碱土金属双掺杂钴铁酸镧的结构和电性能

应用共沉淀法合成了中温固体氧化物燃料电池刚极材料La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe01O3-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20)的粉料.采用XRD,SEM和直流四极探针法研究了其晶体结构和电导率随温度变化规律以及其与电解质Ce0.8Sm0.2O2的化学相容性.实验表明Ca2+和Sr2+双掺杂取代La3+进入晶格后,合成的粉料具有六角晶系钙钛矿结构;随着Ca2+含量x增加,La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ晶胞a轴方向缩短c轴方向拉长,晶胞体积减小且样品的电导率也在降低.随温度升高到490℃,电导率出现最大值,温度继续升高晶格氧逸出而导致电导率降低.400℃～700℃时,样品的电导率均高于450S/cm.当x=0.10和0.15时,其电导率基本相等且高于760 S/cm.合成的粉料与电解质Ce0.8Sm0.2O2具有良好的化学相容性.     

高能球磨合成的纳米结构Cu_(5-x)Co_xFeS_4的热电性能

正Armad Ostovari M.等人采用高能球磨及随后热压方法制造Cu_(5-x)Co_xFeS_4(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,1)。XRD测定表明,x低于0.08时,试样是纯斑铜矿型结构,然而当x=0.1时,却含有少量Co3S4第二相。热压试样表面呈现纳米结构,粒径小于50nm。当x增高到0.04时,纳米结构的孔穴密度降低。由于Co2+置换Cu+,调整了电导率和塞贝克系数,使Cu4.96Co0.04FeS4的功率因子(590K)提高到0.3mW·m-1·K-2,比不含Co的Cu5FeS4高出20%。x=0.04时,热导率降低到0.22 W/(m·K)(473K温度),     

中温固体氧化物燃料电池连接材料Sm_(1-x)Ca_xCrO_(3-δ)的制备及性能研究（英文）

为了探索适用于中温固体氧化物燃料电池的连接材料,采用柠檬酸法制备了Sm1-xCaxCrO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)粉体,研究了Ca2+掺杂对材料烧结性能、电性能和热膨胀性能等的影响。实验结果表明,Sm0.7Ca0.3CrO3-δ材料在空气中700℃时电导率为29.8 S·cm-1,氢气气氛中600°C时为1.68 S·cm-1。在30~1000℃温度范围内随着Ca2+掺杂量从0.1增加到0.4,平均热膨胀系数(TECs)值从7.34×10–6增大到8.05×10-6 K-1,与其它常用固体氧化物燃料电池材料热匹配性良好。     

放电等离子烧结制备Zn-Cu-Sb-Bi合金的热电性能

采用真空熔炼/放电等离子烧结（SPS）方法制备P型Zn4-xCuxSb3-xBix（x=0～0.8）材料,研究该合金的组织结构和热电性能。结果表明,x〈0.2时,Zn4-xCuxSb3-xBix材料的Seebeck系数随x值增大而增大,当x=0.2时达到最大值;而当x〉0.2后,Seebeck系数又随x值增大而下降。在x=0.2和487 K的条件下,Seebeck系数达到最大值,为249.2μV/K。合金的电导率随Cu和Bi含量增加而增大。借助Zn4-xCuxSb3的热扩散系数,计算得到材料的热导率随x值增大而增大;在574 K,x=0.4时,Zn4-xCuxSb3-xBix合金的最大热电优值（ZT）为0.53,比同温度下β-Zn4Sb3合金的ZT值大0.07。     

p型Ca、Ni双掺BiCuSeO层状氧化物的热电性能北大核心CSCD

选用高纯的Bi粉、Se粉、Cu粉、CuO、CaO、NiO作为原材料,采用固相结合放电等离子烧结制备不同成分的样品,测试了不同成分样品从室温RT到823 K不同温度下热电传输性能。研究结果表明,通过在Bi位掺杂Ca、Cu位掺杂Ni,可以有效的调控材料的热电性能。Bi0.94Ca0.06Cu0.94Ni0.06Se O在823 K时,电导率达到最高值5300 S·m^-1,远高于BiCuSeO的电导率1100 S·m^-1。同时,样品具有较低的热导率（0.9-0.4 W·m^-1·K^-1）和较高的Seebeck系数（200-250μV·K^-1）。Ca、Ni双掺BiCuSeO体系中Bi0.94Ca0.06Cu0.94Ni0.06Se O的热电优值（ZT）在823 K时达到最大值0.55。     

p型Ca、Ni双掺BiCuSeO层状氧化物的热电性能

选用高纯的Bi粉、Se粉、Cu粉、CuO、CaO、NiO作为原材料,采用固相结合放电等离子烧结制备不同成分的样品,测试了不同成分样品从室温RT到823 K不同温度下热电传输性能。研究结果表明,通过在Bi位掺杂Ca、Cu位掺杂Ni,可以有效的调控材料的热电性能。Bi0.94Ca0.06Cu0.94Ni0.06Se O在823 K时,电导率达到最高值5300 S·m-1,远高于BiCuSeO的电导率1100 S·m-1。同时,样品具有较低的热导率(0.9~0.4 W·m-1·K-1)和较高的Seebeck系数(200~250μV·K-1)。Ca、Ni双掺BiCuSeO体系中Bi0.94Ca0.06Cu0.94Ni0.06Se O的热电优值(ZT)在823 K时达到最大值0.55。     

中温SOFC复合阴极材料的制备及性能

在La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ中掺入不同比例的Ce0.8Sm0.2O1.9制成中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)复合阴极材料,对其进行晶体结构表征和高温电导率、热膨胀系数和阴极过电位测试.结果表明,Ce0.8Sm0.2O1.9的掺入不但有效地降低了La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ阴极材料的热膨胀系数,而且Ce0.8Sm0.2O1.9掺入量为10%(质量分数,下同)的样品,其电导率高于La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ,并且它在相同过电位下其阴极电流密度也大于其他样品.以其为阴极的SOFC单电池,在850 ℃最大短路电流密度达511 mA/cm2,最大输出功率密度为106 mW/cm2.     

新型混合导电陶瓷Sm_(1-x)Sr_xAl_(1-y)Fe_yO_(3-δ)的制备及电性能

采用有机凝胶法结合固相烧结技术制备Sm1-xSrxAl1-yFeyO3-δ(SSAF,x=0.10~0.20,y=0.10~0.70)系列新型混合导电陶瓷。利用TG—DTA、XRD、FTIR、Archimedes法和直流四线法分别对凝胶前驱体的热分解及相转化过程、烧结体的相结构、相对密度和电导率进行表征,研究烧结温度及Sr和Fe掺杂量对样品的结构、电性能及输运机制的影响。结果表明:凝胶前驱体在900℃焙烧5h可以形成结晶良好的四方钙钛矿相纳米粉体;随着烧结温度的升高,Sm0.9Sr0.1Al0.5Fe0.5O3-δ(SSAF9155)陶瓷的电导率和相对密度都先增大后减小,1450℃烧结5h制得的SSAF9155陶瓷具有最高的电导率和相对密度;SSAF陶瓷的电导率主要取决于p型电导,且随Sr和Fe掺杂量的增加而增大,在中低温段电导率随着温度的升高而增大,遵从Arrhenius关系,导电行为符合p型小极化子跳跃导电机制;样品的表观活化能随着Fe掺杂量的增加而减小,随着Sr掺杂量的增加而增大。     

Preparation and Performance of Sm1-xCaxCrO3-δ as New Interconnect Materials for IT-SOFC

为了探索适用于中温固体氧化物燃料电池的连接材料,采用柠檬酸法制备了Sm1-xCaxCrO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)粉体,研究了Ca2+掺杂对材料烧结性能、电性能和热膨胀性能等的影响。实验结果表明,Sm0.7Ca0.3CrO3-δ材料在空气中700℃时电导率为29.8 S·cm-1,氢气气氛中600°C时为1.68 S·cm-1。在30~1000℃温度范围内随着Ca2+掺杂量从0.1增加到0.4,平均热膨胀系数(TECs)值从7.34×10–6增大到8.05×10-6 K-1,与其它常用固体氧化物燃料电池材料热匹配性良好。     

SPS法制备n-型Ag掺杂四元Ag-Bi-Se-Te 合金及其热电性能

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备Ag掺杂四元Ag-Bi-Se-Te合金,并分析研究其热电性能.结果表明:掺杂Ag后,合金AgxBi(2-x)Se0.3Te2.7(x=0.005～0.04)的Seebeck系数均为负值,说明材料属于n-型半导体;当温度大约在428.0K时,x=0.04合金的Seebeck系数绝对值(|a|)出现最大值,其值为1.80×10-4V·K-1,比三元合金Bi2Se0.3Te2.7的最大值增大约16%;材料电导率随Ag含量的增加而下降.如果采用相同方法制备且成分按(Bi2Te3)0.9-(Bi2-xAgxSe3)0.1(x=0～0.4)设计的材料热扩散系数进行估算,当温度在477.0 K时,合金AgxBi(2-x)Se0.3Te2.7(x=0.04)的ZT值出现最大值,其值为0.75,比典型三元合金Bi2Se0.3Te2.7的最大值增大约0.09.     

四元Mg_2Si_(0.27)Ge_(0.05)Sn_(0.65)Sb_(0.03)固溶体的热电性能（英文）

通过氧化硼助熔剂法和放电等离子烧结技术制备了Mg_(2(1+x))Si_(0.27)Ge_(0.05)Sn_(0.65)Sb_(0.03)(x=0.05,0.08)四元固溶体热电材料。在300~800 K的温度区间内测试了所有四元固溶体试样的塞贝克系数、电导率和热导率。结果表明随着温度的升高电导率单调降低而塞贝克系数单调升高,所有样品的晶格热导率明显高于通过Abeles模型计算所得到的理论值。最高无量纲热电优值ZT出现在x=0.08样品中,在800 K时达到最高值1.0。     

Ba和Sm双原子填充Skutterudite化合物的制备及热电性能

以Ba和Sm作为填充原子，用熔融法结合放电等离子快速烧结（SPS）制备出了单相的Ba和Sm复合填充的Skutterudite化合物BamSmnFexCO4-xSb12,研究了两种原子复合填充总量及填充比例对其热电性能的影响规律。结果表明：随着Ba和Sm双原子复合填充总量的增加，P型BamSmnFexCo4-xSb12化合物的Seebeck系数增加、电导率和热导率降低。当复合填充总量相近时，Ba原子填充比例较大的Skutterudite化合物，其电性能稍好：而Sm原子填充比例较大的Skutterudite化合物，其热导率稍低。本研究中Ba0.218Sm0.204Fe1.51Co2.50Sb12化合物的最大热电性能指数ZTmax。值在800K时为0．75。     

金属间化物Nd(Fe_(1-x)Co_x)_(10)V_2的磁性能机制

通过X射线衍射.磁测量和M(?)ssbauer谱测定了Nd（Fe1-Cox）10V2的结构和磁性.结果表明,Nd（Fe1-xCox）10V2（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）化合物的晶体结构均为ThMn12型结构;随着 Co含量x的增大,晶格常数将单调减少.Co原子的替代将导致化合物各个Fe晶位上的磁超精细场值Bhf逐渐增加.Co部分取代Nd（Fe1-xCox）10V2中的Fe原子时.将择优占据8i铁晶位.取向样品NdFe10V2的热磁曲线和变温M(?)ssbauer谱研究结果表明.该化合物在T=120K条件下存在自旋重取向现象.     

CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)陶瓷电输运性能

使用高温固相烧结法制备不同化学剂量比的CuAlO2陶瓷,研究CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)中Cu、Al摩尔比的相对变化对其结构和导电性能的影响.结果表明:CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)陶瓷片的结构和密度随着x值的增大,样品的结晶性逐渐变好,密度也逐渐增大,在x为0.98时,得到密度最大(5.02 g/cm3)且结晶良好的纯相CuAlO2;样品的光学带隙均约为3.44 eV;随着x值的增加,室温电导率先增大然后减小,在x为0.98时得到最大电导率为8.03×10-3 S/cm;电导率随温度的升高而显著增大,且曲线在100～300 K之间很好地符合Arrhenius关系,x为0.98时激活能最低,仅为0.085 eV;在所研究的成分范围内,CuAlO2陶瓷的导电能力主要取决于陶瓷片的致密度.     

La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ系阴极材料的制备与性能研究

采用固相法和EDTA-柠檬酸联合络合法制备了中温固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cu1-xFexO3-δ阴极材料,利用直流四探针和交流阻抗技术测试了材料的导电性能和电化学性能,结果表明加入Fe后材料的电导率有所降低,但在高温下仍然具有较高的电导率(＞100 S·cm-1).EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样比固相法合成的具有更高的电导率(在800℃时,EDTA-柠檬酸联合络合法制备的试样电导率为255 S·cm-1,而固相法的为156 S·cm-1).700℃时的复阻抗测试结果表明Fe的加入降低了La0.7Sr0.3CuO3-δ的极化电阻,其中La0.7Sr0.3Cu0.4Fe0.6O3-δ的极化电阻最小,为2.51 Ω·cm2.     

宽带隙n-型半导体CuIn5Se8的热电性能研究

利用放电等离子烧结技术制备了宽带隙三元半导体化合物CuIn5Se8,并对其热电性能进行了研究。物相分析表明,化合物为单相CuIn5Se8,带隙宽度为1.13eV,比In2Se3合金的低。电学性能测试结果表明,随温度升高Seebeck系数绝对值从370.0μV·K1降低到263.0μV·K1,而电导率则随温度迅速增大。在818K时,其电导率达到最大值2.921031·m1,热导率为0.50W·K1·m1,最高热电优值ZT值达到0.33。     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体的溶胶凝胶-自燃烧法制备及其性能表征

采用溶胶凝胶-自燃烧法合成La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)复合氧化物粉体,用XRD、TG-DTA、TEM等对产物形成过程及微观结构进行了表征.结果表明,溶胶凝胶-自燃烧法一步合成了粒径为30～70nm的具有钙钛矿结构的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体,粉体具有较高烧结活性,1100℃下烧结2 h相对密度达到95%.利用热膨胀仪测量发现样品从室温到1000℃的平均膨胀系数为19.3×10-6/K;直流四探针法电导测试表明,样品在200～600℃温度范围内电导率随温度的升高而升高,由580 S·cm-1升至最大值1000 S·cm-1,在600℃后样品的电导率随着温度的升高缓慢降低,样品的电导率在200～800℃温度范围内均高于580 S·cm-,能很好地满足中低温SOFC的使用要求.     

Cu掺杂SnSe晶体生长及热电性能研究

利用坩埚下降法成功制备了具有标准Pnma空间群结构的Cu掺杂SnSe晶体，其尺寸为φ18 mm×55 mm,Cu元素在晶体中均匀分布。该晶体为P型半导体材料，电导率在600 K附近具有最低值4.53 S·cm^-1，载流子浓度在830 K下达到1.69 cm×1 019 cm,Seebeck系数最大值为739.5μV·K^-1，出现在500 K附近。功率因子PF随温度升高始终增加，830 K下为4.80μW·cm^-1·K^-2。热电性能ZT在800 K附近达到最高值0.83，说明该晶体是一种潜在的中温区热电材料。     

Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料的微观结构与热电性能EI北大核心CSCD

采用合金设计、真空熔炼、快速凝固、球磨制粉、冷压成形和常压烧结工艺,制备了Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,采用XRD、SEM和ZEM-3热电测试系统等表征热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能,研究Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料热电性能机理。结果表明:Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料晶体结构为R-3m空间群斜方晶系的六面体层状结构;掺杂Cu的Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,形成Cui间隙缺陷和Bi′Te反位缺陷,随着载流子(电子)浓度增加,载流子迁移率降低,电导率显著增大;掺杂S的Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料,生成化学键健能较Bi-Te强的Bi-S,抑制反位缺陷Bi′Te形成,少数(空穴)载流子浓度减小,同时增强声子对声子散射和点缺陷对声子散射,从而使晶格热导率和双极扩散热导率降低,总热导率明显降低,抑制塞贝克系数的减少;Cu、S共掺杂的协同作用,n型Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料电导率增大,而热导率基本不变,由此ZT值和功率因子显著提高;在300~400 K温度范围内,Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)的电导率约为7.0×10^(4)S/m,塞贝克系数约为220μV/K,功率因子约为2.4 m W/(m·K^(2)),热电优值(ZT值)约为1.0。Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料可广泛应用于低温尤其室温条件下的热电制冷器件和温差发电电池。     

金属间化物Nd(Fe1-xCox)10V2的磁性能机制

通过X射线衍射，磁测量和Moessbauer谱测定了Nd(Fe1-xCox)10V2的结构和磁性。结果表明：Nd(Fe1-xCox)10V2(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)化合物的晶体结构均为ThMn12型结构；随着Co含量x的增大，晶格常数将单调减少。Co原子的将导致化合物各个Fe晶位上的磁超精细场值Bhf逐渐增加。Co部分取代Nd(Fe1-xCox)10V2中的Fe原子时，将择优占扰8i铁晶位。取向样品NdFe10V2的热磁曲线和变温Moessbauer谱研究结果表明，该化合物在T＝120K条件下存在自旋重取向现象。