VB族元素掺杂对YBa2Cu3O7—y电子结构的影响

合成了YBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-y)(M=V,Nb,Ta;x-0.0～0.7)高温超导体。X-射线粉末衍射分析表明,x≤0.6时,体系仍然是正交结构,没有发生正交到四方的相变。体系的晶胞参数随x的不同而异。体系的电阻率和Hall系数随x的增加而逐渐增加,它们的载流子浓度和载流子迁移率却随x的增加而下降。这说明VB族元素的置換影响了YBa_2Cu_3O_(7-y)的电子结构。用晶体场理论对体系的电子结构作了解释。     

YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)超导体的合成反应和某些物理化学性质

本实验用TG-DTA和X射线衍射等方法研究了YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)超导体合成过程的反应机理和某些性质。实验表明,在250～600℃首先生成二元的复合氧化物,而在750～920℃形成超导相。在920℃以上,继续升温将出现两个脱氧过程,而降温时又出现两个相应的吸氧过程。本实验制备的超导体熔点为1239℃,其化合物中氧的化学计量为6.5+δ。样品在高温下淬火其超导性消失,在稀的盐酸、硝酸和硫酸中该超导体均可溶解。     

纯氧气氛中YBa2Cu3O7—y超导体内氧的缺陷平衡

YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体内氧的缺陷浓度对超导体的晶型转变,进而对超导性的影响至关重要。由于YBa_2Cu_3O_(7-y)中氧空位缺陷属于化学缺陷,其缺陷浓度不仅与温度有关,而且也与氧分压有关。我们在前文中曾用直接合成热重法在空气中测定了YBa_2Cu_3O_(7-y)中的y值。本文是在纯氧气氛中研究超导体的氧非化学计量和缺陷平衡。为便于控制纯氧气氛,实验是在密封的石英容器内进行的。用特制的弹性模量为18.952mg/mm~2的不锈钢弹簧测定样品的热重变化。弹簧下端接石英丝,而石英丝下端悬挂一个用前文的方法处理好的     

Y—Ba—Cu—O系中211与123相多温截面

我们曾对YBa_2Cu_3O_(7-y)的氧缺陷平衡和低于900℃时的热稳定性进行过研究。关于含211和123相多温截面相图已有一些报道,但结果并非完全一致。故本文进一步对多温截面进行了研究,发现211和123相均为不稳定化合物,在相图上均有相应的包晶反应线。在该相图研究的基础上提出了用部分熔化法制取高密度(约6.3g/cm~3)的YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体。     

银对提高YBa2Cu3O7—y超导体临界电流密度Jc的作用

对YBa_2Cu_3O_(7-y):Ag_x超导体的性质进行了研究。该体系有较低的正常态电阻。XRD分析表明,在x<0.2时,该体系为正交结构。随Ag含量的增加,123相的α轴与b轴无明显改变,而c轴增加。X=1.5时,c轴增加了0.33％,表明有部分Ag进入123相晶胞。SEM研究表明,YBa_2Cu_3O_(7_y):Ag_x超导体晶粒细化均匀,晶粒间形成网状结构,改善了弱连接,使其临界电流密度J_c从50A/cm~2提高到572A/cm~2。     

硝酸盐热反应法制备Y-Ba-Cu-O系超导材料的反应条件与性能关系

本文用硝酸盐热反应法制备了Y-Ba-Cu-O系高Tc超导材料,并探讨了不同的制备条件对材料结构和性能的影响,确定了合适的制备条件,在此条件下,可制备出零电阻温度T_(R=0)=90K,转变温度T_0=93K的超导体材料,经X射线衍射物相分析表明以YBa_2Cu_3O_(6.5+δ)物相为主夹杂少量非超导相,制备过程的最高热处理温度较以氧化物和(或)碳酸盐为原料要低100℃左右.     

高T_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)起导相生成的机理

自M.K.Wu等发现高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体以来,人们从各个不同的角度对这个体系进行了大量的研究工作,对它的制备、结构、性能及应用都有了一定的认识。我们在制备高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体时,发现在摄氏900℃以上的高温,烧结温度仅差十几度足以引起超导性能的明显差别,这是令人难以理解的。为此有必要对达个体系在烧结过程中的相变、氧含量变化及各相的结构作进一步的研究,以求弄清YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导相生成的机理。     

HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTOR YBa_2CuaO_(7-x) AS A LITHIUM BATTERY CATHODE

Superconductor YBa_2Cu_3O_(7-x) used as a material for lithium battery was examined in 1NLiClO_4 propylene carbonate/1,2-dimethoxyethane (1:1) solution. YBa_2Cu_3O_(7-x) exhibited 150 mAh/g of discharge capacity at 250 uA/cm~2 discharge current. An ac impedance measurements was carried out, the results have shown that the electrode reaction has low charge-transfer resistance and the chemical diffusion coeffic ient of Li~+ has a value of 10~(-11) cm~2/sec.     

SiO_2基底中MnFe_2O_4纳米晶的制备与表征

在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)存在下,以溶胶-凝胶技术成功地制备了无定形二氧化硅基底中均匀分布的MnFe_2O_4纳米晶.由粉末X射线衍射和电子衍射确证了MnFe_2O_4纯相的生成. 由粉末X射线衍射和红外吸收光谱研究了MnFe_2O_4纳米晶形成过程.尖晶石结构的MnFe_2O_4在800℃时开始形成,900℃时基本完成.磁性质测量表明在烧结到900℃的样品中,MnFe_2O_4纳米晶室温具有超顺磁性,78K时为软磁性.1000℃ 和1100℃下得到的样品室温和78K时都具有软磁性.     

REBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体系列中稀土离子置换对XPS影响的研究

测量了REBa_2Cu_3O_7-δ(RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Y)单相氧化物超导体各元素的室温XPS特征峰,低温下YBa_2Cu_3O_7-δ的XPS,R-T曲线和晶格参数。对所有化合物,从XPS上没有直接观察到Cu~(3+)。室温研究结果表明,E_f处的强度很低,具有磁性稀土离子的置换对超导体E_f处的强度影响不大。YBa_2Cu_3O_7-δ的低温XPS测量进一步表明,对超导体电子结构起重要作用的是氧配位体上的空穴。     

潮湿空气中YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体表面分解的SIMS研究

本实验利用SIMS研究了YBa_2Cu_3O_(7-X)超导体长期暴露在潮湿空气中的表面分解问题。结果表明,YBC超导体与湿空气中H_2O和CO_2发生化学反应,则使表层分解成BaCO_3、Y_2O_3和CuO等物质。     

Ce~(4+)掺杂钙钛锆石(CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7)相变行为的研究

采用高温固相反应法制备了CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7(0.0≤x≤1.0)系列钙钛锆石样品,借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、背散射电子像(BES)和能谱(EDS)分析,对其相变行为进行了研究。结果表明:随着Ce~(4+)掺杂量的增加,钙钛锆石(CaZrTi_2O_7)表现出有规律的向烧绿石(CaCeTi_2O_7)转变。当x≤0.2时,CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7样品为单一的钙钛锆石-2M相;0.3≤x≤0.5,部分钙钛锆石-2M结构发生重排(ZrO_7→ZrO_8, TiO_5→TiO_6)向钙钛锆石-4M结构转变,两种晶型共存。Ce~(4+)取代Zr~(4+)量达到60%～70%(0.6≤x≤0.7)时,钙钛锆石-2M相消失;钙钛锆石-4M向烧绿石转变,烧绿石为次晶相;而0.8≤x≤1.0时,样品转变为单一烧绿石相,且烧绿石晶格中阴阳离子的有序化程度随着x取值的增加而增加。这种相变规律也由样品晶粒的BES和EDS分析得到证实。     

Eu_2O_3-PbO系统的中间化合物

复合氧化物系统在材料研究中占有重要地位。本文参照文献[1],预测了稀士氧化物与一氧化铅系统生成中间化合物的情况。表1列出了所用预测参数和结果。预测表明,RE_2O_3-PbO系统可能存在中间化合物。实验所用EU_2O_3纯度为99.99％,属立方结构,a=10.869(?);PbO为化学纯的黄色粉末,属正交结构。按不同配比混合Eu_2O_3和PbO粉末,在400kg/cm~2压力下压成圆柱状样品,然后在氧化铝坩埚中,于825℃灼烧12小时。烧好的样品磨成粉末,供X射线衍射和化学分析使用。     

沙漏型砷钼酸盐(NH_4)_7[AsMo_8O_(30)]的水热合成,结构和性质(英文)

利用水热合成法制备了一种新的沙漏型砷钼酸盐化合物(NH_1)_7[AsMo_8O_(30)](1),借助X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)和热分析研究了化合物的结构和性质.结果表明,化合物1属于正交晶系,Cmcm空间群,晶胞参数为:a=0.848 3(4)nm,b=2.322 3(10)nm,c=1.559 1(7)nm,V=3.071(2)nm~3,Z=4,R_1[I>2σ(I)]=0.0431,ωR_2[I>2σ(I)]=0.123 6.X射线单晶衍射分析结果表明,化合物1包含沙漏型的砷钼酸盐阴离子[AsMo_9O_(30)]~(7-).     

YBa2Cu3O7—y超导体中氧的非化学计量和缺陷平衡

本文提出了一种直接合成热重法,在空气中测定了室温下YBa_2Cu_2O_(7-y)超导体分子式中的y值为0.234±0.005。研究了不同温度下氧空位浓度的变化,求得氧空位形成焓为:ΔH_(f(o))=0.43eV(正交晶系);ΔH_(f(t))=0.24eV(四方晶系)。从两种晶系的氧空位浓度与温度的关系推出了晶型转变温度约为670℃左右。     

超导相(Bi_(1.7)Pb_(0.2)In_(0.1))Sr_2Ca_2Cu_3O_(10)的制备和晶体结构研究

Bi-Sr-Ca-Cu-O体系的掺杂可以改善超导性能和消除堆垛层错。由于铋氧双层的作用还未能很好地了解,我们合成X_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10)的纯相,[X为(Bi_(0.85)Ph_(0.1)In_(0.05)]以确定其是(XOXO)还是(XO_2X),以及如何影响晶体结构,超导性质和生成机理。合成和鉴定CaCO_3、SrO、CuO的混合物于900℃烧结20hr得到Sr_2Ca_2Cu_3O_7,然后与Bi_2O_3、PbO按摩尔比1∶0.87∶0.3混匀,压片,于870℃加热20hr,重新研磨,在880℃加热30hr,再加0.6%mol In_2O_3,于890℃烧结20hr,然后在空气中淬火,样品表面部分微熔。     

ZnO/γ-Al2O3体系的状态和表面结构的研究(Ⅰ)

本文用X射线衍射和X射线光电子能谱法研究了用浸渍法制取的ZnO/γ-Al_2O_3样品。实验表明, ZnO 极易与γ-Al_2O_3发生固相反应, 经240 ℃烘烤就可以观察到反应的进行。样品的结构和形态依其组成和焙烧条件而异。氧化锌含量较低的样品由缺锌铝酸锌构成, 基表相Zn浓度取决于样品组成和焙烧温度。氧化锌含量较高的样品分两种情况: 低温焙烧的样品由Zn_xAl_2O_(3+x)(x<1)和晶相ZnO构成; 高温焙烧的样品可生成化学计量比的ZnAl_2O_4, 其上还单层分散着一层ZnO。仅当ZnO/ZnAl_2O_4中ZnO的含量超过此分散量时, 才有晶相ZnO析出。     

ZnO/γ-Al_2O_3体系的状态和表面结构的研究(Ⅰ)

本文用 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱法研究了用浸渍法制取的 ZnO/γ-Al_2O_3样品。实验表明,ZnO 极易与γ-Al_2O_3发生固相反应,经240℃烘烤就可以观察到反应的进行。样品的结构和形态依其组成和焙烧条件而异。氧化锌含量较低的样品由缺锌铝酸锌构成,基表相 Zn 浓度取决于样品组成和焙烧温度。氧化锌含量较高的样品分两种情况:低温焙烧的样品由 Zn_xAl_2O_(3 x)(x<1)和晶相 ZnO 构成;高温焙烧的样品可生成化学计量比的 ZnAl_2O_4,其上还单层分散着一层 ZnO。仅当 ZnO/ZnAl_2O_4中ZnO 的含量超过此分散量时,才有晶相 ZnO 析出。     

某些陶瓷的晶界

用高分辨电子显微镜观察、研究了某些陶瓷的晶界。结果表明:在小于5°小角度晶界的Si_3N_4中无玻璃相存在,玻璃相只存在于大角度晶界中间。大量非晶相存在降低材料高温强度。但是,通过选择较好的添加剂和使玻璃相晶化均可改善Si_3N_4陶瓷的高温力学性能。在β″—Al_2O_3和YBa_2Cu_3O_(7-x)陶瓷中,晶界的情况不同于Si_3N_4陶瓷,这里即使在大角度晶界上亦可以不存在玻璃相。     

INFLUENCE OF SILVER-DOPING ON THE SUPERCONDUCTIVITY FOR YBa_2Cu_30_(7-y)

The effect of substituting silver for barium on the structure and superconducting properties of YBa_2Cu_3O_(7-y) has been studied. The structure of the silver-doping system (YBa_(2-x)Ag_xCu_3O_(7-y)) with x<0.3 is orthorhombic. For x>0.3, YBCO, Y_2BaCuO_5 phase and metallic silver ro-exist in the system. The superconducting transition temperature T (R=0) decrease with increasing silver content. However, the critic current density J_c is found to be enhanced from 56.6 A/cm~2 to 195 A/cm~2