Nb掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了铌掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-x/3Ti4-xNbxO15(SBTN-x),Nb掺杂量x=0.00,0.003,0.012,0.03和0.06.X射线衍射的结果表明,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Nb掺杂未改变SBTi的晶体结构.铁电测量结果表明,Nb掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.03时,2Pr达到最大值24.7μC/cm2,而SrBi4Ti4O15的2Pr仅为15.8μC/cm2,掺杂使2Pr提高近60%.同时,样品的矫顽场几乎不随掺杂量的改变而变化.掺杂后,样品的居里温度变化很小,表明Nb对SrBi_4Ti_4O_(15)的B位掺杂基本未影响材料的热稳定性能.     

Gd掺杂Li_4Ti_5O_(12)电化学特性的第一性原理研究

基于第一性原理计算,研究Gd掺杂的Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的电化学特性.Gd原子替代16d位的原子形成p型或n型的Li_4Ti_5O_(12),引入的空穴和电子有效提高Li_4Ti_5O_(12)材料的电导率,同时Gd的引入有效增大Li_4Ti_5O_(12)晶胞的晶格常数,从而加宽了Li离子在体系内的扩散通道,有利于Li离子的嵌入和脱出.作为一种零应变材料,Gd的掺杂有效提高Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的大倍率电流充放电性能、电池的充放电比容量以及材料循环性能的稳定性.     

Y_(1_x)Gd_xPO_4、La_(1_x)Y_xPO_4和La_(1_x)Gd_xPO_4体系固相线以下的相关系

用x射线衍射法测定了Y_(1-x)Gd_xPO_4、La_(1-x)Y_xPO_4和La_(1-x)Gd_xPO_4三个二元体系试样的品格参数,研究了它们固相线下的相关系。结果表明:只有La_(1-x)Gd_xPO_4体系形成完全互溶的固溶体。Y_(1-x)Gd_xPO_4体系形成一个较窄的两相区(0.74≤x≤0.86),而La_(1-x)Y_xPO_4体系则形成一个相当宽的两相区(0.20≤x≤0.96)。作者对结果作了初步讨论。     

La_(1-x)Bi_xOX体系(X=F、C1、Br、I)及Tb~(3+)在其中的发光

本文利用La_2O_3和Bi_2O_3(含铽样品加Tb_4O_7)与NH_4X及KX之间的高温固相反应制备了La_(1-x)Bi_xOX,La_(1-x)Bi_xOX:Tb(X=F, Cl, Br, I)的试样。用品格参数法确定了LaOX-BiOX体系固相线下的相关系;LaOF-BiOF,LaOCl-BiOCl,LaOI-BiOI是无限互溶的二元固溶体体系,LaOBr-BiOBr为有限互溶的二元固溶体体系。测定了试样在阴极射线,x射线下的发光性能。La_(1-x)Bi_xOX的发射光谱为两个宽带,在x=0.05～0.10时发光强度最大。La_(1-x)Bi_xOX:Tb的发射光谱为Tb~(3+)的发射光谱,发光强度在X=0.01或X<0.01时最大。初步探讨了在La_(1-x)Bi_xOX:Tb中Bi~(3+)对Tb~(3+)发光的敏化与猝灭作用.     

La2—xSrxCuO4的局域电子态密度

本文用紧束缚近似计算了La_2-_xSr_xCuO_4(x=0, 0.15)的局域电子态密度.计算结果与能带论和实验符合,但比能带的结果更为细致.本文讨论了掺杂Sr以后的效果.与YBa_2Cu_3O_(7-x)材料相比较,可以认为这两种材料主要的超导机理是相同的.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2的制备及电化学性能研究

目的制备离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Zr4+量的关系。方法以NiSO4·6H2O,MnSO4·H2O和Na2CO3等为原材料通过共沉淀的方法制备前驱物(Ni0.5Mn0.5)CO3,然后前驱物与ZrO2,Li2CO3混合均匀,在500℃下煅烧3h,900℃下煅烧16h得到正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2。结果 X射线衍射分析证明得到的产物为纯相,扫描电子显微镜图像显示得到的产物具有3~5μm左右的微米球形结构,并对锂离子电池的电化学性能进行了研究。结论 LiNi0.5Mn0.5O2掺杂了Zr4+后能有效降低锂/镍混排度,而且可提高具有微米球结构的LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2系列锂离子电池正极材料的电化学性能。     

一种新的固相反应法制备高掺杂浓度的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷

采用新的两步固相反应法,制备单相(Fe1/2Nb1/2)4+掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷,掺杂浓度在50 mol%到60 mol%之间,观察粉末X射线衍射谱,没有发现任何杂相.探索样品的最佳烧成制度,制备出致密性高的陶瓷.分析样品的阻抗特性,发现样品存在与晶界有关的热激活电导响应,随着(Fe1/2Nb1/2)4+掺杂浓度增加,晶界的电导激活能增加.进一步探究发现,晶界的电导响应可能与直流电导过程相关.这里采用新的两步固相反应法,成功地制备出了(Fe1/2Nb1/2)4+高浓度掺杂的单相CaCu_3Ti_4O_(12)样品,为今后研究(B1-xB′x)4+形式的复合离子高水平地替代CaCu_3Ti_4O_(12)中的Ti4+提供了制备方法上的新思路.     

锂电池LiNi_(1/3)Zn_xCo_(1/3-x)Mn_(1/3)O_2(0.000≤x≤0.133)阴极材料结构与电化学性能（英文）

以MnO_2微球为模板,用Zn掺杂三元系LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2材料,合成LiNi_(1/3)Zn_xCo_(1/3-x)Mn_(1/3)O_2(0.000≤x≤0.133)微球材料。利用RIETAN-FP软件对样品进行XRD结构解析,得出样品具有α-NaFeO_2层状结构。然后组成锂离子纽扣电池,在2.5V到4.5V的电压范围内进行电化学性能测试。通过测试,发现随着锌掺杂浓度的增加,锂电池的循环性能和倍率性能同材料的晶格参数具有相似的变化趋势。掺杂量x=0.133的样品比其它样品具有更好的电化学性能,与没掺杂锌的材料比较,其锂电池比容量增加了10.7%。     

La_(1-x)Ca_xCrO_3导电材料研究

本文提出了MHD电极材料——La_(1-x)Ca_xCrO_3在空气介质中烧结达到致密化的方法。在我组前所提出的工艺方法的基础上采用添加剂是促进材料致密化的一种有效手段。当合成温度为1100—1300℃,烧结温度为1650—1700℃时,可获得气孔率<2％、体积密度>6g/cm~3、室温电阻率约为1Ω—cm的致密制品。文中初步计算了La_(0.84)Ca_(0.10)CrO_3+0.5％MgO材料的结构参数:a=3.8748,c=3.8498,c/a=0.9935,表明它属于正方结构,并提出了La_(1-x)Ca_xCrO_3材料导电机理的表达式La_(1-x)Ca_λ[Cr_(1-x)(Cr_x·)]O_3。     

复合电解质Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/NaPO_3/NaTi_2(PO_4)_3的中温电性能研究

本文以H_3PO_4、Ti O_2、Al_2O_3和草酸钠为原料,合成了复合电解质Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/Na PO_3/Na Ti_2(PO_4)_3。采用XRD对复合电解质的结构进行了表征。研究了其在400-800℃范围内的电导率,并以Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/Na PO_3/Na Ti_2(PO_4)_3为电解质隔膜组装了H_2/O_2燃料电池。XRD结果表明反应物经过充分反应,形成了三元复合电解质。800℃时,Ti_(0.95)Al_(0.05)P_2O_7/NaPO_3/Na Ti_2(PO_4)_3有最高电导率6.0×10~(-2)S·cm~(-1)。800℃时开路条件下复合电解质的极化电阻值为0.23Ω·cm~2,燃料电池最大功率密度为90.6 m W·cm~(-2)。     

Fe掺杂对YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体表面XPS的影响

本文对合成出的单相YBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7 σ)系列样品的晶体结构、电阻特性及磁化特性进行了测量。结果表明,Fe掺杂的系列样品,当x增加时,经历了由正交到四方,超导到非超导,抗磁性至铁磁性的变化。经对样品的XPS分析可见,Ba_(34)_(5/2)和O_(1s)的低结合能峰与晶体结构和超导特性有关,而且它们的相对强度随x变化呈有规律的相似变化趋势,从XPS上未直接观察到Cu~(3+);Fe的高价态含量随x的增加略有增加。     

La_(1-x)Sr_xMnO_3/ZnO纳米复合粒子的合成

采用球磨法将La_(1-x)Sr_xMnO_3纳米粒子与ZnO混合研磨成功制备了La_(1-x)Sr_xMnO_3/ZnO纳米复合粒子.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)、振动样品磁强计(VSM)和超导量子干涉仪(SQUID)对La_(1-x)Sr_xMnO_3/ZnO纳米复合粒子进行结构和性质研究,结果表明该法合成的La_(1-x)Sr_xMnO_3/ZnO纳米复合粒子平均粒径为12.1nm,几乎呈球形,大小较为均匀,室温下显示良好的光学和磁学性能,有望在光学、磁学和生物医药等领域得到应用.     

高温超导体(La1-xMx)2CuO4(M=Ba，Sr)的化学键性质和M(o^)ssbauer谱研究

利用复杂晶体化学键电介质的平均能带模型研究了(La_(1-x)M_x)_2CuO_4(M=Ba,Sr)的化学键特性,得到Cu-O键的平均共价性为0.3,La-O键的平均共价性为0.03。应用由共价性和极化率定义的化学环境因子计算了~(57)Fe在La_2CuO_4中的Mossbauer同质异能位移,确定了~(57)Fe在La_2CuO_4中的价态和占位情况。     

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.     

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.     

影响BiSr_1Ca_1Cu_2O_x及Y_1Ba_2Cu_sO_(7-x)超导相形成的几个重要因素

目前,已有大量不同的所谓高温超导体,其可分为两类。第一类是以La_(2-x)Sr_xCuO_(4-x)为代表,T_c=30～40K,晶体是K_2NiF_4结构;第二类是以YBa_2Cu_3O_(7-x)为代表,T_c=90K左右,晶体是缺氧钙钛矿结构,即所谓“123”结构。新高温超导体都是混合含氧化物,显示出陶瓷的机械和物理性能。新材料性能的关键在于化学键合在一起的铜(Cu)和氧(O)原子构成的原子平面,铜-氧化学键合的特殊性质使得材料在某些方向能很好地传导电流,这与大多数陶瓷为绝缘体形成对照。目前,人们在BiSrCaCuO系中以微量Pb取代部分Sr已可获得160K的高临界温度。作者利用化学纯原料成功地研制出零电阻温度达125K的Bi_1Ca_1Cu_2O_x系超导体和T_c在90K以上的Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)高温超导陶瓷。在研制过程中发现Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)超导相的形成过程中,氧环境及退火降温速度对其形成起十分重要的作用,而原料中的微量杂质对其形成不起关键作用;BiSrCaCuO系对微量杂质不敏感,而对退火温度要求甚高。     

Na_(0.54)Bi_(0.46)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(2.94)氧离子导体的制备与性能

采用传统的固相反应法合成Na_(0.54)Bi_(0.46)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(2.94)氧离子导体,借助于交流阻抗谱和介电弛豫谱分别研究了钠和铝的双掺杂对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3材料电学性能及氧离子扩散的影响。在400℃时,Na_(0.54)Bi_(0.46)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(2.94)材料的晶粒电导率可以达到1.51×10~(-3)S/cm,是Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3材料电导率的5.5倍。在Na_(0.54)Bi_(0.46)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(2.94)材料中观察到一个与氧离子弛豫相关的介电弛豫峰,弛豫参数为E=0.80 eV和τ_0=6.12×10~(-13)s,氧离子在Na_(0.54)Bi_(0.46)Ti_(0.96)Al_(0.04)O_(2.94)材料中主要通过Na-Bi-Ti的路径进行扩散迁移的。结合结构参数容忍因子及自由体积的分析,钠和铝的双掺杂改善了氧离子在Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3材料中的扩散通道,但是铝的引入一定程度上提高了氧空位扩散的能量壁垒。     

Y-Ba-Cu-Ag-O超导材料的制备及其超导性质研究(英文)

本文利用高纯度Y_2O_3、BaCO_3、Ag_2O和Cu粉,制备了新的超导材料Y-Ba-Cu-Ag-O。该体系在90K附近电阻为零。实验证明,体系中Ag可以取代部分Cu;如果体系中Ag的含量过高,液氮区以上温度的超导电性消失。     

磁性光催化剂La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_(3-δ)的制备其光催化性能研究

合成了一种具有磁性的Ti掺杂的La(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_3光催化剂,即La(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_(3-δ).并且利用了X射线衍射(XRD),紫外-可见固体漫反射(UV-vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和磁性分析(VSM)等分析方法对其进行了表征.实验结果表明:La(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_(3-δ)显示软铁磁性能,具有较高的磁化强度和较低的矫顽力和剩余磁化强度,其可利用外加磁场将其容易回收.在太阳光下,La(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_(3-δ)在模拟罗丹明B(Rh B)废水中具有明显增强的光催化作用,催化效果好,且其重复使用5次后仍然表现出高的光催化活性.因此,制备的La(0.7)Sr_(0.3)Mn_(0.9)Ti_(0.1)O_(3-δ)是一种高效率的太阳光驱动光催化剂.     

镧系超导体中条纹相(stripe phase)的研究评述

镧系超导体中,当掺杂空穴浓度等于1/8时出现的超导反常抑制现象一直是超导研究方面的一个焦点.J.M.Tranquada将La2-XSrXCuO4中出现的动态二唯无公度(incommensurate)自旋关联解释为电荷自旋相互分离的条纹相之后,人们对镧系超导体的电子-电子、电子-晶格、以及磁相互作用进行了系统的研究.但条纹相形成的驱动机制以及条纹相与超导电性的关系等基本问题仍没有得到充分的解释.