Ce1-xLaxO2-δ（x=0.05-0.50）固溶体的合成与性质研究

利用溶胶-凝胶法合成了固溶体Ce1-xLaxO2-δ,通过粉末X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、Raman谱和交流阻抗谱系统研究了固溶体Ce1-xLaxO2-δ的结构和输运性质.X射线衍射表明,在0.05≤x≤0.50时,形成了单相立方萤石结构固溶体;Raman光谱测试表明,固溶体中氧缺位含量随掺杂量增加而增大;阻抗谱分析表明,低价稀土离子掺杂使固溶体Ce1-xLaxO2-δ的导电率得到很大提高,x=0.10时导电率达到最大值σ700℃=3.84×10^-2S/cm,σ800℃=8.21×10^-2S/cm,导电活化能为Ea=0.73 eV.     

Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y固溶体

用X射线衍射及氧含量分析法测定了Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y固溶区域为0≤x≤0.4。当x<0.25时,Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y属正交晶系;x=0.25时,发生从正交到四方的相变;在整个固溶区域内,T_c随x的增加而下降,直至淬灭。同时探讨了Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y化合物在不同的淬火温度、氧含量与晶体结构、超导电性的关系。     

改进溶胶-凝胶法制备超细纳米Ce0.8Nd0.2O2-δ复合氧化物的研究

采用常规和改进的柠檬酸溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了Ce0.8Nd0.2O2-δ复合氧化物,通过XRD、TG-DSC和Raman对复合氧化物的结构进行表征.结果表明,改进的柠檬酸Sol-Gel法可制得晶粒更小的纳米Ce0.8Nd0.2O2-δ复合氧化物,N-800样品的平均晶粒仅为15.8nm,说明改进的方法有利于提高样品的抗烧结能力.两种Ce0.8Nd0.2O2-δ复合氧化物中均出现了归属于由氧缺位的不对称振动产生的位于550cm-1附近的Raman谱峰,表明固溶体的生成有利于促进氧缺位的形成.     

Hg系高Tc超导体(Hg0.8M0.2)Sr2(Y1-xCax)Cu2O6+δ的喇曼和红外光声光谱研究

对Hg系高Tc超导体(Mg0.8Mo0.2)Sr2(Yl-xCaxCu2O6+δ的晶格振动进行了群论分析,给出了该晶体在г点晶格振动的对称性分类.利用红外光声光谱结合喇曼散射研究了该系列样品的声子振动性质.实验结果表明,在喇曼光谱中主要出现145,320,440,578,592Cm-1几个特征振动峰.在中红外吸收光谱(光声光谱)中出现645cm-1特征振动峰.而145,320,440,578,645特征峰强度随掺杂量增加而减弱,其中645峰还向高波数发生位移.本文着重对这些振动模进行了指认,并对其随不同掺杂量的变化特征进行了讨论.     

Ce0.6Zr0.35RE0.05O2（RE=Y，La，Nd，Pr）固溶体的性能研究

采用共沉淀法制备了不同稀土元素改性的Ce0.6Zr0.35RE0.05O2(RE=Y,La,Nd,Pr)固溶体,并用XRD,H2-TPR等方法对其晶相结构、还原性能和高温热稳定性进行研究.结果表明,稀土元素Y,La,Nd,Pr掺入Ce0.6Zr0.4O2固溶体,所形成的三元混合氧化物均为萤石型立方晶相结构的均相固溶体,并未出现所掺杂稀土氧化物的晶相,且高温老化后,物相结构稳定.与Ce0.6Zr0.4O2固溶体比较,稀土元素的掺杂,明显改善了其还原性能及高温热稳定性.     

Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(x=0~0.4)溶胶-凝胶法合成及其性质

以乙酸锂、硝酸铝、钛酸丁酯、磷酸二氢铵为原料,利用溶胶-凝胶法合成锂离子Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(x=0~0.4)固体电解质体系,检测结果表明：Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃体系具有较好的结晶性,合成的粉末与烧结片之间的结晶性与结构差异不大;当Al³⁺掺杂量逐步增加时,离子电导率逐渐增大,并在x=0.3时达到最大值,但掺杂量进一步增加时,离子电导率迅速下降;活化能的变化趋势与离子电导率相反.     

放电等离子烧结制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)结构与电性能

采用溶胶凝胶方法制备Sm掺杂CeO2粉体材料,用放电等离子烧结(SPS)方法和常规烧结方法(CS)进行压片烧制,比较两种烧结方法对材料结构与性能的影响.通过X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱测试电性能.结果表明,两种烧结方法所得样品均呈现单一的立方莹石结构;SPS烧结样品的晶粒尺寸和密度大于CS烧结样品,SPS烧结样品的晶粒电导率、晶界电导率及总电导率均高于CS烧结样品;550℃时SPS和CS烧结样品的总电导率分别为2.27 s/m和1.87 s/m.放电等离子烧结法是在较低温度下实现快速烧结,制备致密化固体电解质材料的一种有效方法.     

Al掺杂LiNi_(1-x)Al_xO_2固溶体的制备及结构研究

通过研究 Li Ni O2 和 α-L i Al O2 的制备条件对结构的影响 ,总结出一种新的制备方法 ,成功地合成出 Al连续固溶的 Li Ni1- x Alx O2 ( x=0～ 1 .0 ) .烧结实验表明 ,在用小量 Al固溶时材料的合成需要在氧气气氛中进行 ,Al掺杂能够抑制结构中锂缺位 ,降低材料形成温度及在合成过程中对氧气的依赖程度 .X射线衍射结果表明 ,所有样品均具有α-Na Fe O2 型单相结构 ,随着 Al固溶量的增加 ,材料的晶胞参数发生变化 ,a轴缩短 ,c/ a比增大 ,晶胞体积 V0减小 ,材料的层状属性更加明显     

Ca[(Li1/3 Ta2/3)1-x Tix]O3-δ固溶体的微波介电性质

应用常规氧化物混合法,制备了Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix](CLTT)O3-δ(0.50≥x≥0)微波介质陶瓷.X射线衍射表明,CLTT是具有正交相结构的连续固溶体,而且B位Li和Ta形成了1∶2的有序化结构.用Ti4 部分替换Li1 和Ta5 稳定了钙钛矿相,破坏了1∶2有序化结构,促进了Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix]O3-δ(x=0.20,0.30)陶瓷的晶粒生长.当x组分从0增加到0.50时,微波介电常数ε从24增至48,品质因数Qf值从42000降至11000GHz,谐振频率温度系数τf也由负变正.含B2O3的Ca[(Li1/3Ta2/3)0.7Ti0.3]O3-δ陶瓷在1050℃烧结,可获得ε=35,Qf=22800GHz,τf=-4 1×10-6/℃的新型微波介质材料.     

Ba_(1-x)Sr_xTiO_3·yLa_2O_3固溶体的合成、结构与性能

用化学掺杂方法合成了Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３和Ｂａ０９Ｓｒ０１ＴｉＯ３·ｙＬａ２Ｏ３（０≤ｘ≤１,０≤ｙ≤０３）系列固溶体超细粉末。ＸＲＤ证实,当ｘ＝１,ｙ＝０时,为四方晶系ＢａＴｉＯ３纯相,当０＜ｘ＜１,０＜ｙ≤０３时,得到一系列完全互溶固溶体,结果符合Ｖｅｇａｒｄ定律。ＳＥＭ观察粒子为球形,大小均匀,粒度０２～０３μｍ,制陶实验发现,钛酸钡经化学掺杂后,室温介电常数显著提高,当ｘ＝０１,ｙ＝００２时,ε可达３００００,比ＢａＴｉＯ３纯相的室温介电常数提高２０倍。     

非对称外电场作用下C_8H_(14)O分子的结构和性质

基于密度泛函理论(DFT)中的B3P86方法,在6-311++G(2df)基组水平上,计算得到C8H14O分子沿x轴方向加非对称电场(-0.008 0~0.002 5)时的基态几何构型、电偶极矩和分子总能量.计算结果表明:电场强度大小影响分子的几何构型;随着电场强度的增加,分子偶极矩先减小再增大;当电场强度F=0时,分子总能量为-389.881 8,随着电场强度的增加,分子总能量升高,当F=0.002 5时达到最大值-389.879 9;随着电场强度的增加,系统总能量逐渐升高.     

BaCe1-x Yx O3-δ质子导体的制备与性能

采用高温固相合成法制备出掺杂Y³⁺的BaCeO₃电解质BaCe_1-xY_xO_3-δ（x=0.10~0.30). XRD谱分析结果表明,样品均为正交钙钛矿结构;氧空位、 缺陷缔合和固深度均对样品的质子电导率与掺杂浓度有一定影响.     

Ba_(1-x)Ca_xSn_yTi_(1 -y)O_3 固溶体的合成与介电性能

在100℃以下制备了一系列Ba1 -xCaxSnyTi1 - yO3 固溶体纳米粉末(0≤x≤0.5,0≤y≤0.3) ,通过制陶实验 ,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数 ,结果发现 ,用软化学方法在BaTiO3 中掺入适量钙和锡 ,由于掺杂离子均匀进入母体晶格 ,引起tc 降低 ,室温介电常数达9800 ,比BaTiO3 纯相提高6倍     

Ce_(1-x)Dy_xO_(2-δ)固体电解质的合成及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xDyxO2-δ(x=0.05~0.50)固溶体,通过X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜对样品进行结构表征,利用交流阻抗谱测试其电性能.结果表明:掺入Dy3+可提高Ce1-xDyxO2-δ的电导率,其中Ce0.9Dy0.1O2-δ的电导率最高,活化能最小,600℃时的电导率为5.50×10-3S.cm-1,活化能为0.85 eV,比纯CeO2的电导率提高了3个数量级.     

La_(0.8)Sr_(0.2)(Ga_(0.8)Mg_(0.2))_(1-x)Fe_xO_(3-δ)混合导体的热分析及动力学

采用固相合成法制备了La_(0.8)Sr_(0.2)(Ga_(0.8)Mg_(0.2))_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(LSGMF)混合导体,利用SEM和TGA对LSGMF的性能进行了研究,考察了不同Fe掺杂量对LSGMF的热失重过程及其动力学的影响规律,并采用Coats-Redfem法求解其失重过程的表观活化能.结果表明:LSGMF热失重过程包括三个阶段,低温区域的热失重主要是由于试样表面吸附的H_2O和CO_2加热脱附所致,表观活化能为0.154~0.227 eV,中温区域和高温区域的热失重主要归因于晶格位置上的氧离子转变为氧分子并进入气相,表观活化能为0.280~0.350 eV.x=0.9时,LSGMF的失重速率峰值最小(0.013 7/s),表观活化能E_(2+3)最大,说明失重速率最慢,材料稳定性最高.     

Ba_(0.75)Sr_(0.25)Zr_xTi_(1-x)O_3固溶体的合成、结构与性能

在１００℃以下用软化学掺杂方法,合成了一系列Ｂａ０．７５Ｓｒ０．２５ＺｒｘＴｉ１－ｘＯ３固溶体纳米粉末。ＸＲＤ物相分析和ｄ－间距－组成图证明,产品为完全互溶取代固溶体。ＴＥＭ观察,粒子为均匀球形,平均粒径６０ｎｍ,通过制陶实验,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数和介电损失,结果发现,用化学方法在ＢａＴｉＯ３中掺入适量锶和锆,引起ｔｃ前移,室温介电常数提高８倍,而介电损失（ｔａｎδ）却下降３倍。     

Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85复合材料的制备与导电性

为研究复合材料氧离子导电体的导电特性,采用化学共沉淀法制备Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85纳米复合粉体,并获得复合陶瓷材料.通过X线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的物相组成与微观结构进行分析,利用交流阻抗测试研究材料的离子导电性.研究结果表明:煅烧复合粉体的平均晶粒尺寸为15 nm;复合材料的导电性均明显高于复合组元的单相材料的导电性;La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85中La2O3过量3％(质量分数)的复合材料体现最好的导电性,在700℃时的导电率为0.106 S/cm.通过交流阻抗谱分析晶粒、晶界特性,探讨复合电解质材料的导电机理.     

伴随Ce_2Co_(15-x)Al_(2+x)固溶体系的新衍射面

研究了Ce2Co15-xAl2+x固溶体系.随着Al含量的增加,除晶格常数改变外,发现伴有一个强度可观的新的衍射面.预言存在一个新物相,并给出了它在相图中的大致位置.     

不同方法制备的Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)性能对比

分别采用沉淀法、凝胶辅助的固相反应法和甘氨酸-硝酸盐法制备了钐掺杂的氧化铈材料,结果表明,用后两种方法制备的粉体能够满足固体电解质的要求,其中,凝胶辅助的固相反应法制备的粉体粒度约为20~100nm,甘氨酸-硝酸盐法制备的粉体粒度更小,表现为许多超细纳米颗粒的团聚体.二者烧结体的致密度分别可以达到95%和97%,800℃时的电导率分别为0.071S/cm和0.074S/cm.     

Na_(2.5)Hf_(2-x)Ti_xSi_(1.5)P_(1.5)O_(12)系统快离子导体的阻抗谱

系统地研究了Ｎａ２．５Ｈｆ２－ｘＴｉｘＳｉ１．５Ｐ１．５Ｏ１２快离子导体的阻抗谱，采用ＺＲＥＳ３．３程序对实测点进行解释和拟合计算，结果表明该系统呈良好的低温导电性。其中起始组成为Ｎａ２．５Ｈｆ１．８Ｔｉ０．２Ｓｉ１．５Ｏ１２的电导性最好．在４７３Ｋ时，其导电率σ４７３＝１．４７×１０－２（Ω·ｃｍ）－１，电导激活能Ｅａ＝ ２３．８６ｋＪ／ｍｏｌ．