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。     

钙钛矿型氧离子导体KNb1-xMgxO3-δ的制备和表征

在高温高压 ( 4 0GPa ,870℃ )下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb1 -xMgxO3-δ(x =0 0— 0 3 )系列固体电解质 ,并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响 .变温拉曼谱和DTA测量结果表明 ,随着温度的升高 ,KNb1 -xMgxO3-δ发生了结构相变 ,由铁电正交、四方相转变为顺电立方相 .由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO6 八面体间的耦合作用导致了居里温度下降 .其中KNb0 85Mg0 1 5O2 775的居里点大约下降 40℃ ,为 3 92℃ .阻抗谱测量表明 ,所有样品都具有离子导电特征 ,但晶界效应较强 ,电导主要由晶界决定 .通过掺杂 ,提高了样品的电导率 ,其中KNb0 9Mg0 1 O2 85的氧离子电导率最高 ,70 0℃时达到 1.2× 10 - 3S cm .     

KNb_(1-x)Ti_xO_(3-δ)固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1 -xTixO3-δ(x =0～ 0 .4)系列固溶体 ,并使用X射线衍射、TG DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征。XRD结果表明 ,随掺杂量的增加 ,晶胞体积减小 ;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变 ,x <0 .1 5的样品为正交钙钛矿结构 ,而x≥ 0 .1 5的样品几乎为纯四方相结构。Raman谱和DTA结果显示 ,Ti掺杂使四方相区宽化 ,并且随掺杂量的增加 ,相变温度逐渐下降。阻抗谱测量表明 ,所有样品均以离子导电为主 ,其中KNb0 .85Ti0 .1 5O2 .92 5的氧离子导电率最高 ,在 80 0℃时达到 5 .6× 1 0 - 3S·cm- 1 ,在测量温度范围内 ,电导率可以拟合成两条直线 ,低温活化能小于高温活化能     

KNb1-xTixO3-δ固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1-xTixO3-δ(x=0～0.4)系列固溶体,并使用X射线衍射、TG-DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征.XRD结果表明,随掺杂量的增加,晶胞体积减小;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变,x<0.15的样品为正交钙钛矿结构,而x≥0.15的样品几乎为纯四方相结构.Raman谱和DTA结果显示,Ti掺杂使四方相区宽化,并且随掺杂量的增加,相变温度逐渐下降.阻抗谱测量表明,所有样品均以离子导电为主,其中KNb0.85Ti0.15O2.925的氧离子导电率最高,在800 ℃时达到5.6×10-3 S*cm-1,在测量温度范围内,电导率可以拟合成两条直线,低温活化能小于高温活化能.     

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：     

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.     

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.     

钙钛矿型氧离子导体KNb1-xMgxO3-δ的制备和表征

在高温高压（4.0GPa，870℃）下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb_1-xMg_x O_3-δ（x=0.0—0.3）系列固体电解质，并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响.变温拉曼谱和DTA测量结果表明，随着温度的升高，KNb_{1-xMgxO3-δ发生了结构相变，由铁电正交、四方相转变为顺 电立方相.由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO关键词： 钙钛矿 离子电导 1-xMgxO3-δ')" href="#">KNb1-xMgxO3-δ 高温高压 铁电相变}     

p型透明导电氧化物CuCr_(1 -x)Ca_xO_2的制备与光电性质研究

系统报道了铜铁矿CuCr1-xCaxO2 单相多晶材料的制备和光电性质研究结果、X光衍射 (XRD)以及电导的测量 .结果表明 ,适当的Ca2 + 取代Cr3 + 不改变材料的晶体结构 ,但能显著提高材料的导电性能 ,x =0 .0 6的原始Ca2 + 掺杂样品在室温的电导率达到 3.2× 10 -2 S/cm ,几乎比不掺杂样品的电导率提高了近 3个数量级 .所有掺杂样品的电导率随温度的变化曲线在 2 0 0～ 30 0K ,很好地符合Arrhenius关系 ,其Seebeck常数均为很大的正数 ,这表明所有样品均为典型的 p型半导体 ,其热激活能为 0 .2 7～ 0 .36eV .     

纳米Ce_(1-x)(Fe_(0.5)La_(0.5)x)O_(2-δ)固溶体的水热合成及光谱分析

采用水热方法合成Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体。利用X射线衍射技术(X-ray diffraction tech-nique,XRD)表征样品的相结构,并对固溶体的晶胞参数进行拟合,通过紫外可见漫反射光谱(UV-Vis dif-fraction spectrum)及拉曼光谱(Raman spectrum)表征其电子跃迁性能及由于双离子掺杂所引起的一系列掺杂效应。XRD结果表明,Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体为CeO2立方萤石结构,当掺杂量增加到x=0.30时出现了微弱的Fe2O3杂相衍射峰;讨论了两种离子在晶格中不同的取代位置。晶胞参数随着掺杂量的增大而逐渐增大,当掺杂量达到x=0.18后保持基本不变。紫外漫反射光谱表明,随着掺杂量的增大,固溶体的带隙吸收边红移,即能隙逐渐减小,Fe离子在CeO2晶格中表现为+3价。Raman光谱F2g振动峰位逐渐向低波数方向移动,同时振动峰逐渐宽化,进一步证明了掺杂离子的影响效应。     

Mixed Conduction in BaCe0.8Pr0.2O3-α Ceramic

以高温固相反应法合成了BaCe0.8Pr0.2O3-α陶瓷,用X射线衍射法对其结构进行了表征. 用交流阻抗谱、气体浓差电池和氢泵方法测定了材料在500-900 ffiC、不同气氛中的电导率以及离子迁移数,研究了材料的导电特性. 结果表明,该陶瓷材料为单一钙钛矿型斜方晶结构. 在500-900ffiC下,在干燥和潮湿的氧气、空气和氮气气氛中,材料以电子空穴导电为主,其总电导率随氧分压的增加而稍有增加;在潮湿的氢气气氛中,材料以离子导电为主,其总电导率比不含氢气气氛(O2,air,N2)中的电导率高一到两个数量级.     

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     

交流阻抗谱方法对钇稳定氧化锆晶界电性能的研究

采用交流阻抗谱技术测量了多晶钇稳定的氧化锆固体电解质的晶界离子电导率,并根据砖层模型估算了多晶陶瓷样品的晶界体积分数,分析了晶界体积分数与电性能的关系.     

La0.5Sm0.2Sr0.3MnO3/x（Sb2O3）体系电输运性质及MR温度稳定性

用固相反应法制备La0.5Sm0.2Sr0.3MnO3/x(Sb2O3)(x=0.00,0.02,0.04,0.05,0.075,0.10,0.15)系列样品,通过X射线衍射(XRD)谱、电阻率-温度(ρ～T)曲线、ρ～T拟合曲线、磁电阻-温度(MR～T)曲线,研究了该体系的电输运性质及MR的温度稳定性.所有样品的电输运性质都表现出绝缘体-金属相变,相变温度很高(312K)且基本保持不变,随Sb2O3复合量增大,电阻率迅速增大,类金属导电可以用ρ=ρ0+AT2公式拟合,表明导电机制是电子-电子相互作用,x=0.075的样品,在200～320K温区磁电阻基本保持不变,MR的温度稳定性是晶界引起的隧穿磁电阻与钙钛矿颗粒体相本征磁电阻竞争的结果.     

双层钙钛矿(La_(1-x)Gd_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.05)的相分离

采用传统固相反应法制备(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7(x=0,0.05)多晶样品,并通过测量样品的磁化强度与温度的变化曲线(M-T曲线)、电子自旋共振谱(ESR谱)和电阻率与温度的变化曲线(ρ-T曲线),研究了x=0和x=0.05样品的相分离现象.研究结果表明,两样品在低温部分出现了反铁磁与铁磁相互竞争的现象,体现出团簇自旋玻璃态的特征.x=0和x=0.05样品分别在125—375 K和100—375 K范围内观察到类Griffiths相,同时发现掺杂使得三维铁磁有序温度(T3Dc0≈125 K和T3Dc1≈100 K)降低,而对类Griffiths温度(TG≈375 K)没有明显影响.在TG温度以上两样品均表现出纯顺磁特性.其电特性表明,x=0样品在整个测量范围内出现两次绝缘-金属转变,这是由钙钛矿锰氧化物共生现象所致.而x=0.05样品只出现一次绝缘-金属转变,表明掺杂能抑制共生现象的产生.通过对ρ-T曲线的拟合发现两样品在高温部分的导电方式基本都遵循三维变程跳跃的导电方式.     

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_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相关系和电导

本文研究了Li_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相组成和电导的关系。发现用LiGe_2P_3O_(12)作为基体化合物,通过离子置换可以得到好的锂离子导体。用Al~(3+)置换LiGe_2P_3O_(12)中的Ge~(4+),在00.6时出现未知相,用少量Al~(3+)取代Ge~(4+)后电导率即突增,在固溶体范围内电导率随x值的增大而继续升高。x=0.5时达极大值。Li_(1.5)Ge_(1.5)Al_(0.5)P_3O_(12)在室温、300℃和450℃的电导率分别为3.5×10~(+5),1×10~(-2)和3.1×10~(-2)S cm~(-1),电导活化能为0.33eV,电子迁移数在10~(-5)数量级。     

钙钛矿型电解质材料NdGa1-xMgxO3-δ的制备与电学性能

用甘氨酸-硝酸盐法制备出钙钛矿结构的电解质材料NdGa1-xMgxO3-δ. 研究表明,Mg掺杂NdGaO3氧化物在室温下均为立方钙钛矿结构. B位掺杂Mg2+极大地提高了NdGaO3的电导率,比纯NdGaO3的电导率提高了3个数量级. 1 400 ℃下烧结20 h的样品NdGa0.914Mg0.086O2.957呈现出最好的烧结性能,相对密度达到了99.4%,800 ℃时的电导率达到了2.99×10-2 S·cm-1,高于同温度下YSZ电解质的电导率. 表明NdGa0.914Mg0.086O2.957氧化物是一种具有潜在应用价值的中温电解质材料.     

Mo掺杂La_(0.7)Ca_(0.2)Ba_(0.1)Mn_(1-x)Mo_xO_3体系的磁电性质

本文采用固相反应法制备了高价态离子Mo掺杂的La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xMoxO3(x=0,0.01,…,0.06)多晶样品,研究了Mo掺杂对样品的结构、磁性和磁电阻的影响.X射线衍射谱证实所有样品均为具有正交对称性的钙钛矿结构.零场冷却(ZFC)和加场冷却(FCH=0.01T)下其磁化～温度(M～T)曲线的测量表明样品随温度降低发生了从顺磁(PM)到铁磁(FM)的相变,T相似文献   

钙钛矿钴氧化物La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)的磁性和电输运性质

本文采用传统固相反应法制备多晶La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)系列样品,通过测量其磁化强度与温度变化曲线(M~T)、磁化强度与外场变化曲线(M~H)、电子自旋共振谱(ESR)和电阻率与温度变化曲线(ρ~T)对样品的磁性和电输运性质进行了研究.结果表明:由于Nd~(3+)离子掺杂,使得系统中Co~(3+)和Co~(4+)离子之间的铁磁耦合增大,自旋与晶格的耦合作用增强,从而导致掺杂前后样品的磁性方面发生了改变:样品的铁磁转变温度TC和磁熵变值|ΔSM|均随掺杂量x的增加而增大,三个样品的TC分别为:190K、205K和233K,x=0.0样品在TC附近的相变为二级相变,x=0.1和x=0.15样品在TC附近的相变为一级相变.同样的,Nd~(3+)离子掺杂使得样品在电输运性质方面也发生了改变:由于Nd~(3+)离子掺杂,体系内Co离子的自旋态和无序性等均发生改变,从而使x=0.1样品中铁磁导电区域增大,尽管x=0.0和x=0.1样品均表现出绝缘体行为,但是随着掺杂量x的增加,电阻率大幅降低.