铁掺杂热电材料Ca_3Co_4O_(9+δ)的制备及其磁性研究

采用溶胶-凝胶的方法制备了热电材料Ca3Co4-xFexO9+δ(x=0~0.5)的粉体.研究了烧结温度及Fe掺杂含量对粉体微观结构的影响.X射线衍射(XRD)测试结果表明,热处理温度越高,样品的结晶度越好.但是,样品在升到一定温度后会分解.从样品的扫描电子显微(SEM)照片来看,材料的晶粒形状尺寸均匀.通过振动样品强磁计(VSM)测试样品磁性发现样品的磁性随着掺杂Fe的浓度增加而增强.     

P型Bi0.5Sb1.5Te3热压烧结热电材料的制备与性能研究

通过熔炼热压烧结法制备了P型B i0.5Sb1.5Te3粉末热压烧结热电材料样品,研究了热压时间、烧结温度对材料热电性能的影响.实验表明:随着热压时间的增加,热压样品的温差电动势率和电导率均呈上升趋势,说明增加热压时间可以改善材料的热电性能;随着烧结温度的增高,热压烧结样品的温差电动势率和电导率也均呈上升趋势,说明对热压样品再进行烧结还可以进一步提高材料的热电性能.     

钇掺杂P型赝三元半导体热电材料的微观结构与热电性能

采用机械合金化热压法制备钇掺杂P型Bi_2Te_3基赝三元热电材料.XRD和SEM微观结构分析表明,烧结前后样品的衍射峰变高变窄,晶粒长大;随热压温度的升高,结构更加致密.热电性能分析表明,随热压温度的升高,电导率和热导率增大,而温差电动势率略有减小,材料300K下的ZT值在Y掺杂浓度为0.1%热压温度为200℃的情况下约为0.77.     

La掺杂对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)薄膜样品铁电性能影响研究

利用溶胶凝胶法制备了Bi_(6-x)La_xFe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)(0≤x≤1)多晶薄膜样品,系统研究了不同La掺杂量对Bi_6Fe_(1.4)Co_(0.6)Ti_3O_(18)样品的结构、形貌及铁电性能的影响.通过X射线衍射仪分析表明此掺杂化合物形成了具有正交晶系的单相,在掺杂范围内没有观察到第二相出现. SEM表面形貌图可以看出,随着La掺杂量的变化使薄膜颗粒大小地改变,进而将影响材料的性能.铁电测试显示所有的样品都具有良好地电滞回线,显示出良好的铁电性能.因此一定量的稀土元素的掺杂可以较好地改进材料的铁电性能.     

金属型定向凝固工艺制备Bi_2Te_3基N型赝三元晶体

采用金属型定向凝固工艺制备出Bi2Te3基N型赝三元材料,并与区熔法制备的材料进行比较.发现金属型定向凝固法制备的样品晶粒排列存在明显的取向,在微观结构存在各向异性,晶界多,预示能够在增强材料机械强度的同时提高其热电性能.然而,实验中得到的样品的热电性能并没有得到提高,对其中的原因进行了分析.     

水热法制备PbS及其热电性能研究

采用水热法制备PbS粉末,然后通过放电等离子烧结(SPS)和冷压两种不同的工艺制备PbS块体.采用XRD、TEM和SEM对材料的相组成和微观结构进行分析,并使用激光导热仪和塞贝克系数/电阻测量系统对材料的热电性能进行测试.实验结果表明,在150℃和180℃水热合成的PbS粉末的形貌主要为树枝状和星形,晶粒具有分级的纳米结构,在180℃合成的PbS粉末具有更多的星形结构;采用SPS的样品因晶粒尺寸没有发生明显的增大,并且致密度较高,表现出较高的电导率以及较低的热导率,从而具有相对而言较为优异的热电性能.SPS样品的最大ZT值为0.29,比冷压样品高81%.     

二维材料微观剥离机制的理论计算研究

二维材料由于其优异的电化学、催化、储能等性能受到广泛的关注,探索剥离新型二维材料是当前研究热点,然而目前二维结构实验制备技术还没有达到精确可控的程度,微观剥离机制还有待研究.据此利用密度泛函理论计算,通过计算GN(石墨烯)、black-P、MoS₂、BN,、Ti₃C₂O₂、去Li的LiCoO₂、Li、Si 8种材料的剥离能和电荷空间变化,阐明了不同类型材料的微观剥离机制,总结出了3类不同剥离能范围的微观主导机制.这些结果为发展微观层面可控二维材料制备技术提供了一定的理论依据.     

稀土掺杂Ca_(1.995)Ba_(0.005)Zn_4Ti_(15)O_(36):Pr~(3+),Na~+红色荧光粉的合成和敏化发光

利用溶胶-凝胶法和高温固相法制备了双掺杂的Ca_(1.995)Ba_(0.005)Zn_4Ti_(15)O_(36):Pr~(~(3+)),Na~+发光材料(杂质离子为Sm~(3+),Eu~(3+),Gd~(3+),Tb~(3+),Dy~(3+),Tm~(3+)).实验结果表明溶胶-凝胶法制备的前驱体在1 000℃灼烧24 h,与高温固相法在1 200℃灼烧48 h得到的样品相比,溶胶-凝胶法制备样品的发光性质较好.通过测定样品的激发光谱和发射光谱,发现在Ca_(1.995)Ba_(0.005)Zn_4Ti_(15)O_(36)基质中,Sm~(3+),Eu~(3+),Gd~(3+),Tb~(3+),Dy~(3+)和Tm~(3+)的引入增强了Pr~(3+)的红光发射,其中Eu~(3+)的作用最强.Ca_(1.995)Ba_(0.005)Zn_4Ti_(15)O_(36):0.006 Pr~(3+),0.006Na~+,0.004 Eu~(3+)是一种新型红色长余辉发光材料.     

共沉淀法制备Eu~(3+)掺杂Gd_2(MoO_4)_3荧光粉及其发光性质研究

采用共沉淀法制备了Gd(1-x)2(MoO4)3∶Eu3+(x=0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8)荧光粉,通过对样品的X射线衍射谱(XRD)分析,对样品的结构进行了表征.对各样品的发射光谱和激发光谱进行了测试和分析.结果表明,Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉有潜力成为高效的近紫外(蓝光)激发白光LED用红色荧光粉材料.     

碲化汞晶格热导反常压应变效应的第一性原理研究

众所周知施加静水压通常会增强块体材料的声子输运性质.通过采用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程计算,该文发现碲化汞这种同时拥有优异热电性能和负热膨胀系数的材料具有反常的压应变热输运行为,即:与传统块体材料不同,碲化汞的晶格热导会随着压应变的增强反而迅速减小.这种反常的热现象主要归因于碲化汞中横波声学声子模式格林爱森常数的增强.该常数的增强也是碲化汞在低温区负热膨胀行为的主要原因.通过与传统块体材料(如金刚石)相比,我们的第一性原理计算还表明,正是由于碲化汞中奇特的电子分布特征导致了其较弱的剪切模量和较强的非简谐声子散射.这些发现为理解负热膨胀材料中声子输运性质与压应变的内在关联提供了新的见解,同时也为增强热电材料能量转换性能提供了新的方案.     

碲化汞晶格热导反常压应变效应的第一性原理研究（英文）

众所周知施加静水压通常会增强块体材料的声子输运性质.通过采用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程计算,该文发现碲化汞这种同时拥有优异热电性能和负热膨胀系数的材料具有反常的压应变热输运行为,即:与传统块体材料不同,碲化汞的晶格热导会随着压应变的增强反而迅速减小.这种反常的热现象主要归因于碲化汞中横波声学声子模式格林爱森常数的增强.该常数的增强也是碲化汞在低温区负热膨胀行为的主要原因.通过与传统块体材料(如金刚石)相比,我们的第一性原理计算还表明,正是由于碲化汞中奇特的电子分布特征导致了其较弱的剪切模量和较强的非简谐声子散射.这些发现为理解负热膨胀材料中声子输运性质与压应变的内在关联提供了新的见解,同时也为增强热电材料能量转换性能提供了新的方案.     

LaFeO_3缓冲层对BaTiO_3铁电薄膜电学性能的调控

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了BTO、LFO/BTO和LFO/BTO/LFO三种结构的BTO铁电薄膜,旨在通过LFO缓冲层来调控BTO薄膜的电学性能.研究发现:LFO缓冲层的引入减小了BTO铁电薄膜的漏电流,提高了其电滞回线的矩形度,获得了更高的剩余极化、饱和极化和更低的矫顽电压.这种调控作用在LFO/BTO/LFO薄膜中的效果要比在LFO/BTO中更加明显.结果表明,通过合理地设计LFO缓冲层,可以有效地改善BTO铁电薄膜的宏观电学性能.     

共沉淀法制备Eu3+掺杂Gd2(MoO4)3荧光粉及其发光性质研究术

采用共沉淀法制备了Gd(1-x)2(MoO4)3:Eu3+(x=0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8)荧光粉,通过对样品的X射线衍射谱(XRD)分析,对样品的结构进行了表征.对各样品的发射光谱和激发光谱进行了测试和分析.结果表明,Gd2(MoO4)3:Eu3+荧光粉有潜力成为高效的近紫外(蓝光)激发白光LED用红色荧光粉材料.     

富锂层状正极材料Li_(1.18)Ni_(0.15)Co_(0.15)Mn_(0.52)O_2的制备及性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了富锂层状材料Li1.18Ni0.15Co0.15Mn0.52O2.通过X射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分别对材料的结构、形貌进行了分析.XRD结果表明,材料属α-NaFeO2型层状结构;XPS结果表明,材料中的Ni,Co和Mn的价态分别为+2,+3和+4价;SEM结果表明,材料颗粒尺寸分布在200~400 nm,且颗粒之间分散比较均匀,无明显的团聚现象;电化学测试结果表明,材料在使用不同电解液进行充放电时,曲线的形状相似,但是充放电容量有所不同.其中在1 mol·L-1Li PF6作为溶质,碳酸亚乙酯(EC)∶碳酸二甲酯(DMC)∶碳酸甲乙酯(EMC)=1∶1∶8(V/V)电解液作用下,材料反应更加完全、彻底,进而使得首次充电及放电容量分别为331.4 m Ah·g-1和233.6 m Ah·g-1.     

多壁碳纳米管在低密度聚乙烯基体中的分散性

研究了以低密度聚乙烯(LDPE)为基体、以多壁碳纳米管(MWNTs)为增强体的复合材料的制备方法,利用SEM、电子拉力机和电阻计对碳纳米管在基体中的分散性、材料的力学性能和电学性能进行了表征。此材料的渗流阈值在10wt%~15wt%之间,其电阻率下降。复合材料的拉伸模量随纳米碳管含量的增加而提高。     

烧结温度对Zn_(0.98)Cu_(0.01)Co_(0.01)O稀磁半导体性质的影响

本文以Zn(NO3)2·6H2O,Co(NO3)2·6H2O,Cu(NO3)2·3H2O为原料,与适量的柠檬酸配制成溶液,采用溶胶—凝胶法(sol-gel)合成前驱体,将前驱体在氩气气氛中选择不同温度进行烧结得到Zn0.98Cu0.01Co0.01O稀磁半导体样品,利用X射线衍射(XRD)、光致发光谱仪(PL)、振动样品磁强计(VSM)对所制备样品的结构、光学性能及磁性进行研究.实验结果表明:制备的样品为单一的纤锌矿结构,烧结温度改善了样品的光学性质及磁性.     

球形Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的制备工艺及性能研究

为了获取前躯体Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)CO_3的最佳制备工艺,对共沉淀反应的pH值与氨含量最佳值进行了实验研究.实验表明:pH值为7.6,氨含量[NH_3]/[M]为0.12是材料最佳的前躯体制备工艺,所得到的前躯体球形度好,颗粒表面光滑,粒径分布均匀.为了制备电化学性能优异的正极材料,对前躯体最佳煅烧温度与配锂量进行研究.实验表明:当煅烧温度为850℃,锂含量[Li]/[M]为1.5时,所得到的富锂正极材料Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2球形形貌完整,具有良好的层状晶体结构.在2.0~4.8V、0.1C充放电条件下,首次放电容量为269.6mAh/g,在5C倍率下其放电比容量仍高达154.4mAh/g,显示出优异的倍率性能.     

镍掺杂Ca_3Co_4O_(9+δ)材料的制备与磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了热电材料Ca_3Co_(4-x)Ni_xO_(9+δ)(x=0,0.17,0.25)粉体.利用XRD和SEM对材料的物相和形貌进行分析,XRD测试结果表明,随着镍掺杂含量增加,衍射峰向小角度偏移,说明了镍元素已经进入了Ca_3Co_4O_(9+δ)晶格中.通过SEM扫描发现,材料的晶粒呈层状结构且尺寸大小均匀.通过振动样品强磁计(VSM)对样品磁性进行分析,发现镍元素的掺杂对样品的磁性有轻微的影响.     

La(1-x)NdxNiO3(0≤x≤0.25)的制备及结构研究

采用柠檬酸盐法制备La(1-x)NdxNiO3前驱体样品．利用热分析仪(DTA—TG)对前驱体进行测试，结合X射线衍射(XRD)对不同温度烧结样品结构分析，结果表明，在750℃以上烧结得到了单相的La(1-x)NdxNiO3固溶体材料(0≤x≤0．25)，随着Nd掺杂比例x值的增大，材料的晶格发生变化，a轴收缩，c轴伸长，晶格畸变增大．     

PTO种子层对PZT铁电薄膜结晶温度和电学性能的影响

该文采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了PZT和PZT/PTO两种结构的铁电薄膜,通过PTO种子层调控PZT薄膜的微观结构和电学性能.研究发现,加入PTO种子层之后,薄膜的SEM图像呈现出更加致密的形态,晶粒分布较均匀.PZT/PTO铁电薄膜在550℃下退火后测得的剩余极化强度比PZT薄膜650℃下退火获得的剩余极化强度要大,说明种子层的加入降低了薄膜的结晶温度.此外,加入PTO种子层后,PZT铁电薄膜的介电常数升高,介电损耗降低,抗疲劳性能也变好,薄膜的电学性能得到了较好的改善.