溶胶-凝胶法制备Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4及其Zn~(2+)掺杂对磁性质的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)粉末样品,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的晶体结构、形貌及磁性进行了研究.结果表明,750℃是制备样品的最佳煅烧温度,在此温度下制备的Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4均为单一尖晶石相.NiFe2O4纳米颗粒类似球形,大小均匀且分散性好;掺杂Zn~(2+)后,颗粒尺寸增大,有少量团聚.随着Zn~(2+)含量的增加,饱和磁化强度(Ms)先增大后减小,在x=0.4时达最大值,Ms=65.63emu·g~(-1);矫顽力Hc呈现持续降低趋势,x=0时有较高的矫顽力,Hc=196.09Oe.     

Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2纳米复合材料结构和磁性

采用溶胶—凝胶法制备了不同Co~(2+)含量的Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2(x=0.8,1.0,1.2)纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对复合材料的结构和磁性进行测试,分析了Co2+含量和热处理温度对复合材料结构和磁性能的影响.XRD测试表明,经700℃热处理后复合材料中形成尖晶石结构的Co_xFe_(3-x)O_4铁氧体.随着热处理温度的升高,复合材料中Co_xFe_(3-x)O_4的晶粒尺寸和晶格常数逐渐增大,同时晶格常数随Co~(2+)含量增加而增大.磁性测试表明,样品的饱和磁化强度和矫顽力随热处理温度的升高而增大,而且与Co~(2+)含量变化相关.经1 100℃热处理后Co_(0.8)Fe_(2.2)O_4/SiO_2的矫顽力为3 383 Oe,是性能优异的磁记录材料.     

锂离子电池正极材料LiFe_(1-x)Eu_xPO_4/C(x=0,0.06,0.08,0.10)结构和电化学性能研究

以CH_3COOLi·2H_2O、FeC_2O_4·H_2O、NH_4H_2PO_4、Eu_2O_3及C_6H_(12)O_6为原料,采用两步高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiFe_(1-x)Eu_xPO_4/C(x=0,0.06,0.08,0.10),通过XRD,SEM等方法对其物相结构和形貌进行了表征,结构分析表明:LiFe_(1-x)Eu_xPO_4/C(x=0,0.06,0.08,0.10)样品具有橄榄石型晶体结构,空间群为Pnma.Eu的掺杂可使样品颗粒明显细化,引起晶胞参数c值、c/a比值增大、I111/I311比值增大,P-O键长增大.CV和EIS测试结果表明,Eu的掺杂使样品的放电容量增加,提高了循环稳定性能,改善了样品发生电化学反应的动力学性能,电荷转移电阻Rct明显减小,交换电流密度i_0增大.     

超声波辅助球磨纳米MnxMg1-xFe2O4的制备和表征

采用超声辅助球磨法制备了具有尖晶石相的纳米锰镁铁氧体Mn_xMg_(1-x)Fe_2O_4(x=0.2,0.5,0.8),并利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、荧光强度测试仪、电导率仪对反应产物进行了一系列的表征.X射线衍射图谱表明当反应进行到60h,单相立方尖晶石结构已经完全形成.透射电子显微镜表明样品(x=0.2)粉末的平均尺寸在25nm左右.饱和磁化强度在x=0.5时达到最大的74.22emu/g,并且随着x值的增大,饱和磁化强度降低.在不同实验条件下,荧光强度和电导率有着明显的不同,其变化说明超声辅助球磨对反应有显著的耦合作用.     

LiFe_(1-x)Mn_xPO_4正极材料的磁性研究

采用高温固相法制备纯相LiFePO_4、碳包覆的LiFe_(1-x)Mn_xPO_4(x=0.0,0.1,0.3,0.5)5个样品.利用XRD、SEM、VSM、XPS及CT-2001A对材料的结构、形貌、磁性和电化学性能等进行测量.实验结果表明,未掺杂与掺杂的样品均没有明显的杂相,且都是橄榄石结构;在100,200,300 K下,纯相LiFePO_4、碳包覆LiFe_(1-x)Mn_xPO_4(x=0.0,0.1,0.3,0.5)、商业化的正极材料碳包覆磷酸铁锂6个样品都具有弱铁磁性,且磁性强度不同.所有样品都存在三价铁离子,其对应于γ-Fe_2O_3;LiFePO_4的电化学特性与引入的γ-Fe_2O_3杂质有密切的关系;磁测量和XPS谱可以敏感地检测出γ-Fe_2O_3杂质的存在,它们提供了两种检测磷酸铁锂正极材料质量的有效技术.     

Ca缺位的Ca_(3-x)Mn_2O_(7-d)的结构、磁性研究

采用固相反应法合成了具有Ca缺陷的钙钛矿氧化物Ca_(3-x)Mn_2O_(7-d)(x=0.04,0.08,0.12).其空间点群由原来的正方晶系的I4/mmm转变为斜方晶系的Cmcm,而且其倾斜程度随x增大而变大.随着x增大,晶格体积逐渐减小,但是沿着平面轴向(co和bo)膨胀.样品的XPS图谱分析表明Mn离子处于Mn~(3+)/Mn4+的混合价态,Ca-O键在固定区间内震动.Ca缺陷导致Ca_(2.96)Mn_2O_(7-d)样品在低于350K时出现了明显的铁磁性.Ca_(2.92)Mn_2O_(7-d)样品在345K出现了一个很小的停顿.电子的离域和本地化可以用来解释上面的磁性反常现象.样品具有低维磁性行为,x=0.04、0.08和0.12时的交换积分J0的估算值分别为25.4K、22.6K和19.7K.发现在x=0.04,0.08和0.12样品的转变温度(115K)存在一个倾斜的反铁磁性转变,而且这一温度随x增大而减小的程度是非常轻微的.线性变化的Ca_(2.88)Mn_2O_(7-d)样品的H/M-T曲线与居里-外斯近似匹配.计算出的Curie-Weiss温度θCW为164K,有效磁矩μeff为2.36μB.     

Ni~(2+)含量对纳米晶Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4电磁性能的影响

以丙烯酰胺为聚合单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,通过高分子凝胶法制备了尖晶石型Ni_xZn_(1-x)Fe_zO_4(x=0,0.2,0.5,0.8和1)纳米晶.采用FT-IR,XRD,TEM和波导法对产物进行表征.结果表明,纳米晶Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4红外吸收峰的晶格常数和电磁性能强烈地依赖于Ni~(2+)含量,随着Ni~(2+)含量增加,红外光谱显示金属一氧离子(M-O)化学键的特征吸收峰出现了蓝移,该峰蓝移60 cm~(-1).通过TEM照片可知Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4的平均粒径随x的变化较小,x分别为0,0.5和1时,粒子的平均粒径分别为12,1...     

烧绿石材料Bi_(2-x)Fe_xIr_2O_7的电输运性质

采用固相法烧制了烧绿石材料Bi_(2-x)Fe_xIr_2O_7(x=0.1,0.2,0.3,0.4);X线衍射证实了Bi_(2-x)Fe_xIr_2O_7的立方结构,样品呈现出很好的单相;通过标准四引线法测量电阻率,样品发生了金属-绝缘体转变,随着Fe掺杂含量的增加,金属-绝缘体转变温度呈上升趋势;对样品的金属体区域和绝缘体区域分别进行了电阻率-温度(ρ-T)拟合分析.     

K掺杂Ca3Co4O9的微波合成和热电性能研究

以K_2CO_3,CaCO_3和Co_2O_3为原料,利用微波方法合成了系列样品Ca_(3-x)K_xCo_4O_9(x≤0.30).随着K掺杂量的增加,晶格单斜应力在0≤x0.10范围增加较快,而在0.10≤x≤0.30范围内变化不大.样品中空位型缺陷浓度随x先增加后减小,在x=0.10时,达到最大值.K掺杂样品的电导率随x增加而逐渐增加,Seebeck系数随x变化不大.样品的热导率在x=0.10时达到最低,其热电优值ZT也明显高于其他样品.在晶格应力、空位缺陷以及晶界三者的协同作用下,当T=873 K时,Ca_(2.90)K_(0.10)Co_4O_9的ZT可达到0.20.这一结果比溶胶凝胶法制备的样品ZT高约43%.     

Mn0.6Zn0.4Fe2O4/α-Fe2O3复合材料的磁性和电阻率温度关系研究

采用化学共沉淀法制备了Mn0.6Zn0.4Fe2O4和α-Fe2O3纳米微粉,进而利用陶瓷工艺制备了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x纳米晶复合块体材料.详细研究了(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)1-x/(α-Fe2O3)x样品的相结构、磁学性质和电阻率的温度依赖性.研究发现在Mn0.6Zn0.4Fe2O4中掺入适量的α-Fe2O3可改善材料的高频软磁性能,也可改善样品电阻率的温度灵敏度.从而为锰锌铁氧体性能的改善提供了新的线索.     

Fe1-xCox/SiO2复合粉末的溶胶-凝胶制备及磁性能研究

采用溶胶-凝胶工艺获得Fe_(1-x)Co_x/SiO_2纳米粉末,并对其结构和磁性进行了研究,考察了Co含量对复合材料性能的影响.XRD和VSM分析结果表明:随着Co含量的增加,FeCo合金晶粒尺寸和晶格常数a先增大后减小,在x=0.34处达到最大值;样品的饱和磁化强度在x=0.34处达到最大值;矫顽力则在x=0.34处出现最小值,具有较好的软磁特性.     

水热法制备NaSm（MoO4）2-x（WO4）x固溶体微晶及其发光性能

采用水热法制备了NaSm(MoO4)2-x(WO4)x微晶.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分析(FL)等技术对微晶的晶相结构、形貌和发光性能进行了表征.探究了x变化对微晶的微结构和光学性能的影响.结果表明:制备的Na Sm(MoO4)2-x(WO4)x微晶皆为白钨矿结构;随着x的增大,微晶由近似块状逐渐变成规整的纺锤体,微晶颗粒先增大后减小.在450 nm光激发下,微晶在568和664nm处呈现Sm3+的特征发射峰,前者的强度远大于后者,表明Na Sm(MoO4)2-x(WO4)x微晶样品中Sm3+处在一个对称环境.当x=0.5时,获得的NaSm(MoO4)2-x(WO4)x微晶在568 nm处的发射峰强度最大.     

NiFe2O4/TiO2纳米颗粒材料的磁性及光催化性能研究

采用水热合成工艺制备了NiFe_2O_4纳米颗粒材料与NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观结构与形貌进行了测试与表征,利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁学性能进行了测试与分析,并研究了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料对罗丹明(RhB)的光催化降解性能.研究表明,反应温度对NiFe_2O_4样品的微观结构与磁性有重要的影响,软磁相NiFe_2O_4的存在不但有效地提高了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料光催化性能,而且赋予了其良好的磁分离特性.     

不同离子掺杂对层状钙钛矿氧化物La_(1.3)Sr_(1.7)Mn_2O_7的影响

采用固相法制备了La_(1.3-x)R_xSr_(1.7)Mn_2O_7(R=Eu,Gd,Dy;x=0,0.1)系列样品,研究Ln位离子及离子半径对钙钛矿氧化物物性的影响.结果表明:由于Eu、Gd、Dy的半径依次减小,所以La_(1.2)Eu_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7、La_(1.2)Gd_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7和La_(1.2)Dy_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7的晶格失配度依次增大,导致3个样品的磁性、磁转变温度、MI转变温度依次减小乃至消失,电阻率随之增加.其结果归结于畸变引起强的电-声相互作用,导致双交换作用减弱,使样品的物性发生改变.     

Ba和Y掺杂对Ca_3Co_4O_9热电性能的影响

采用固态反应法制备了Ca_(3-x)Ba_xCo_4O_9(0.00≤x≤0.20)和Ca_(3-y)Y_yCo_4O_9(0.00≤y≤0.20)热电材料.X射线衍射(XRD)分析结果表明,对于Ba掺杂和Y掺杂,在掺杂范围内,样品为单一的Ca_3Co_4O_9相.在室温至1000K的范围内样品的电阻率和Seebeck系数测量结果显示,用Ba~(2+)替代Ca~(2+)时,随着x的增加,电阻率逐渐减小、Seebeck系数几乎不变;用Y3+替代Ca2+时,Seebeck系数随着y的增加逐渐增大、而电阻率在x等于0.025时最小.当T=1000K时,样品Ca_(2.95_Ba_(0.05)Co_4O_9和Ca_(2.97)5Y_(0.025)Co_4O_9的功率因子与Ca_3Co_4O_9相比都明显提高.     

溶胶凝胶辅助高温球磨合成LiCr_xMn_(2-x)O_4

以氢氧化锂、醋酸铬、醋酸锰为原料,用溶胶凝胶辅助高温球磨法合成了尖晶石型LiCr_xMn_(2-x)O_4(x=0.05,0.1,0.2)正极材料.研究了掺杂不同量Cr对材料的相结构、形貌和充放电性能的影响,并与未掺杂的LiMn_2O_4对比.结果表明:掺杂Cr后材料的容量保持率相对LiMn_2O_4有很大提高;材料的放电比容量随着掺杂量的增大逐渐减小,当x=0.2时放电比容量已低于LiMn_2O_4;当x=0.05时,所制备产物的充放电性能最佳,在0.1倍率下,首次放电容量达到119.6 m Ah/g,循环40次后放电容量保持率为97.4%.而且,从0.1到2.0不同倍率下循环100次后放电容量保持率为96.3%.     

Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的制备及其铁电性能

为研究钛酸铈钡(Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3)纳米管的制备及其铁电性能,以阳极氧化法合成所得TiO_2纳米管为模板,采用水热反应法制备Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管,分析水热反应温度和Ce(NO3)3浓度对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管形貌、结构和铁电性能的影响.利用扫描电子显微镜和X线衍射仪对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3样品的形貌和结构进行表征,利用铁电分析仪对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3的铁电性能进行测试.实验结果表明:提高Ce(NO_3)_3的浓度和水热反应温度有利于TiO_2纳米管向Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的转变,提高Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3样品的结晶度和铁电性能.在Ce(NO_3)_3浓度为0.010 mol/L、水热反应温度为200℃时,Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的剩余极化强度P_r达到最大,为0.69μC/cm~2,矫顽场为17.85 kV/cm.     

添加TiO2对CaAl2O4陶瓷物相组成及微波介电性能的影响

CaAl_2O_4陶瓷由于其优异的微波介电性能(εr=8.9,Qf=91,350 GHz,τf=-55ppm/℃)而获得广泛关注,然而其较负的谐振频率温度系数(τf)极大地限制了其商业化应用.本文通过标准固态反应法制备了(1-x)CaAl_2O_4-xTiO_2(x=0.05,0.10,0.15,0.20)陶瓷并系统地研究了TiO_2添加量对物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响规律.X射线衍射数据(XRD)与扫描电子显微图谱(SEM)表明添加的TiO_2在高温烧结过程中与CaAl_2O_4基体反应生成CaTiO_3与CaAl_4O_7,且第二相含量随TiO_2添加量的增加而增大.此外,随着x值的增大,(1-x)CaAl_2O_4-xTiO_2陶瓷介电常数(εr)与谐振频率温度系数逐渐增加,而Qf值出现一定程度的下降;在x=0.15成分处获得τf值近零的最优微波介电性能组合(εr=13.9,Qf=39 000GHz,τf=5.4ppm/℃).     

K0.5Bi4.5-xEuxTi4O15高温铋层状压电陶瓷光电性能研究

铋层状压电陶瓷具有较高的居里温度和良好的热稳定性,被广泛应用于高温、高频电子领域.本文采用传统固相合成法制备了K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)高温铋层状无铅压电陶瓷,并详细研究了Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)材料的结构与光电性能的影响.研究结果表明稀土Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)陶瓷的相结构的影响不大:陶瓷均为均一致密的片层状结构.Eu3+掺杂一定程度上促进材料电性能的提高,当x=0.004时,陶瓷综合性能最佳:居里温度Tc=540℃、介电损耗tanδ=0.80%、压电系数d33=19pC/N及剩余极化强度2Pr=9.8μC/cm2.此外,掺杂后的陶瓷样品获得了光致发光性能,在526nm的蓝光激发下,样品呈现出明亮的橙红光.     

Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3陶瓷的晶体结构、储能性能及其极化机理

采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3(x=0、0.05、0.10)的陶瓷材料,分析了不同钙含量对陶瓷样品结构及储能性能的影响。结果表明,x=0和x=0.05的陶瓷材料显微结构均呈现出双峰式晶粒尺寸分布,而x=0.10的陶瓷样品晶粒大小分布均匀;随着钙含量增加,Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3晶格常数逐渐减小,晶体结构呈现单一钙钛矿相,当x=0.10时,陶瓷样品储能性能恶化;陶瓷材料储能性能与缺陷偶极子诱导的极化团簇转向行为有关。通过分析介电常数、介电损耗和交流电导率随测试频率的变化规律,证实了样品中极化实体的极化行为与氧空位跃迁存在关联。