(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷的显微结构与微波介电性能研究

采用固相烧结反应法制备(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷.Sr掺杂促进低温相β-Mg2Al4Si5O18向高温相α-Mg2Al4Si5O18转变,并拓宽了(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷的致密化烧结温度范围.X射线衍射结果表明在0≤x<0.2范围内,(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18陶瓷以(Mg,Sr)2Al4Si5O18堇青石固溶体形式存在;在0.6相似文献   

纳米Ce1-x(Eu0.5La0.5)xO2固溶体对Mg2Ni合金储氢性能催化作用研究

采用水热法合成纳米Ce1-x(Eu0.5La0.5)xO2(x=0、0.04)固溶体,系统研究固溶体在球磨条件下对Mg2Ni合金储氢性能的催化作用。XRD结果表明,随着Ce1-x(Eu0.5La0.5)xO2添加量的增大及球磨时间的延长,样品的非晶纳米晶含量增加;SEM结果显示,催化剂均匀分布在合金表面,随着球磨时间延长,团聚现象减少;催化剂对球磨样品的活性、最大放电容量和高倍率放电性能均有良好的催化作用,掺杂固溶体比纯CeO2具有更好的催化活性。     

NixCo4-xSb12化合物的制备及热电性能研究

以Ni作为添加元素,利用放电等离子技术制备了NixCo4-xSb12(x=0-0.35)化合物热电材料.通过先进的性能表征手段,深入探讨了NixCo4-xSb12化合物的热电性能,为n型热电材料的研究提供了有价值的参考.实验结果表明,一定量Ni的添加,能有效改善材料热电性能,提高热电优值;在Ni添加量x=0.2时,Ni0.2Co3.8Sb12化合物在温度T=773K时具有最大的热电性能优值ZTmax=0.45.     

Ag掺杂SnSe化合物的制备及热电性能

SnSe是一种潜在的极具应用前景的热电材料。采用机械合金化结合放电等离子烧结的方法制备了Ag掺杂的Sn_1-xAg_xSe (0.005≤x≤0.03)多晶块体热电材料, 并借助XRD、SEM、电热输运测试系统研究了其物相组成、微结构与电热输运性能。XRD分析结果表明, 少量Ag(0.005≤x≤0.01)掺杂仍然能够成功制备出单相斜方结构SnSe化合物, 但随着Ag掺杂量的增加, 基体中出现SnAgSe₂第二相, 且第二相含量逐渐增加。掺杂Ag大幅度提高了载流子浓度, 从而使材料的综合电输运性能(功率因子)显著提高, 当Ag掺杂量x=0.02时, 功率因子提高至4.95×10^-4 W/(m·K²), 较未掺杂SnSe样品提高了36%。尽管掺杂样品的热导率均有小幅升高, 无量纲热电优值(ZT)仍获得一定改善。当Ag掺杂量x=0.02时, Sn_0.98Ag_0.02Se成分样品具有较高的热电优值, 并在823 K附近达到最高值0.82。     

Zintl相Mg3X2(X=Sb,Bi)基晶体生长及热电性能研究进展

Zintl相Mg₃X₂(X=Sb, Bi)基热电材料以其无毒性、价格低及性能高等优点而备受关注。与多晶相比, Mg₃X₂晶体在揭示材料本征热电性能、各向异性性质及电声输运调控策略等方面极具研究价值。本文系统归纳与总结近年Mg₃X₂基晶体的生长及热电性能发展现状。针对Mg₃X₂晶体生长过程中Mg元素易挥发和活泼金属性的难点,多种技术如合适的温度冷却法、定向凝固法、助熔剂法、助熔剂坩埚下降法等被开发运用于生长Mg₃X₂晶体,其中助熔剂坩埚下降法在获得大尺寸块状晶体方面更有竞争力。n型和p型Mg₃Sb₂晶体都呈现出各向异性的热电性能。调控晶体生长速度、Mg元素自补偿含量、杂质元素掺杂与固溶含量等手段,都会影响Mg₃X₂晶体的电学性能和热学性能。目前p型和n型Mg₃Sb...     

Zn-Sb双掺杂Mg2(Si,Sn)合金的热电性能

Mg₂(Si,Sn)合金热电材料具有成本低廉、环境友好等优点, 作为一种绿色环保的中温区热电材料一直受到广泛关注。在Mg₂(Si,Sn)基材料中掺杂大剂量Sb可诱发Mg空位, 从而有效降低材料的热导率, 但同时Seebeck系数也会降低。研究采用高温熔炼及真空热压法成功合成了Mg_2.12-ySi_0.4Sn_0.5Sb_0.1Zn_y (y=0~0.025)试样, 通过在大剂量Sb掺杂的Mg₂(Si,Sn)基材料中添加Zn元素, 研究了大剂量Sb和微量Zn双掺杂对材料电声输运特性的综合影响。研究结果表明, Zn-Sb双掺杂可通过有效抑制材料电子热导率的方法大幅降低Mg₂(Si,Sn)合金材料的总热导率, 与此同时明显提高掺Zn试样的塞贝克系数以弥补其电导率的损失, 维持材料较为优异的电学性能。最终, 热导率的大幅优化及电学性能的维持实现了材料综合热电性能的显著提升, 其中, 成分为Mg_2.095Si_0.4Sn_0.5Sb_0.1Zn_0.025的材料在823 K下热电优值ZT达到1.42。     

低温烧结0.4CaTiO3-0.6Ca(Mg1/3Nb2/3)O3介电陶瓷的实验研究

对添加H3BO3-ZnO-R(BZR)玻璃实现0.4CaTiO3-0.6Ca(Mg1/3Nb2/3)O3(0.6CMNT)介质陶瓷的低温烧结进行了系统的研究。研究结果表明,在一定BZR玻璃添加量(1m%(质量分数)～5m%(质量分数),m是比例系数,且m>0)的条件下,陶瓷的最佳烧结温度均在950℃;在950℃烧结,BZR玻璃的添加量为2m%(质量分数)时,介电常数εr=47.26976,介电损耗tanδ=0.0098;BZR玻璃的添加量为3m%(质量分数)时,介电常数为εr=47.75029,介电损耗tanδ=0.0102。并且发现,添加适量的BZR玻璃,可以促进晶粒生长,但过量则会在烧结过程中产生过多的液相,且液相扩散严重,致使部分晶粒未能充分生长,而部分晶粒却异常长大,晶粒大小不均匀,影响陶瓷的介电性能。     

B掺杂Si80Ge20合金的快速制备及热电性能

采用电弧熔炼、快速球磨结合放电等离子烧结快速制备了单相Si80Ge20Bx(x=0.5、1、1.5、2)热电材料,对烧结后试样进行了物相结构分析和热电性能表征.结果表明,B的引入导致样品载流子浓度增加,电导率随着B掺量增加而大幅增加,而Seebeck系数反之下降.B的固溶增加试样中点缺陷浓度而导致声子散射增加,热导率下...     

Mg含量对Mg3(1+z)Sb2化合物热电传输性能的影响

Mg₃Sb₂化合物具有良好的热电性能和成本优势, 受到研究者的广泛关注。由于Mg元素具有很高的饱和蒸汽压和化学反应活性, 因此Mg₃Sb₂在合成过程中含量难以精确控制。本研究利用固相反应/球磨结合放电等离子体烧结制备了不同Mg含量的Mg_3(1+z)Sb₂(z=0, 0.02, 0.04, 0.06和0.08)样品, 通过物相结构分析和热电性能测试, 研究了Mg含量对Mg₃Sb₂化合物热电性能的影响规律。结果表明, 随着名义Mg含量的增加, 实际Mg含量在Mg₃Sb₂化合物中由缺失状态转变为过量状态, Mg_3(1+z)Sb₂(z=0, 0.02, 0.04)样品存在Mg空位(${{\text{{V}'}}_{\text{Mg}}}$), 表现为p型传导; 而Mg_3(1+z)Sb₂ (z=0.06, 0.08)样品中存在间隙Mg($\text{Mg}_{\text{i}}^{\centerdot \centerdot }$), 表现为n型传导。Mg_3(1+0.04)Sb₂样品在较宽温区(室温至770 K)内保持最高的热电优值, 该样品最接近本征p型Mg₃Sb₂化合物的组成和热电性能。本研究表明, Mg含量对Mg_3(1+z)Sb₂化合物载流子类型和浓度以及迁移率具有一定的调控作用。     

Sb/Al/Zn多掺杂Mg2Si热电材料的制备及性能研究

采用放电等离子体烧结技术,制备了Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料,利用粉末X射线衍射、霍尔效应和标准四探针电导率研究了Mg_2Si热电材料的电输运特性和热电性能。结果表明,Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料具有良好的电输运和热电性能。采用放电等离子体烧结技术在880 K时,Sb0.5%Zn0.5%掺杂Mg_2Si热电材料具有最大热电优值为0.964,与PbTe基热电材料相当。根据电导率(σ)、塞贝克系数(S)和热导率(κ)的温度依赖性计算掺杂Mg_2Si热电材料在300～900 K的热电性能和热电图优值(ZT),同时根据霍尔系数确定掺杂Mg_2Si热电材料的电子浓度(N)。     

Ag/Sb比对（GeTe）85(AgySb2-yTe3-y)15合金热电性能的影响

按不同Ag/Sb比制备了(GeTe)85(AgySb2-yTe3-y)15(y=1.0,1.02,1.2,1.3,1.5)系列TAGS热电材料,发现偏化学计量比的样品中有Ag8GeTe6低热导率第二相的析出。改变Ag/Sb比能显著降低材料的晶格热导率,y=1.3样品的晶格热导率在700K约为基体相的40%。样品的电导率随着y值的增加先增加后减小,Seebeck系数随成分的变化规律与电导率相反,随着Ag/Sb比增加而减小。y=1.02样品在744K时获得最大ZT值1.37,与等化学计量比y=1.0样品相比提高了10%左右,且随着温度的进一步升高,ZT值有继续上升的趋势。     

原位合成Mg2Sip/Al复合材料的组织及性能研究

采用熔体直接反应法成功制备了Mg2Sip/Al复合材料,研究了Mg2Si颗粒含量及530℃固溶6h+173℃时效5h热处理对复合材料组织和性能的影响,利用X射线衍射仪、扫描电镜等分析了复合材料的物相和显微组织,并测试了其力学性能。结果表明,随着Mg2Si颗粒含量的增加,在一定范围内,铸态复合材料基体的晶粒尺寸随之变小;热处理后Mg2Si颗粒名义含量4%(质量分数)的复合材料析出的二次相颗粒较名义含量5%(质量分数)的复合材料更多,二次相颗粒平均尺寸均约为4μm,且颗粒名义含量4%(质量分数)的复合材料热处理后抗拉强度和伸长率分别达到280MPa和9%,较热处理前分别提高了24.44%和63.64%     

快淬和球磨时间对p型(Bi_(0.25)Sb_(0.75))_2Te_3合金热电性能的影响

通过快淬-机械球磨-放电等离子烧结工艺制备了p型(Bi0.25Sb0.75)2Te3块体热电材料.在300~523K温度范围内对其电导率、Seebeck系数和热导率进行了测试,并系统研究了快淬后球磨时间对合金热电性能的影响.研究结果表明,随着球磨时间的延长,样品的电导率呈先降后升的趋势,Seebeck系数变化并不明显,而热导率随球磨时间的延长逐渐下降.球磨20h的样品在室温下具有最高的热电优值,最大值达到0.96,机械抗弯强度达到91MPa.     

Ca2Co2O5化合物的制备及热电性能的研究

以Co(NO3)2·6H2O,Ca(NO3)2·4H2O为原料,Na2CO3为沉淀剂,采用化学共沉淀法和放电等离子烧结(SPS)制备了Ca2Co2O5化合物.采用TG-DTA、XRD和SEM等手段对前驱体的热分解过程,样品的物相以及形貌进行了表征,测试了Ca2Co2O5的热电性能.实验结果表明沉淀前驱物经850℃预烧8 h后,利用SPS 850℃,压力30MPa保温5min,制备了纯相Ca2Co2O5化合物.该化合物的电阻率和热导率均随温度的升高而降低,800℃时,热电性能优值(ZT)为0.12.     

镁基Mg2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展

镁基Mg_2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注。然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制。对近几十年来镁基Mg_2Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究进行了系统综述。在此基础上,指出了该类合金存在的问题及今后的发展方向。     

放电等离子烧结Gd/Gd5Si2Ge2复合材料磁热效应研究

以高纯钆和Gd5Si2Ge2合金为原料,采用放电等离子烧结技术制备了两组元Gdx(Gd5Si2Ge2)1-x(x=0,0.33,0.5,0.7,1)层状复合磁制冷材料.通过自制的磁热效应测量仪器直接测量了复合材料在外加磁场1.5 T下的磁热效应(ΔTad).随着复合比例的变化,材料的最大绝热温变(ΔTad)从x=0.3时的1.6 K增加到x=0.7时的2.0 K,而最大绝热温变峰的位置从286K变到了293 K.同时,与单组元的Gd5Si2Ge2合金相比,随着钆的含量增加时,复合材料的最大绝热温变峰变宽.当x=0.7时,层状复合磁制冷材料在外加磁场1.5 T下的最大绝热温变(ΔT)在260-310K范围里从1.1 K变到2.0 K,这种材料非常适合作为室温磁制冷材料.     

湿化学法制备纳米Bi2Te3基热电材料的研究进展

Bi₂Te₃基热电材料是室温下性能最好的热电材料。传统块体Bi₂Te₃基热电材料的热电性能不高,而纳米Bi₂Te₃基热电材料可以实现电、声输运特性的协同控制,从而提高材料的热电性能。介绍了几种纳米Bi₂Te₃基热电材料不同的湿化学制备方法,比较了各种方法的优缺点,并展望了其发展方向。     

Ba掺杂对稀土硼化物GdB6结构,晶粒取向和热发射性能的影响（英文）

采用反应放电等离子烧结技术,以BaH2,GdH2纳米粉和B粉为原料,成功制备了多晶稀土硼化物(BaxGd1-x)B6(x=0,0.2,0.4,0.8).采用XRD、EBSD技术研究了掺杂元素Ba对GdB6晶体结构及晶粒取向的影响,并测量不同温度下的热发射性能.结果表明,所有烧结样品与传统烧结方法相比,具有高致密度(>97%)和很高的维氏硬度(2070 kg/mm2).GdB6在1873 K时,最大发射电流密度为11 A/cm2,该值远高于传统方法制备的电流密度值.随着Ba含量的增加,发射电流密度从11 A/cm2减小到2.25 A/cm2.     

Mg2(Si,Sn)合金大尺寸试样低温固相反应法制备及其热电性能

Mg2(Si,Sn)合金是一种受到广泛关注的中温区热电材料,具有成本低廉、环境友好等优点.Mg2(Si,Sn)材料研究中非常重要的一环在于如何实现对Mg元素的精准控制,采用低温固相反应法可能是一种切实有效的方法.本研究通过低温固相反应法成功制备了高质量Mg2(Si,Sn)合金试样,并将此方法应用至百克级Mg2 Si0....     

Ti/Al2O3复合材料制备及其力学性能

利用放电等离子烧结(SPS)制备了性能优异的40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为897.29MPa、17.38MPa·m1/2、17.13GPa和99.24%.SEM和HREM对复合材料的微观结构分析发现,晶粒细化、位错环强化等是材料强度提高的主要原因;裂纹的偏转和桥联是材料韧性提高的关键所在.