利用MGI方法寻找锂离子扩散激活能的材料基因

锂离子电池的应用涉及了正负极和电解质等关键材料,材料中的锂离子扩散属于最核心的微观过程。通过实验测量和理论计算可以找到锂离子扩散激活能小的优秀材料,但是通过一个好的激活能参数,我们不能明确它的影响因素是什么,也无法实现优化现有材料和发现新的锂电材料的目的。本文利用材料基因组计划(MGI)的研究思路,利用第一性原理计算得到的40多种典型体系的激活能参数,结合能带结构特征的计算结果,并通过数据分析,明确了晶格结构中影响锂离子扩散激活能的因素,确定出价带宽度和价带中d电子轨道比例数等基因参数影响激活能的规律。这些结果反映了锂离子材料能带整体特征研究的必要性,也体现了MGI研究方法的优势和特点。     

双相致密透氧膜

混合导体透氧材料由于在高温下具有氧离子导电特性,在纯氧制备、膜反应器及富氧燃烧等方面显示出广阔的应用前景。单相混合导体材料用作透氧材料时存在稳定性不足、机械性能差等问题,限制了其在生产中的实际应用。在离子导体相中掺入电子导体相形成双相导体膜可以提高透氧材料在高温下和高氧浓度梯度下的工作稳定性和化学稳定性。本文详细论述了双相透氧材料的透氧机理和研究进展,包括氧离子导体/贵金属电子导体和氧离子导体/氧化物电子导体和氧离子导体/混合导体等的复合形式。重点分析了材料的组成、结构以及两相之间的化学相容性和混合比例对材料透氧率和工作稳定性的影响。介绍了双相材料在甲烷部分氧化制合成气(POM)膜反应过程及富氧燃烧中的应用,分析了目前有待解决的问题并提出了今后的研究方向。     

La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的制备及其NO2气敏性能

利用高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3钙钛矿复合氧化物粉体。采用XRD,TEM对粉体物相组成及颗粒形貌进行表征,并以制备的两种粉体作为敏感材料分别制成管状传感器,测试了其NO2气敏性能。结果表明：采用高温固相反应法和溶胶-凝胶法在不同焙烧温度下,均可制得单相La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3粉体,采用溶胶-凝胶法在800℃焙烧2 h得到的粉体粒径约为20 nm;传感器输出电动势信号对NO2浓度之间呈良好的线性关系;溶胶-凝胶法制得粉体的气敏性能优于高温固相反应法制得粉体的气敏性能。     

LiBOB-PC/DEC电解液性质研究

合成锂离子电池新型电解质锂盐L iBOB,并与PC/DEC溶剂配成电解液.室温下研究了L iBOB-PC/DEC电解液电导率随锂盐浓度的变化规律及其用于L i/ARG电池充放电循环性能的最佳组成配比,为0.5mol.L-1L iBOB-PC/DEC(3∶7).应用交流阻抗和循环伏安法研究了该最佳电解液的电化学性质及其电极/界面状态,结果显示,石墨电极在这种电解液中可形成良好的SEI膜.     

Sr_2CeO_4∶Eu~(3+)柠檬酸-凝胶法的合成及发光性质研究

柠檬酸-凝胶方法促使多离子在分子水平上混合,与固相烧结方法相比,能够降低烧结温度和烧结时间。利用这种方法在1000℃下很短的时间得到单相化合物Sr2CeO4。Sr2CeO4是一种发出很强蓝光的基质发光材料。为寻找新的发光体,我们将稀土离子Eu3+掺杂在其中,从荧光光谱上可以看出存在从基质向稀土离子的能量转移。Sr2CeO4∶Eu3+的发光颜色可调谐,当Eu3+离子浓度较小(<0.5mol%)时,体系发出很强的白光;当Eu3+离子浓度较大(>10mol%)时,体系发出很强的红光,并且猝灭浓度高。     

Sr2CeO4∶Eu3+柠檬酸-凝胶法的合成及发光性质研究

柠檬酸-凝胶方法促使多离子在分子水平上混合，与固相烧结方法相比，能够降低烧结温度和烧结时间。利用这种方法在1000℃下很短的时间得到单相化合物Sr₂CeO₄。Sr₂CeO₄是一种发出很强蓝光的基质发光材料。为寻找新的发光体，我们将稀土离子Eu³⁺掺杂在其中，从荧光光谱上可以看出存在从基质向稀土离子的能量转移。Sr₂CeO₄∶Eu³⁺的发光颜色可调谐，当Eu³⁺离子浓度较小(< 0.5mol%)时，体系发出很强的白光;当Eu³⁺离子浓度较大(>10mol%)时，体系发出很强的红光，并且猝灭浓度高。     

溶胶-凝胶法制备La0.8Sr0.2CoO3纳米材料

以La(NO3)3·6H2O, Sr(NO3)2, Co(NO3)2·6H2O为原料, 用EDTA作为胶溶剂, 采用溶胶-凝胶法制备La0.8Sr0.2CoO3纳米粉体. 利用TG-DTA, FT-IR, XRD, TEM等技术手段对凝胶制备过程、热分解机制、粉体形貌进行了研究, 并探讨了最佳的煅烧温度. 研究结果表明, 溶胶-凝胶法可以制得均一钙钛矿结构的La0.8Sr0.2CoO3氧化物, 最佳热处理温度为700 ℃, 粒径约为20 nm.     

固相反应合成Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的动力学

依据新的固相反应模型, 采用非等温热重和差示扫描量热法研究了由BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5粉末固相反应合成Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的动力学. 考察了高速机械搅拌方式混料和球磨方式混料对合成动力学的影响. 结果表明, 反应过程分为两个阶段: 第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO3和BaNbO3三相之间固溶生成均相的Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ, 此过程中伴随有氧的脱出. 应用修正的模型对实验结果进行了拟合, 实验数据和理论模型符合良好. 高速机械搅拌样品加成反应阶段的活化能为376.76 kJ·mol-1, 仅为球磨样品加成反应阶段活化能494.76 kJ·mol-1的3/4. 高速机械搅拌工艺促进了离子的扩散, 有利于后续反应的进行, 是更为有效、节能、环保的混料方式.     

The structure and magnetic properties of Fe- N thin films

200 nm Fe-N thin films deposited on glass substrates by RF sputtering were vacuum annealed at 250-350℃ under 12000 A/m magnetic field. Heat treatment was effective in improving the soft magnetic properties of the Fe-N film. When the nitrogen content was in the range of 5-7 at. %,the thin films consisted of α′ + α" after heat treatment and had excellent soft magnetic properties of 4πMs = 2.4 T, Hc ＜ 80 A/m, μr = 1500 under 2-10 MHz. The properties of the films meet the needs of a write head material used in the dual element GMR/inductive heads. The fromation mechanism and lattice constants of the α′ phase in Fe-N thin film are different from Jack's results obtained from γ→α′transformation in bulk samples. The linear relationship between a, c and Ca'N for thin film was obtained asc = 2. 866+ 1.559Ca'N,a = 2.866 + 0.181Ca'N.``     

溶胶-凝胶法制备纳米La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)薄膜及其阻抗谱性能的研究

以La(NO3)3、Cr(NO3)3.9H2O、Sr(NO3)2、Mn(NO3)2为原料,用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ凝胶,在700℃下焙烧2 h得到La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)纯相纳米粉,颗粒呈球形,分散性较好,平均粒径在28 nm左右。将上述粉体、乙基纤维素及松油醇按比例混合,经球磨、加乙醇研磨后制备成具有一定粘稠度的LSCM浆料。采用丝网印刷技术在YSZ片上制成不同厚度的LSCM膜,经1400℃煅烧,制备成厚膜型LSCM质NO2传感器。采用交流阻抗谱技术研究了膜层厚度、工作温度对传感器气敏性能的影响。结果表明:在一定温度条件下,传感器电阻与NO2浓度呈良好的线性关系。在600℃下,刷涂了7层LSCM的传感器线性最佳,灵敏度最高。