷阱能级, 这个能级很可能是Te反位[Te_Cd]施主缺陷造成的. 由此, In掺杂CdZnTe晶体的电学性质是In掺杂施主缺陷、Te反位深能级施主缺陷与本征受主缺陷Cd空位和残余受主杂质缺陷补偿的综合结果.     

Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布研究

应用X射线衍射密度法(R因子法)计算了Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布,结果表明:金属离子在ZnGa2O4尖晶石结构中采取中间偏反型分布.随Fe3 离子进入尖晶石结构,促使Zn2 进入A位的量增多,而Ga3 进入B位的量增多.同时,各样品的IR光谱表明:Fe3 进入尖晶石结构取代Ga3 对代表电子传导活化能的极限频率影响很大.     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Lu2O3:Yb3+, Ho3+纳米粉体的发光性能研究

采用共沉淀工艺合成了Yb3 离子和Ho3 离子共掺杂的Lu2O3纳米粉体,研究了粉体的斯托克斯(Stokes)和反斯托克斯(Anti-Stokes)发光特性以及煅烧温度对粉体发光性能的影响.在氙灯447.5nm和半导体激光器980nm激发下样品均发射出明亮的绿光,观察到了不同Ho3 离子浓度掺杂的纳米粉体的浓度淬灭现象.发射强度与激发功率的关系表明Anti-Stokes发光是双光子过程,能量转移是主要的上转换机制.Ho3 离子的5F4,5S2能级在不同波长激发下的衰减时间也证实了浓度淬灭及能量转移现象.     

等离子喷涂Cr3C2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层的摩擦学特性

考察了等离子喷涂Ｃr3C2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层通过不同配副组成摩擦副的摩擦学特性,并应用ＳＥＭ、ＸＲＤ和ＸＰＳ对磨痕进行了分析,结果发现,等离子喷涂Ｃr3C2-NiCr涂层及其表面化学镀Ni镀层自配副组成摩擦副,均表现出较大的摩擦系数和磨损系数,但是,Ｃr3C2-NiCr涂层表面化学镀Ｎi镀层与Ｃr3C2-NiCr涂层配副组成摩擦副,在干摩擦条件下,能达到０．１２的摩擦系数和接近１０^6mm^3(Nm)^-1的磨损系数,上述结果是由于Ｃr3C2-NiCr涂层的磨损机理从强烈的层状颗粒剥落转变为沿气孔和微裂纹等处的颗粒断裂。     

Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的ZnO和Zn0.9Mn（0.1）O薄膜.光致发光结果显示了Mn的掺杂引起了薄膜的带边发射蓝移,强度减弱,紫光发射几乎消失,但绿光发射增强.利用X射线衍射,X射线吸收精细结构和X射线光电子能谱等实验技术对Mn掺杂的ZnO薄膜的结构及其对光学性质影响进行了研究.结果表明：Mn掺入到ZnO薄膜中形成了Zn0.9Mn0.1O合金薄膜,Mn以＋2价的价态存在,这就导致了掺Mn以后的薄膜带隙变大,在发光谱中表现为带边发射的蓝移.同时由于掺入的Mn与薄膜中的填隙Zn反应,导致薄膜的结晶性变差,薄膜中的填隙Zn减少,O空位增多,引起带边发射和紫光发射减弱,绿光发射增强.     

Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸,高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-x(Ca4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB),对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化,得到它的晶胞参数为a=8.080A;b=16.016A;c=3.538A,β＝101．18,μ＝491．1A3,对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光 分析表明晶体整体组份均匀一致,根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算,Nd:GdYCOB晶体中Nd3 的分凝系数为0．63,首次报道了Nd:GdYCOB晶体200－3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命,室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在－220nm,具有很宽的透光波段（－220－2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收,适合于LD泵汪,为光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB（red,green,blue)激光自倍频晶体,掺杂4％,5％ Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105us和100us。     

金红石TiO2基质中[MoO4]2-基团的上转换发光

在978nm激光二极管的激发下，Mo掺杂的TiO2材料表现出很强的宽带上转换发光，该发光来源于[MoO4]^2-基团的激发态3T1，3T2能级到基态1Al能级的电子跃迁．X射线衍射表明样品为金红石单一相，红外吸收光谱证实了[MoO4]2-的存在．由光电子能谱推测体系中还含有低价态的Mo离子，它们提供了上转换得以进行的中间态．高温下的氧化还原处理会改变低价Mo的数量，从而严重影响样品的发光行为。     

Bi12SiO20熔体表面张力对流研究

利用高温熔体实时观察装置观察和研究了Ｂi12SiO2０熔体表面张力对流从稳态向振荡态的转变过程;稳态过程中的对流图样变化;可能与对流转变有关的两个对流区域的交叉;振荡态对流的分叉现象。     

活性炭载体对TiO2/活性炭中二氧化钛晶粒生长及相变的影响

以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合体,并利用SEM和XRD手段对复合体进行表征,通过Dt2=ktnexp(-E/RT)方程的计算,分析,研究活性炭对复合体中TiO2晶粒生长及其相变的影响.结果表明TiO2/AC复合体晶粒粒径增长的时间比TiO2本体短;TiO2/AC复合体纳米粒子平均尺寸为50nm比TiO2本体小;锐钛矿向金红石转变的相变温度和晶粒生长最快温度TiO2/AC复合体比TiO2本体高.锐钛矿和金红石晶粒生长的表观活化能TiO2/AC复合体分别为6.21±1.27和46.54±1.56kJ/mol,TiO2本体分别为5.764±1.02和36.4±1.14kJ/mol.在锐钛矿阶段和金红石阶段TiO2/AC复合体反应指数分别为0.19和0.35,而TiO2本体分别为0.13和0.26.原因是活性炭的强吸附力和非晶相层对TiO2晶粒生长的阻遏作用.