烧结工艺对Ca3Co4O9基热电氧化物电性能的影响

采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.     

Nd2Fe14B/α-Fe双相永磁合金中相含量的X射线衍射测定

用Rietveld法模拟计算稀土双相永磁合金Nd2Fe14B/α-Fe的X射线衍射谱(XRD),并根据多相体模型与无标定量相分析法确定各物相的含量.此外,通过结构精修也可以进一步提取诸如纳米晶尺寸等微结构信息.对一组熔淬Nd2Fe14B合金经700℃、不同时间退火(晶化处理)的样品进行α-Fe含量的测定结果表明,实测结果与实际工艺相吻合.该法可以推广应用于其他稀土双相永磁合金如Pr2Fe14B/α-Fe(Fe3B)的相含量测定与微结构分析.     

氧化物热电材料研究进展

介绍了氧化物热电材料的应用前景,重点讨论了以NaCo2O4为代表的氧化物热电材料的基本结构、性能特征与研究进展;评述了NaCo2O4材料Na住、Co位掺杂研究和NaCo2O4材料研究中存在的问题;并介绍了几种其它氧化物热电材料的研究情况.     

高性能Sm2Fe17Nx磁粉制备关键技术研究

采用粉末冶金工艺制备了Sm2Fe17Nx永磁粉末,研究了工艺参数对Sm2Fe17合金的显微组织及Sm2Fe17Nx粉末磁特性的影响。结果表明,铸态合金的均匀化、粉末的氮化以及粉碎过程是获得高性能磁粉的关键因素。采用最佳工艺条件制备的磁粉的磁特性为：4πMr=1．24T．iHc=756kA／m,(BH)max=220kJ／m^3。     

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。     

液相法合成ZrO2介孔材料

以工业化试剂聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚P123为模板剂,ZrOCl2为锆源,在不引入SO4^2-或PO4^3-进入骨架的情况下,利用溶胶-凝胶法合成了比表面积为156 m^2/g,孔径分布窄,孔径可调的ZrO2介孔材料.结果表明：乙酰丙酮的加入对合成ZrO2介孔材料有不利影响,会破坏孔道结构;陈化时间和搅拌温度的改变可以调节介孔ZrO2的孔径,影响孔道构型,而搅拌温度过高将不能形成介孔结构;提高焙烧温度,使孔径增大,比表面积下降,但孔道构型基本没有发生变化,仍为介孔结构.     

Al2O3/BN复相陶瓷的R曲线特性

采用压痕-强度法测定了Al2O3／BN复相陶瓷的阻力曲线。结果表明;该复相陶瓷具有良好的耐接触损伤性能,呈现出上升的阻力曲线效应,显示出增强的抗裂纹扩展能力。而对应的Al2O3单相陶瓷的阻力曲线为一水平直线。分析认为：超细弥散的h—BN与基体之间模量及热膨胀失配会在h—BN的弱结合层间产生微开裂,有助于抑制主裂纹的失稳扩展,这是Al2O3／BN复相陶瓷具有优良耐损伤性能和上升型R曲线效应的主要原因。     

放电等离子烧结制备Ca3Co4O9陶瓷及其电学性能

采用化学共沉淀与放电等离子烧结相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射,红外光谱仪,扫描电镜等表征手段,探讨了Ca3Co4O9的形成过程,研究了不同制备工艺对陶瓷的物相,显微结构和性能的影响.实验结果表明共沉淀前驱物800℃预烧6 h或8 h后,再经放电等离子850℃,压力30 MPa下烧结5 min,可以获得纯相Ca3Co4O9陶瓷;800℃预烧6 h的烧结体密度为4.53 g/cm3,800℃预烧8 h的烧结体密度为4.78 g/cm3;前驱物预烧8 h后再经放电等离子烧结的块体具有较好的电学性能.700℃时,电阻率为8.30×10-5 Ωm,Seebeck系数为182μV/K.电导率和Seebeck系数在目前Ca-Co-O材料中是较高的.     

高锰硅热电材料的微观结构及电热输运性能

采用熔炼、退火结合放电等离子烧结的方法制备了名义成分为MnSi_x ( x=1.60、1.65、1.68、1.73、1.81、1.85 )的高锰硅(HMS, Higher Manganese Silicide)块体材料. 物相分析结果表明, 随着Si初始用量x的增加, HMS (Mn₁₅Si₂₆)相各衍射峰强度先增强后减弱. 当x<1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量MnSi相, 当x≥1.73时, 样品物相组成为HMS相和少量Si相. 体系的热电性能受MnSi相和Si相的影响, 热电性能分析结果表明: 随着Si名义含量x的增大, 试样电导率逐渐降低, 赛贝克系数逐渐增大, 热导率先降低后增高. 其中, 名义成分为MnSi_1.68的试样由于具有最高的电性能(功率因子)和较低的热导率, 从而具有最好的热电性能, 在400℃时其无量纲ZT值达到0.36.     

全致密镝纳米晶块体材料的制备及其结构和磁性研究

采用放电等离子烧结技术制备了全致密镝纳米晶块体材料,研究晶粒尺寸对其结构和磁性的影响。显微组织分析发现,在573K和773K的烧结条件下,材料的平均晶粒尺寸分别为10nm和100nm左右,晶体结构分析发现,镝纳米晶块体是与原始粗晶镝一样的密排六方结构晶体,磁性能测试结果表明,随着平均晶粒尺寸的下降,样品的奈尔温度（T_N）逐渐降低,而居里温度（T_C）则先降低后升高,在5K温度和9T磁场下,平均晶粒尺寸10nm的镝块体材料比粗晶镝的磁化强度降低了3.35%,矫顽力则增加了3倍。