压力对PbTiO3结构和热物性质影响的第一性原理研究

PbTiO₃是一种重要的铁电功能材料, 但压力对其结构、稳定性、力学和热力学性能的影响尚不明确, 从而限制了其在电子通讯领域的应用。本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 研究了压力下四方铁电相钛酸铅(TP-PTO)、立方顺电相钛酸铅(CP-PTO)、四方前驱体相钛酸铅(PP-PTO)结构和热物性质。研究发现, 三种结构可压缩性由大到小依次为PP-PTO>TP-PTO>CP-PTO。能带结构和态密度均表明PTO在研究的压力范围内未发生相变。PTO带隙随着压力增大逐渐降低, TP-PTO在20 GPa由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体, 其余两相在压力下恒为直接带隙半导体。PTO在0~30 Gpa范围力学稳定, 且具有各向异性, 其综合力学性能随着压力的增加而增强, 各向异性则是先降低后升高。通过准谐德拜近似理论研究了温度和压力对PTO德拜温度、熵、热容的影响, 结果表明德拜温度随着温度上升而下降, 随着压力增大而上升, 反映出共价键强度依次为CP-PTO>TP-PTO> PP-PTO。熵和热容随着温度上升而上升, 随着压力的增大而下降。     

溶胶凝胶法合成钙钛矿型稀土锰氧化物LaMnO_3

本文分别以柠檬酸、草酸和EDTA为络合剂采用溶胶凝胶法制备了稀土钙钛矿型锰氧化物LaMnO_3。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、拉曼光谱仪(FIIR-Raman)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对样品进行了表征。结果表明在700℃焙烧温度下均可制备出单相钙钛矿结构的LaMnO_3;以柠檬酸为络合剂制备的产物的晶粒大小及其分布比草酸和EDTA的要更均匀;升高焙烧温度或使用不同的络合剂会使钙钛矿结构从立方相转变为菱方相。     

TiC-Mo-Fe体系价电子结构的模拟计算

以EET理论为基础,通过建立TiC-Mo-Fe体系金属陶瓷结构模型,分别计算了陶瓷相TiC、环形相(Ti1-xMox)C和金属相Fe的价电子结构,并在此基础上计算了各相间界面原子状态的变化和界面结合情况,以及环形相理论晶格常数值.结果表明:环形相的存在能使金属/陶瓷两相原子状态的突变差异形成渐变过渡;计算获得的环形相的晶格常数对Mo的掺入量不敏感,在x取不同值时仅有很小的变化,相对误差不超过1.2%,环形相与TiC间的原子状态差异非常小,二者界面结合良好;环形相与Fe界面结合明显强于TiC与Fe的界面结合,并且当x=0.5时,这种界面结合最强.     

超细TiC粉体制备的研究现状及展望

较系统地综述了目前TiC超细粉(尤其是纳米及亚微米TiC粉)的各种制备方法,对不同的制备方法进行了比较,着重分析了各制备方法的技术关键和优缺点,最后对超细粉TiC制备的进一步发展进行了展望.分析认为利用化学方法进行混料,结合快速均匀加热进行合成,是未来超细TiC粉工业化制备的发展方向.     

升温速率对钛铁矿原位合成GT35钢结硬质合金的影响

采用天然钛铁矿碳热还原原位合成技术,真空烧结一步制备GT35钢结硬质合金.针对升温速率对合金显微结构形成及力学性能的影响进行了理论分析和实验验证,结果表明:升温速率的控制,对系列碳热还原反应过程,副产物CO的排放及显微组织的形成影响显著.以5.5℃/min的速率升温得到的GT35合金组织结构均匀致密,密度达6.19g/cm3,抗弯强度达693.9MPa.     

高岭石-C体系高温碳热反应过程

以高岭石和无机碳为原料合成SiCw/A12O3复相陶瓷粉末,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对该陶瓷粉体进行测试表征,研究合成温度和保温时间对合成产物的影响,并初步探明高岭石碳热还原反应过程和机理。结果表明:高岭石与碳在高温下反应过程由2段组成,第1段是高岭石的低温分解,第2段是高岭石分解产物SiO2和莫来石的碳化还原。其中第2段反应又由SiO2的碳化还原和莫来石的碳化还原组成,二者是先后发生而不是并列发生。在高岭石碳热还原过程中,气-固(V-S)反应机制和固-固(S-S)反应机制均有可能发生,SiC晶须的形成由占主导地位的反应机制决定。     

Preparation of LiNi_xCo_(1-x)O_2 Cathode Material for Li-ion Cells

The cathode materials LiNixCo1-xO2 (0≤x≤1) for lithium ion battery were prepared in solid phase . The effects of synthesis temperature , the time of heat treatment and also the ratio of raw materials on products were discussed . The residts showed that the products preheated under 600℃ and then sintered under constant, temperature 75017 were better than those sintered under constant temperature 650℃ or 850℃ , and their layer structures were more obvious and their initial capacity was higher . The longer the heat-treating time is , the stronger the products ' XRD peaks intensity and the better their structures and electrochemical performance are. The samples LiN-ix Co 1-xO2(0≤x≤1) with a perfect structure and electrochemical performance were synthesized. And the products initial capacity was perfect when n(Li) : n( Ni) : n( Co) ℃ 1.15:0.3:0.7,viz. 156.l46mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiNix Co1-x O2的合成

通过固相合成法合成锂离子电池正极材料LiNixCo1-xO2(0≤x≤1),研究了反应温度、时间和配比等因素对合成的影响.实验证明,随合成时间的增长,产物的衍射峰强度增大,结构更完整,电化学性能更好.在600℃预烧一段时间的条件下,750℃恒温合成的产物要比650℃和850℃保温合成的产物层状结构更明显,首次充电容量更高.按镍钴的不同配比,均能合成出结构良好的LiNixCo1-xO2,而配比为n(Li):n(Ni):n(Co)=1.15:0.3:0.7(摩尔比)时合成出的产物初始容量较高,达到156.146mAh/g.     

钛铁矿原位合成金属陶瓷复合材料的研究

钛铁矿资源储量丰富,充分利用钛铁矿中的钛和铁来制备金属陶瓷复合材料是天然钛铁矿综合开发利用中的一个重要方面.通过原位铝热、碳热还原法,以天然钛铁矿为主要原料,合成制备出了TiC-Al2O3/Fe陶瓷复合材料.研究了产物的物相、结构和性能,分析了铝热、碳热的反应过程.实验表明:反应产物主要为TiC相、Al2O3相和Fe相,还有少量Fe-Al相.大部分晶体颗粒尺寸约为3～5μm,分布较为均匀.金属添加剂改善了Fe对陶瓷相的润湿性,同时抑制了Al2O3和TiC间的高温化学反应,减少了气体的放出,界面结合得到了改善,促进了陶瓷材料的烧结致密.     

高岭石有机插层复合材料的研究及其应用

综述了高岭石/有机物插层复合物发展,分析了高岭石插层复合物插层机理,粘土矿物及高岭土有机物插层应用及插层复合物合成Sialon陶瓷的制备,并对其发展前景进行了展望.