Preparation and thermoelectric transport properties of Ba-, La- and Ag- doped Ca3Co4O9 oxide materials

The Ba-, La- and Ag-doped polycrystalline Ca2.9M0.1Co4O9 (M=Ca, Ba, La, Ag) thermoelectric bulk samples were prepared via citrate acid sol-gel synthesis method followed by spark plasma sintering technique. The bulk samples were characterized and analyzed with regard to their phase compositions, grain orientations as well as microstructures. The high temperature thermoelectric transport properties of the bulk samples were studied in detail. All bulk samples were found to be single-phased with modified body texture. The electrical resistivity was modulated as a result of carrier concentration modification, however the carrier transport process was not influenced; the Seebeck coefficient was deteriorated simultaneously. The total thermal conductivity was remarkably reduced, on account of the decreasing of phonon thermal conductivity. The thermoelectric properties of the Ba-, La-, and Ag-doped bulk samples were optimized, and the Ba-doped Ca2.9Ba0.1Co4O9 system was found to have the highest dimensionless figure of merit ZT0.20 at 973K, which was remarkably higher than that of the un-doped sample.     

(Mg2Si1-xSbx)0.4-（Mg2Sn）0.6固溶体合金的制备及热电输运特性

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料,采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金.结构及热电输运特性分析结果表明:当Mg原料过量8wt%时,可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失,形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体.烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大;电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大,当样品中Sb掺杂量x≤0.025时,样品电阻率呈现出半导体输运特性,Sb掺杂量x>0.025时,样品电阻率呈现为金属输运特性.Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大;热导率κ在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低,在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率,但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率.实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率,提高中温区Seebeck系数绝对值;其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值,并在723 K附近取得最大值约为1.22.     

Ga掺杂ZnO氧化物的热学性能的研究

在密度泛函理论和线性响应的密度泛函微扰理论基础上通过第一性原理计算的方法研究了Ga掺杂ZnO氧化物的热学参数和热学性能.计算结果表明,Ga掺杂使ZnO氧化物晶胞增大;在所研究温度范围内,纯的ZnO和Ga掺杂的ZnO的晶格热容均随温度升高不断增大,其晶格热容在最高温度900 K分别达到16.5 Cal.mol^-1K^-1和31.3 Cal.mol^-1K^-1.纯的ZnO和Ga掺杂的ZnO的德拜温度θ_D均随温度升高不断增大.Ga掺杂在ZnO中引入了新的振动模式.     

放电等离子烧结技术与新材料研究

详细介绍了放电等离子烧结(spark plasma sintering，SPS)技术的工艺特点、特殊的烧结机理以及设备发展概况。重点阐述了SPS新材料研究开发的国内外发展状况，包括剃度材料、综合性能优异的稀土永磁Nd-Fe-Co材料、热电能源转换材料(CoSb3系列)、纳米WC-Co硬质材料等。最后展望了SPS新材料在中国的发展前景及应该采取的对策。     

南化大化肥尿素装置开车总结

介绍南化氮肥厂尿素装置的主要设备及相关改进，投料过程中出现的一些问题以及采取的对策及措施。针对装置的第一次运行及达标考核，提出操作优化打算。     

La1-xNdxB6阴极材料的制备及性能研究

以高纯金属La块、Nd块和B粉为原料, 通过蒸发-冷凝与放电等离子烧结(SPS)结合的技术成功制备了高纯高致密的多元稀土六硼化物La_1-xNd_xB₆块体材料。系统研究了La_1-xNd_xB₆材料的物相组成、力学性能、电阻率及热电子发射性能。结果表明, 采用上述工艺制备了高纯高致密的La_1-xNd_xB₆单相块体材料。烧结样品的维氏硬度和抗弯强度可达26.70 GPa和230.48 MPa。热电子发射性能测试结果表明, La_0.1Nd_0.9B₆成分块体具有最佳的热发射性能, 在1600℃, 4 kV外加电压条件下, 发射电流密度达到32.04 A/cm², 零场电流密度达到12.72 A/cm², 在同样条件下优于纯LaB₆和NdB₆块体材料的热发射性能。计算得到La_0.1Nd_0.9B₆在不同温度下的平均有效逸出功为2.72 eV, 表明适当比例的复合可以降低逸出功, 提高热电子发射性能。     

无压渗透工艺制备MgO/AlN复相材料

采用无压渗透工艺,研究了在高纯氮气氛下Al-Mg-Si合金反应渗透氧化镁预形体制备MgO/AIN复合材料。借助XRD,SEM/EDS,EMPA等测试手段检测了产物的物相组成,观察了材料的微观形貌,并对复合材料微区成分进行了分析。结果表明：在氮气气氛中,用Al-Mg-Si合金渗透氮化原位复合氧化镁形成了MgO/AIN复合材料。在氮化温度范围内,Al-Mg-Si合金中的Mg元素极易蒸发,与气氛中的微量氧发生反应,起到深脱氧作用,而Si元素的存在使合金熔体容易浸渗入MgO预形体中,同时氮化反应生成AIN原位复合氧化镁形成MgO/AIN复合材料。合金熔液向预形体渗透的过程中,同时存在合金熔液的原位氮化自反应。氮化产物中除了AIN,MgO外,还生成了含氮尖晶石。氧化镁颗粒的存在,可能导致合金液在各局部区域中的温度、组成浓度、蒸气压等生长条件存在差异或变化,从而造成AIN生长形态的多样化和生长机制的复杂化。     

低逸出功Ce1-xGdxB6单晶体的制备及其热发射性能

以三元稀土硼化物Ce_1-xGd_xB₆为研究对象, 系统研究Gd掺杂对CeB₆阴极材料热发射性能的影响规律。采用放电等离子烧结结合光学区域熔炼法成功制备了高质量的Ce_1-xGd_xB₆(x=0~0.3)单晶体。借助360度Phi扫描单晶衍射仪对生长后的单晶进行了测试, 结果显示单晶质量良好。采用劳埃定向仪确定出(100)晶面, 并测试了该晶面在1673 K、1773 K、1873 K下的热电子发射电流密度。测试结果表明, Ce_0.9Gd_0.1B₆成分单晶体具有最优异的热发射性能, 在1873 K工作温度下, 4000 V电压条件下发射电流密度达到82.3 A/cm², 零场电流发射密度为24.70 A/cm², 平均有效逸出功为2.30 eV, 与相同条件下CeB₆单晶体热发射性能(热发射电流密度为78.2 A/cm², 零场电流发射密度为13.32 A/cm²)相比, 其具有更大的发射电流密度和更低的逸出功。因此, 采用该制备技术获得的Ce_1-xGd_xB₆单晶体具有良好的发射性能, 作为热阴极材料将会有更好的应用前景。     

空间用六硼化镧空心阴极最新研究进展及发展趋势

空心阴极作为电推力器的核心部件,其发射体材料的研究与开发一直是电推进领域研究的热点。从目前空心阴极的应用化角度来看, BaO-W阴极由于其发射电流密高、服役寿命长等特性,已经在电推力器中得到广泛应用并展示了出色的工作性能。LaB₆阴极由于其优异的热电子发射特性和高稳定性,它的研究与应用进一步推动电推进技术的发展。C12A7电子化合物阴极显示出出色的热电子发射性能同时其还具有较低的功函数,使其在电推进领域的应用极具潜力。未来,进一步研究和开发工作将有助于其在航天、卫星和深空探测等更广泛领域的应用。综上所述,BaO-W阴极,LaB₆阴极再到极具应用潜力的C12A7电子化合物阴极,发射体的热电子发射性能、工质中的放电行为及工作寿命等服役特性是决定空心阴极工作性能的关键因素。因此,文章总结了国内外发射体材料的研究现状及开发进展,并对其未来的发展前景进行了展望。

     

纳米碲粉体的制备及表征

利用惰性气体保护蒸发-冷凝法制备了碲（Te）纳米粉体颗粒。通过热力学计算得到碲的蒸汽压随温度的变化关系。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、激光粒度仪观测了碲纳米颗粒的晶体结构、形貌,并研究了粉末粒径、分布及形貌与蒸发冷凝过程中气氛压力的关系。结果表明,随着气氛压力的增加,粉末粒径分布范围变窄,粉末粒度...