KAg4I5-AgI复合体系的电导率研究

采用固相反应法将市购的AgI和KI按4.1 ∶1的摩尔组分配比,在避光干燥的条件下混合加热,制备出了KAg₄I₅ (10%AgI )复合体系.用X射线衍射谱、扫描电子显微镜、复阻抗谱、差示扫描量热等分析手段,对复合体系的结构、形貌、离子导电特性及相变温度进行了研究.结果发现,两相均为快离子导体的材料复合后,其复合体系的离子电导率比各自为纯相时都高,并且升降温-电导率曲线为迟滞回线,AgI的升降温相变温度分别滞后5和10 ℃.用界面间相互作用、空间电荷模型及Gou 关键词： 离子电导率 电化学势 空间电荷区 相变温度     

W形六角铁氧体BaFe18O27电子结构与导电性的第一性原理研究

采用基于第一性原理的GGA+U方法研究了BaFe₁₈O₂₇的晶体结构和基态电子结构. 以实验数据为初始结构的离子弛豫显示,由于稳定结构中离子半径的差异和2d位Fe的存在,位于BaO层中6h位的O离子脱离了实验结构中原胞的"表面"位置,产生畸变. 计算得到晶体磁矩为28 μ_B/f.u.,与实验相符. 电子态密度及能带计算表明该材料具有微弱的半金属特性,而且与c轴平行方向和垂直方向的能带色散关系有着很大不同,6g位Fe在该材料的输运特性中起着关键作用,它们形成一种"导电层",导致垂直电导率和平行电导率出现非常大的差异. 关键词： 第一性原理 W形六角铁氧体 电子结构 导电性     

新型混合离子-电子导体Sm0.9Ca0.1Al1-xMnxO3-δ的制备及其电性能研究

采用有机凝胶法结合固相烧结技术制备了单相的Sm0.9Ca0.1Al1-xMnxO3-δ(SCAM, x=0.1-0.5)新型混合离子-电子导体.通过TG-DTA,XRD和直流四引线法研究了凝胶前驱体的热分解和相转化过程、烧结体的结构、相稳定性、导电性能及其电输运机理.结果表明,凝胶前驱体在900℃焙烧5h可以形成完全晶化的四方钙钛矿相纳米粉体,SCAM陶瓷样品在还原气氛下的相稳定性随Mn含量的升高而降低.经高温烧结制得的SCAM陶瓷的总电导率取决于p型电导,其值随Mn含量和温度的升高而增大,导电行为符合p型小极化子跳跃机理. 随烧结温度的升高或保温时间的延长,SCAM9155的电导率和相对密度先增大后减小,1600℃烧结10h的SCAM9155样品具有最高的电导率和相对密度(98.2%),该样品在空气和5%H2/Ar气氛中850℃时的电导率分别为7.30和1.91eV.具有较高电导率的Ca,Mn掺杂的SmAlO3有望成为一种新型的SOFC阳极材料.     

Bi2O3-Y2O3系高氧离子导体的离子电导和电子电导的研究

用交流电桥法研究了Bi₂O₃-Y₂O₃体系含22.5—30mol％Y₂O₃烧结试样在po₂值由1至10^-21atm范围内氧离子的电导率,实验证明该种材料的氧离子电导率比同温度下ZrO₂基固体电解质高若干倍;用这种材料作为固体电解质组成氧浓差电池,电池电动势和理论电动势的比值E/E₀等于1或接近1,说明这种材料几乎为纯氧离子导体,p型电子空穴导电性很小;用库伦滴定抽氧法测定了含Y₂O₃ 27.5mol％样品的电子导电特征氧分压,其值为lgp_e＇=(-767000/T)+655,电子导电性极小。可期望为一种新型氧离子导体材料。 关键词：     

Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物的固相反应合成和电学性能

用固相反应法制备了Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ钙钛矿氧化物陶瓷.通过XRD,SEM和交流复阻抗谱以及氧浓差电池方法研究了样品的物相结构、微观形貌、电学性能及输运机理.结果表明,在1650℃烧结时,可以制备出单相的具有四方钙钛矿结构的氧化物Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ;1650℃烧结16 h时的Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ样品具有最高的相对密度和电导率,其值分别为96.7%和1.3×10^-2S/cm(900℃),比未掺杂的SmAlO₃的电导率大4个数量级左右,高温区电导活化能(T>670℃)小于低温区电导活化能(T<670℃);Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ在空气气氛中是一个氧离子和电子空穴的混合导体,氧离子迁移数在0.7左右,并随温度升高逐渐增加,氧离子电导活化能(0.95eV)大于空穴电导活化能(0.84eV),900℃时氧离子电导率为9.65×10^-3S/cm. 关键词： 3')" href="#">SmAlO₃ 氧离子导电性 混合导体 活化能     

Li_2O-P_20_5O-V_2O_5系统非晶材料电学性质与磁共振研究

本文对Li_2O-P_2O_5-V_2O_5系统非晶态中的几组试样进行了电导率、核磁共振及顺磁共振测试。实验分析表明非晶态的log(σΤ)-1/Τ曲线都是由两个直线段构成。电导率在转变温度以后的“晶化前期”异常增大,这归因于该阶段非晶态结构有序化程度增加所致,利用ESR实验结果对非晶态进行钒离子价态分析表明,该系统非晶态中钒离子仅以V~(4+)和V~(5+)状态存在。固定P_2O_5/V_2O_5摩尔比,当Li_2O含量增加时,试样~7Li-NMR线宽不断窄化,V~(4+)-ESR线宽也不断变窄,这说明非晶材料离子电导不断增加而电子电导不断下降。总电导率开始随Li_2O含量增加而减小,但Li_2O含量增到30mol％以后电导率反而增大。文中从结构角度探讨了该非晶态材料的电导机理。     

Li_2Mo_2-x_W_xO_6多晶材料的结构_电学性能与导电机理的研究

本文采用还原气氛制备导电性能优良的多晶多相陶瓷材料Li_2Mo_2-x_W_xO_6(x = 0 .1 ,0.3 ), 采用粉末x 射线衍射分析、特征x 射线能谱分析、红外光谱分析和电子自旋共振波谱分析等现代测试手段, 得到样品的物相结构为Li_2Mo_2-x_W_xO_6 和MoO , 两相组成.w 的掺入主要取代Mo进人Li_2MoO_4 晶格中. 通过导纳电桥法和交流阻抗谱测定方法研究样品材料的导电性能. 室温下,x= 0 .3 的样品其电导率为l .42 × l0**(-2) 1/(cm ), 300 ℃ 时其电导率为2.86 × l0**(-2) 1/(cm ), 研究表明: w 的掺入提高样品的电导率, 降低离子导电激活能.文中还提出样品材料的显微结构模型和离子导电机理. 关键词：     

Na+替位掺杂对Li2MnSiO4的电子结构以及Li+迁移过程的影响

在锂二次电池中, 硅酸锰锂作为正极材料得到广泛研究, 但其固有的电子和离子电导率较低, 直接影响着电池的功率密度和充放电速率. 本文建立了不同浓度的Na⁺离子替位掺杂Li⁺离子形成的Li_1-xNa_xMnSiO₄(x=0, 0.125, 0.25, 0.5)结构, 采用第一性原理的方法, 研究了掺杂前后硅酸锰锂的电子结构以及Li⁺离子的跃迁势垒. 发现在Li⁺位替代掺杂Na⁺, 导带底的能级向低能方向发生移动, 降低了Li₂MnSiO₄ 材料的禁带宽度, 有利于提升材料的电子导电性能. 随着掺杂浓度的升高, 禁带宽度逐渐变窄. CI-NEB结果表明, 在Li₂MnSiO₄体系中具有两条有效的Li⁺离子迁移通道, 掺杂Na⁺以后扩大了Li⁺ 离子在[100]晶向上的迁移通道, Li⁺离子的跃迁势垒由0.64 eV降低为0.48, 0.52和0.55 eV. 掺杂浓度为 x=0.125时, 离子迁移效果最佳. 研究表明Na⁺掺杂有利于提高Li₂MnSiO₄材料的离子和电子电导率.     

KNb1-xMgxO3-δ的高温高压合成及输运性质研究

采用高温高压法制备了KNb1-xMgxO3-δ (x=0.0～0.3)氧离子导电材料,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征.实验结果表明,高压降低了合成温度,合成的KNb1-xMgxO3-δ系列固溶体与其母体 KNbO3一样都为正交钙钛矿结构,晶胞参数随掺杂量的增加而略微增大.固溶体KNb1-xMgxO3- δ具有离子导电特征,通过拟合阻抗谱数据获得了该材料晶粒电导、晶界电导和体电导率与温度的关系.样品的晶界电阻较高,晶界效应十分明显,离子跳跃传导可能在其输运机制中占据主导地位.在x=0.1附近,电导率达到最大值,700℃时为1.2×10-3S* cm-1.     

SrCe0.95 Yb0.05 O3-α的制备及其质子导电特性

利用固相反应法制备出固态质子导体SrCe0 .95Yb0 .0 5O3 -α,并使用X射线衍射分析法及低频阻抗测量法对其电子结构和导电特性进行了研究 .X射线分析结果表明 ,该物质为钙钛矿晶体结构 ,具有p型电子空穴和氧离子空穴 .在低温下主要为电子导电 ,且电子导电率随温度的升高而增大 .在含氢气环境中 ,当温度高于 5 5 0K时 ,SrCe0 .95Yb0 .0 5O3 -α具有明显的质子导电性 ,随着温度的升高 ,质子导电性增强 .当温度高于 80 0K时 ,质子是导体中的主要载流子 ,质子电导率可达 4 .5mS/cm .     

Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物的固相反应合成和电学性能

用固相反应法制备了Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物陶瓷.通过XRD,SEM和交流复阻抗谱以及氧浓差电池方法研究了样品的物相结构、微观形貌、电学性能及输运机理.结果表明,在1650℃烧结时,可以制备出单相的具有四方钙钛矿结构的氧化物Sm0.9Sr0.1AlO3-δ;1650℃烧结16 h时的Sm0.9Sr0.1AlO3-δ样品具有最高的相对密度和电导率,其值分别为96.7%和1.3×10-2S/cm(900℃),比未掺杂的SmAlO3的电导率大4个数量级左右,高温区电导活化能(T＞670℃)小于低温区电导活化能(T＜670℃);Sm0.9Sr0.1AlO3-δ在空气气氛中是一个氧离子和电子空穴的混合导体,氧离子迁移数在0.7左右,并随温度升高逐渐增加,氧离子电导活化能(0.95 eV)大于空穴电导活化能(0.84 eV),900℃时氧离子电导率为9.65×10-3S/cm.     

LiF-LiCl-B2O3系统非晶态快离子导体结构的研究

本文通过对¹¹B核磁共振(¹¹B-NMR)、红外光谱等实验方法,研究了LiF-LiCl-B₂O₃三元系统玻璃的结构和离子导电性,着重于F^-离子在玻璃网络中所起的作用,以及F^-,Cl^-和Li⁺离子对导电率的影响。LiF-LiCl-B₂O₃三元系统玻璃,随LiF含量的增加,B由三角体向四面体变化,从而F^-离子进入网络,使玻璃结构由[B₂O₃]三角体层状结构向三维空间延展,形成了含有[BO₃F]基团的三维空间网络,Cl^-离子以游离的离子存在于网络中,起着松散网络的作用,对提高电导率有利,而Li⁺离子作为传导离子,对电导率的贡献是主要的。本系统玻璃的电导率是随LiF,LiCl含量的增加而增大,在300℃时测得电导率σ=6.12×10^-4Ω^-1·cm^-1。 关键词：     

Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α陶瓷的离子导电性及其燃料电池性能

用高温固相反应法制备了Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α钙钛矿型氧化物固溶体,粉末X射线衍射表明,该固溶体为单相．研究了样品在高温下的离子导电性以及氢-空气燃料电池性能,并与BaCe0．8Ho0．2O3-α进行比较．结果表明,在潮湿氢气中、600-1000℃,BaCe0．8Ho0．2O3-α几乎表现为纯的质子导电性;在600-900℃时质子迁移数为1;在1000℃时质子的迁移数为0．99,与BaCe0．8Ho0．2O3-α相同;在600-700℃时Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α也显示了纯的质子导电性,其质子迁移数为1;但在800-1000℃时Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的质子迁移数为0．99-0．96,质子导电性略低于BaCe0．8Ho0．2O3-α．在潮湿的空气中、600-1000℃下,这两个样品均显示了较低的质子和氧离子导电性,Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的质子和氧离子的迁移数分别为0．01- 0．11、0．30-0．31,BaCe0．8Ho0．2O3-α的质子和氧离子迁移数则分别为0．01-0．09、0．27-0．33．在潮湿氢气和空气中,Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的电导率均高于BaCe0．8Ho0．2O3-α．以Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α为固体电解质的氢-空气燃料电池的性能高于BaCe0．8Ho0．2O3-α,在1000℃时,前者燃料电池的最大电流密度和功率密度分别为465 mA／cm2和112 mW／cm2．     

CuCl2-石墨层间化合物导电性能及其机理研究

以2—3μｍ石墨作主体材料合成了不同阶结构的CuCl₂-GICs,并用四探针法测量其导电性能,所得GICs电导率是石墨原料的1.5—2.2倍．阶数升高,电导率递增．微区成分分析发现：氯和铜离子为非计量比例,GICs中存在氯离子空位,提高了载流子的浓度．GICs氯离子空位在ｃ轴方向联通形成格架,增加了该方向载流子活动空间;XPS-ESCA分析证实：GICs中阳离子价态有变化．GICs将良导体的石墨层与绝缘体的氯化物层在分子尺度上结合起来,所形成的阶结构相当于许多导体和绝缘体层组成的“三明治”结构,产生化学键薄弱的通道,提供了垂直c轴方向的载流子通道,隧道效应和格架空间提供了载流子活动空间,这些因素共同作用使得GICs的电导率成倍增加. 关键词：     

非晶态离子导体Li2B2O4晶化前期的离子导电性

本文研究了非晶态离子导体Li₂B₂O₄的离子电导率与温度的关系,特别着重于晶化前期的离子迁移特性。当温度低于T_K(≈310℃)时,离子电导率遵从Arrhenius关系。当高于晶化温度(≈411℃)时,以晶态中的离子迁移为主。在T_kc时,电导率偏离热激活机制呈反常增高。我们把这一过程称为晶化前期过程。可以用自由体积模型进行描述。晶化前期又可分为两部分:当温度低于、T_p(≈380℃)时,由于自由体积的重新分布,导致了电导率的增高;当T>T_p时,出现了少量微晶,但晶化量小于5%,由于非晶母体与微晶之间的界面效应使得离子导电性显著增强。可以通过室温淬火,把晶化前期非晶态的状态保持到室温,从而有可能制备出离子电导率高于纯非晶态的材料。 关键词：     

KNb_(1-x)Mg_xO_(3-δ)的高温高压合成及输运性质研究

采用高温高压法制备了KNb1-xMgxO3 -δ(x =0 .0～ 0 .3)氧离子导电材料 ,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征。实验结果表明 ,高压降低了合成温度 ,合成的KNb1-xMgxO3 -δ系列固溶体与其母体KNbO3 一样都为正交钙钛矿结构 ,晶胞参数随掺杂量的增加而略微增大。固溶体KNb1-xMgxO3 -δ具有离子导电特征 ,通过拟合阻抗谱数据获得了该材料晶粒电导、晶界电导和体电导率与温度的关系。样品的晶界电阻较高 ,晶界效应十分明显 ,离子跳跃传导可能在其输运机制中占据主导地位。在x =0 .1附近 ,电导率达到最大值 ,70 0℃时为 1.2× 10 - 3 S·cm- 1。     

新型混合离子-电子导体Sm0.9Ca0.1Al1-xMnxO3-δ的制备及其电性能研究

采用有机凝胶法结合固相烧结技术制备了单相的Sm_0.9Ca_0.1Al_1-xMn_xO_3-δ（SCAM, x=0.1—0.5）新型混合离子-电子导体.通过TG-DTA,XRD和直流四引线法研究了凝胶前驱体的热分解和相转化过程、烧结体的结构、相稳定性、导电性能及其电输运机理.结果表明,凝胶前驱体在900℃焙烧5h可以形成完全晶化的四方钙钛矿相纳米粉体 关键词： 混合离子-电子导体 3')" href="#">SmAlO₃ 有机凝胶法 电导率     

Cu掺杂Ga2O3薄膜的光学性能

采用射频磁控溅射和N2气氛退火处理制备了多晶Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜的结构和光学性能进行了表征.结果表明,Cu掺杂后Ga2O3薄膜的结晶质量变差,透过率明显降低,吸收率增加,光学带隙减小.本征Ga2O3薄膜在紫外、蓝光和绿光出现了发光带,Cu掺杂后紫外和蓝光发射增强,且在475nm处出现了一个新的发光峰.     

钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池阴极Ba0.5Sr0.5Al0.1Fe0.9O3-δ

研究一种新型不含钴的钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池阴极Ba_0.5Sr_0.5Al_0.1Fe_0.9O_3-δ (BSAF)材料的晶体结构、电导率以及在对称电池中的电极极化性能. 研究发现,BSAF阴极在空气中低于450 oC表现出典型的具有正温度系数的半导体行为,最高电导率达到14 S/cm;在450-750 oC,却表现出负温度系数,且电导率在750 oC下降到6 S/cm. 电化学研究表明,在基于混合离子导体的对称电池中,BSAF阴极在650-700 oC表现出良好的电极极化性能.以3%H₂O/H₂为燃料和空气为氧化剂,单电池在700 oC的开路电压和最大功率输出分别达到420 mW/cm².     

Li2O-P205O-V2O5系统非晶材料电学性质与磁共振研究

本文对Li₂O-P₂O₅-V₂O₅系统非晶态中的几组试样进行了电导率、核磁共振及顺磁共振测试。实验分析表明非晶态的log(σΤ)-1/Τ曲线都是由两个直线段构成。电导率在转变温度以后的“晶化前期”异常增大,这归因于该阶段非晶态结构有序化程度增加所致,利用ESR实验结果对非晶态进行钒离子价态分析表明,该系统非晶态中钒离子仅以V⁴⁺和V⁵⁺状态存在。固定P< 关键词：