矿物粉体改性效果预评价

为了与高分子材料进行复合，需要对硅灰石粉、滑石粉和云母粉进行表面改性。根据改性前后各矿物粉体的粒度分布、比表面积、表面电性、润湿性和表面官能团等理化性能的变化，可评价其改性效果。     

高压高温触媒法合成硼-碳-氮化合物

通过实验研究了在各种触媒作用下,乱层石墨结构的硼-碳-氮(B-C-N)前驱物在5.5 GPa和1500℃条件下的晶化与相变规律.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及电子能量损失谱(EELS)对样品进行了结构、形貌和成分分析.结果表明,在Fe触媒作用下,得到了一种结晶很好的六方BC2N化合物,而在Ni,Co,Mg或Li3N触媒作用下,均没有B-C-N相生成.     

矿渣微晶玻璃的研制

粉煤灰是燃煤过程中产生的一种粉状固体废物。目前,我国粉煤灰年排放量达1．5亿t,冲灰用水量达到10多亿m^3,贮灰场占地达250万hm^2。煤矸石是目前排放量最大的工业废弃物之一,占煤炭产量的10％～15％。目前,我国共有煤矸石山1500多座,煤矸石积存总量约50亿t,占地160万hm^2以上,而且每年约以2．0亿t的速度递增,煤炭行业每年投入煤矸石处置费15亿元左右。随着能源需求量的增加,煤炭固体废物的产生量也与日俱增,对于我们这个水资源缺乏,可耕地人均占有率很低的国家来说,如何做好粉煤灰和煤矸石的利用和处置确实是一个十分重要的问题。因此,它们的有效利用是节能、保护环境的有效途径,是可持续发展的必由之路。     

Ca_3Co_4O_9的柠檬酸盐溶胶凝胶合成及其电学性能

Ca3Co4O9是一类很有前景的新型氧化物热电材料.通过柠檬酸盐溶胶凝胶法合成粉体原料,采用常压烧结方式制备所需的陶瓷体,结果表明,该种材料在化学合成时处于强酸环境,pH值小于3.把干燥后的前驱物粉末在700℃保温2 h条件下煅烧,就可以获得晶型完好的片状晶体.在100~700℃内进行电学性能测试发现,材料属于p型半导体,电阻率随温度的升高而降低,Seebeck系数随温度的升高而增加,功率因子随着温度的升高而增大,且在600℃以后递增幅度加大.     

Ca3Co4O9的电子结构、化学键及热电性能

Ca3Co4O9是一类很有希望的新型氧化物热电材料,用离散变分密度泛函方法(DFT-DVM)计算了失配层钴酸盐Ca3Co4O9的电子结构和化学键,讨论了它们与热电性能之间的关系.结果表明,Ca3Co4O9属于窄带半导体,在费米能级附近Co 3d主要对导带贡献,O 2p主要对价带贡献.Ca2CoO3层中Co-O键表现出明显的各向异性特征,在c轴方向上化学键比ab-面方向上强.Ca连接了CoO2和Ca2CoO3层的相互作用,Ca与周围O原子的弱结合有可能导致材料的低热导率.     

钴酸盐类氧化物热电材料的研究进展

氧化物热电材料是半导体热电材料中的一种,具有独特的优点和广阔的应用前景,介绍与其研究相关的基础理论,并讨论了改善热电性能的途径.钴酸盐类氧化物中的NaCo2O4、Ca3Co4O9和Ca3Co2O6处于氧化物热电材料的研究前沿,综述了它们的晶体结构、制备方法、元素掺杂、热电性能及影响因素,探讨了其进一步的发展方向.     

层状结构钴酸盐热电材料的理论分析与研究

采用密度泛函离散变分法计算了具有不同中间层的Na-Co-O和Ca-Co-O体系的电子结构和化学键。结果表明,在费米能级附近,两体系均有较强的峰值,且CoO2层中Co 3d和O 2p对价带和导带的贡献表现相似,Co3d在费米能级附近做主要贡献。通过对中间层比较分析可知,Na层中Na-Na之间存在金属键,而Ca2CoO3层则表现出明显的各向异性特征,这些也可从键级计算与波函数图形中看出。两体系的层间分别存在Na-O和Ca-O的弱结合,在NCO体系中还存在Na-Co的键性弱结合。由此可以看出,对两体系Na、Co和Ca的组分调节都将对材料的热学和电学性能产生影响。     

Ca3Co4O9 的柠檬酸盐溶胶凝胶合成及其电学性能

Ca3Co4O9是一类很有前景的新型氧化物热电材料.通过柠檬酸盐溶胶凝胶法合成粉体原料,采用常压烧结方式制备所需的陶瓷体,结果表明,该种材料在化学合成时处于强酸环境,pH值小于3.把干燥后的前驱物粉末在700℃保温2h条件下煅烧,就可以获得晶型完好的片状晶体.在100～700℃内进行电学性能测试发现,材料属于p型半导体,电阻率随温度的升高而降低,Seebeck系数随温度的升高而增加,功率因子随着温度的升高而增大,且在600℃以后递增幅度加大.     

Ca3CO2O6与掺铜体系的量子化学计算

采用离散变分密度泛函方法计算了Ca3Co2O6及掺铜体系,讨论了电子结构、化学键等与热电性能之间的关系.结果表明,一维Co-O链对材料的电学性能起着主导作用,Ca-O之间的弱结合导致材料具有较低的热导率.价带和导带主要由Co3d、Cu3d和O2p原子轨道贡献,价带和导带之间的能隙宽度表现半导体电子结构特征,且掺铜体系的能隙变窄,离子键和共价键减弱.由此推断,掺铜后体系的热电性能将有所改善.     

声子玻璃电子晶体和低维热电材料的研究进展

声子玻璃电子晶体(PGEC)材料和低维材料是2种很有发展前景的热电材料.对这两类材料的热电性能和理论研究进行了较为详细的论述.