Ba置换改性(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷结构与微波介电性能的研究

研究了Ba置换改性对Ca [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷微观结构与介电性能的影响.通过XRD与SEM分析发现,当x=0.15,(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3形成了正交晶系钙钛矿结构的单相固溶体;当x=0.20～0.80时,改性陶瓷为正交与六方钙钛矿结构的两相复合固溶体;当x=0.85 时,所形成(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷为六方钙钛矿结构的单相固溶体.(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3系陶瓷微波介电性能的变化与Ba在材料内部的分布状态密切相关,与基材CMNT陶瓷相比:当x=0.15时,陶瓷的介电常数提高,介电损耗降低,谐振频率温度系数向负方向移动:εr=55,Qf值=32000GHz(6.5GHz下),τf=-36.82ppm/℃;当x=0.20～0.80间变化时,(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3两相复合陶瓷的微波介电性能由于复合效应而表现出连续变化的规律:εr= 45～33 ,Qf值= 30500～40200GHz(6.3GHz～7.6GHz下),τf = -17.7～12.52ppm/℃;当x=0.85时,单相钙钛矿固溶体(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3获得良好的微波介电性能:εr=31,Qf值达到44000GHz(8.5GHz下),τf=10.81ppm/℃.     

温度对Mg4Nb2O9合成的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为取代氧化铝陶瓷的新一代高Q值基板陶瓷.在900～1400℃温度范围内,合成了Mg4Nb2O9化合物,采用X射线粉末衍射法进行了相结构分析.结果表明,生成物中含有Mg4Nb2O9、Mg4Nb2O6和MgO三种物相,主晶相是Mg4Nb2O9;在900～1300℃温度范围内,随着温度的升高,MgNb2O6和MgO反应生成Mg4Nb2O9相,主晶相含量线性增加,但在1300℃以上,主晶相含量随温度的升高而减小;Mg4Nb2O9相的最佳合成温度为1300℃.这些结果对研究开发Mg4Nb2O9微波基板材料有着重要的意义.     

液相包裹法制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4磁电耦合材料

以无机盐Nb2O5、Mg(NO3)2、Pb(NO3)4、Co(NO3)2、Fe2(NO3)3为原料,柠檬酸和EDTA为络合剂,分别制备了Nb5+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Fe3+等离子的络合溶液。采用络合法制备了铌酸镁-铁酸钴先驱体(MgNb2O6-CoFe2O4,简称MN-CFO)。此先驱体在1000℃煅烧1h后,得到纯净的MgNb2O6-CoFe2O4固溶体。采用液相包裹法制备了铌镁酸铅-铁酸钴(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4)先驱体,在1000℃煅烧1h,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4先驱体分解为具有铁电相Pb(Mg1/3Nb2/3)O3和铁磁相CoFe2O4的复相组织。研究了10%过量的PbO对煅烧过程中烧绿石相向铁电相的转变作用,并在700℃煅烧5h条件下制备了不含烧绿石相的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4固溶体。     

Ba(Mgx/12Ta2x/12Zr(12-3x)/12)O3系统相关系的研究

目前的文献均表明钽镁酸钡Ba(Mg1/3Ta2/3)O3不易获得单一物相.我们在Ba(Mg1/3Ta2/3)O3结构不变的基础上,研究了Ba(Mgx/12Ta2x/12Zr(12-3x)/12)O3系统的相组成关系.用Zr4+置换Ba(Mg1/3Ta2/3)O3中的Mg2+和Ta5+离子对,在0＜x＜4范围内生成P-3ml固溶体,在x＜3.33时开始出现BaZrO3相,在3.33≤x＜4生成P-3ml固溶体单一物相.     

原位合成La_2Zr_2O_7-YSZ复合材料及高温热稳定性研究

以硝酸锆、硝酸镧、硝酸钇和柠檬酸为原料,原位合成了La2Zr2O7、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)及其La2Zr2O7-YSZ复合材料。采用X射线衍射和拉曼光谱对样品进行分析和表征,研究La2Zr2O7、YSZ和La2Zr2O7-YSZ复合材料的物相组成与高温热稳定性。结果表明:合成的La2Zr2O7和YSZ均为单一纯相。在1 200℃煅烧6 h条件下合成的系列复合材料(物质的量比n(La2Zr2O7)∶n(YSZ)=1∶8~10∶1)中均未发现单斜ZrO2相和其他化合物的生成。在1 400℃煅烧24 h条件下合成的LZYZ11中出现单斜ZrO2相,此时La2Zr2O7对YSZ的稳定效果不大。     

Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体的制备及性能研究

用共沉淀法制备出Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体,并利用TG-DTA-DTG、XRD、TEM和H2-TPR等方法对样品的物相结构、晶粒大小、还原性及高温热稳定性进行表征.结果表明,Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2纳米固溶体为物相结构稳定的立方相固溶体,该粉体的平均粒度为10 nm左右,分散性好,而且与Ce0.6Zr0.4O2相比,在Ce0.6Zr0.35Pr0.05O2中,Pr的存在明显提高了其还原性和高温热稳定性.     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积＞20 m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0.6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率＞50 S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

Sr2Mg1-xCaxSi2O7: Eu2+, Dy3+蓝色长余辉发光材料的合成及余辉性能调控

为了调控长余辉发光材料的余辉寿命,利用Ca2+对长余辉材料基质中的Mg2+进行不同程度取代,即通过高温固相法制备了一系列Sr2Mg1-xCaxSi2O7: Eu2+, Dy3+（x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0）长余辉发光材料。通过高温固相法制备的样品相较于溶胶-凝胶法所得样品具有更好的晶体结构,发光性能也更好。X射线衍射结果表明,随着原料中Ca2+含量的增加,合成样品的衍射峰逐渐往高角度移动,表明该基质内Ca2+已经取代Mg2+的晶格位置,使晶格发生变化,晶体场发生改变。样品发射峰位于487~492 nm,为蓝色发光材料。通过观察余辉衰减图和初始余辉亮度值可知,随着Ca2+含量的增加,样品的余辉衰减寿命和发光强度逐渐减小。以上性质有望使该材料在需要短寿命余辉产品领域有新的应用前景。     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备、表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

介孔结构纳米TbxZr1-xO2-δ复合氧化物的合成及表征

采用以聚乙二醇(PEG)为表面活性剂的水热法合成了不同Tb/Zr比的TbxZr1-xO2-δ复合氧化物,并用以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂的共沉淀法合成了Tb0.6Zr0.4O2-δ,将其作为不同方法的比较。利用XRD、TG-DTA、HRTEM、SAED和N2吸附-脱附对样品的物相结构、高温热稳定性、样品形貌、晶粒大小及孔结构进行表征。结果表明,当n(Tb)/n(Zr)≥0.6时样品呈现出氧化铽的立方晶体结构,合成的Tb0.6Zr0.4O2-PEG的表面形貌为不规则的类球状纳米粒子,粒径为5nm左右,产物的孔径主要集中在7.2nm左右。HRTEM图中明显显示出其晶体中的(111)及(200)晶面。TG-DTA曲线显示温度高于500℃时失重不明显,表明焙烧后的铽锆固溶体具有良好的热稳定性。     

Ca_(1.7)Mg_(0.3)SiO_4:Dy~(3+)白光LED荧光粉的合成与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca1.7Mg0.3SiO4:Dy3+白光LED荧光粉,通过正交试验分析了不同Dy3+掺杂浓度、合成温度以及保温时间等因素对Ca1.7Mg0.3SiO4:Dy3+荧光粉性能的影响,确定Ca1.7Mg0.3SiO4:Dy3+白光LED荧光粉最佳合成工艺条件。通过对所合成荧光粉的物相、粉体颗粒形貌表征,以及激发和发射光谱测试,焙烧温度为1300℃、保温时间3.5h条件下合成得到的Ca1.7Mg0.3SiO4:0.058Dy3+荧光粉,粉体粒径为1~2μm,无杂质相,在351nm近紫外光波激发下检测到发射光谱波长在482.0nm和577.0nm处分别有较尖锐的发射峰,其色坐标处于近白光区。     

合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4结构与性能的影响

用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法在不同温度下合成了LiMn1.95Mg0.05O4正极材料.用X射线衍射、充放电测试以及电化学阻抗谱分析技术研究了不同合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4结构和电化学性能的影响.结果表明:合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4正极材料的晶相结构、电化学性能有显著影响,LiMn1.95Mg0.05O4尖晶石相的生成和长大与其合成的温度有密切的关系,合成的最佳温度为750℃;在750℃条件下合成的LiMn1.95Mg0.05O4具有较高的电化学活性和较好的晶相结构;高温合成有利于提高LiMn1.95Mg0.05O4正极材料的放电容量,低温合成有利于提高其循环性能.     

铽掺杂铈锆固溶体的合成及结构表征

采用溶胶-凝胶法制备了不同比例Tb掺杂的三效催化剂促进剂Ce0.6Zr0.4-xTbxO2-y(x=0.05、0.10、0.15).BET比表面积分析表明,随着Tb的掺杂量由x=0.05递增到x=0.15,在650℃焙烧的样品其比表面积由66.8增加到80.4m2/g,而未掺杂样品Ce0.6Zr0.4O2的比表面积为65.1m2/g.X射线衍射和拉曼光谱证实形成的固溶体为萤石型立方相结构.X光电子能谱分析表明,固溶体表面Ce和Tb主要以Ce4 和Tb3 形式存在,Zr以Zr4 形式存在;掺杂样品组成均匀,Tb的掺入促进了固溶体的形成,增加了表面晶格氧的浓度.     

CO3O4掺杂Mg2SiO4陶瓷介电性能的研究

采用固相反应法制备了Co3O4掺杂Mg2SiO4微波介质陶瓷,研究Co2+离子掺杂对Mg2SiO4陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响.结果表明:Co2+可以完全取代Mg2+固溶在Mg2 SiO4晶体中形成(Cox Mg1-x)2SiO4固溶体,通过调整加入的Co3O4的摩尔量可以获得介电性能优良的微波陶瓷.当x=0.025时,在1250℃下保温3h,( Co0.025Mg0.975)2 SiO4陶瓷具有良好的介电性能为:εr=7.7,Q=8850(1.8MHz),电容温度系数为50.4×10-6/℃.     

稀土多钨酸盐红色荧光粉在白光LED中的应用研究

利用高温固相法合成了Ca9Gd2W4O24:Eu3+和Sr9Gd2W4O24:Eu3+两个系列四钨酸盐体系以及Ca3La2W2O12:Eu3+二钨酸盐体系荧光粉,对比其荧光性能,结果发现此三种多钨酸盐荧光粉在395nm的近紫外和460nm的蓝光区都有较高的激发强度,与现有商业化近紫外光、蓝光LED芯片的发射光谱吻合,可以被这两种LED芯片有效激发,发射色纯度较高的红光,是潜在的紫光和蓝光转换型白光LED用红色荧光粉.Eu3+离子在Ca9Gd2W4O24和Sr9Gd2W4O24两个四钨酸盐体系中没有浓度猝灭效应,而在Ca3La2W2O12二钨酸盐体系中的最佳掺杂浓度为40%.以其中性能优良的Ca9Eu2W4O24、Sr9Eu2W4O24和Ca3La1.2Eu0.8W2O12结合400nm发射的紫光InGaN芯片以及460nm发射的蓝光InGaN芯片制备LED器件,探讨稀土多钨酸盐红色荧光粉在白光LED中实际应用存在的优点和局限性.     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的微波介电性能

采用传统固相法制备Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷,研究Li2CO3-V2O5(LV)共掺杂对其烧结特性、微观结构和微波介电性能的影响.实验结果表明:一定量的LV掺杂能够使Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的烧结温度降至1200℃;XRD和EDX综合分析表明,样品由(Mg4-xCax)Nb2O9/(Ca1-x...     

铈锆氧化物固溶体的制备、表征及三效催化性能

采用共沉淀技术制备了Ce0.6Zr0.4O2固溶体,并对其进行了XRD、Raman光谱和SEM表征.将其用于单钯三效催化剂的制备,考察了Ce06Zr0.4O2对三效催化剂性能的影响.结果表明:Ce0.6Zr0.4O2具有和CeO2相似的立方结构,并具有较高的热稳定性;与含CeO2的三效催化剂相比,含Ce06Zr0.4O2的三效催化剂经高温老化后,仍具有较高的HC、CO、NO转化率和较低的起燃温度.     

铸造Mg-3Zn-0.5Cu-0.6Zr镁合金的时效析出行为研究

利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描和透射电镜研究了铸造Mg-3Zn-0.5Cu-0.6Zr镁合金铸态和固溶时效后的显微组织,初步确定了时效Mg-3Zn-0.5Cu-0.6Zr镁合金中主要合金相的种类和形态.合金铸态组织主要由初晶Mg基体和(Mg+Mg2Cu,CuMgZn)共晶组成.固溶后,晶界处大部分非平衡共晶组织溶解;180℃/20h时效后达到合金时效硬度峰值,此时晶内析出相主要有三类:(1)轴线垂直于(0001)Mg,板条状或棱柱状β2’-MgZn2,长度50nm～200nm,该相是合金的主要时效硬化相;(2)较粗大的、其轴线仍与基面垂直的六棱柱状β2’-MgZn2;(3)轴线平行于(0001)Mg,板条状或针状β-MgZn,长度50nm～150nm.     

Sr0.4Ba0.6Nb2O6物相形成过程的XRD分析

采用X射线衍射技术(Guinier-Hagg相机)分析了Sr0.4Ba0.6Nb2O6(SBN40)原始混合粉料经不同温度煅烧后的相组成,并利用PIRUM程序对不同反应温度下形成铌酸锶钡相的晶胞尺寸进行了计算.结果表明:在Sr0.4Ba0.6Nb2O6的形成过程中将出现中间相Na5Nb4O15、Sr5Nb4O15、SrNb2O6与BaNb2O6,而SrNb2O6与BaNb2O6最终反应生成铌酸锶钡.反应生成的铌酸锶钡的晶胞参数随反应温度的升高而变小.依据这些实验结果,文中提出了Sr0.4Ba0 6Nb2O6相的形成机制.     

Ba0.6 Sr0.4 TiO3-ZnNb2O6复相微波介质陶瓷的结构与介电性能研究

以Ba0.6Sr0.4TiO3为基体材料,采用传统陶瓷制备工艺,制备了Ba0.6 Sr0.4 TiO3-ZnNb2O6(简称BSTZ)复相微波介质陶瓷.结果表明,BSTZ复相陶瓷可在1200℃烧结成瓷,烧结温度明显低于Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的烧结温度,并反应生成新相BaNb3.6O10.在室温低频下,随ZnNb2O6含量的增加,BSTZ复相陶瓷的介电常数下降;在1.6kV/mm的直流偏压下,各BSTZ复相陶瓷的可调性随ZnNb2O6添加量增加而减小.