Mn过量对La0.5Ca0.5Mn1+xO3微结构和输运性质的影响

利用传统固相反应法制备了Mn过量的多晶样品La0.5Ca0.5MnO3 (LCMO)、La0.5Ca0.5Mn1.08O3(LCMO08)和La0.5Ca0.5Mn1.22O3(LCMO22),研究了Mn过量对其微观结构及其电输运性质的影响.研究结果表明,随着Mn含量的增加,样品的晶格参数a,b,c以及Mn-O键长都有所增大,而Mn3+-O-Mn4+键角没有明显的变化.输运性质结果表明,金属-绝缘体转变(MIT),庞磁电阻(CMR)效应以及热滞现象都随Mn的过量有着明显的变化,相较于正常化学配比的样品,过量掺杂Mn的样品的绝缘性增强并且热滞现象几乎消失,庞磁电阻在低温也有所增加.电输运性质的剧烈变化归结为过量Mn导致Jahn-Teller畸变增强及双交换作用减弱.实验结果将对理解半掺杂锰氧化物相关体系奇异的物理性质提供参考.     

CeO2掺杂KNN-LiNbO3无铅压电陶瓷的压电与介电性能研究

采用传统固相烧结法制备了0.98K0.5Na0.5NbO3-0.02LiNbO3-xCeO2(0.98KNN-0.02LN+xCeO2)无铅压电陶瓷.研究了不同CeO2掺杂含量(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)对0.98KNN-0.02LN陶瓷显微结构和电学性能的影响.研究结果表明:当CeO2掺杂含量从x=0.00到x=0.01和从x=0.02到x=0.03时,样品出现了正交-四方相转变.当x=0.00和x=0.02时,样品都处于正交与四方两相共存状态.CeO2少量掺杂时Ce4+完全进入晶格,表现为"受主"掺杂的特性;而大量CeO2掺杂时,有杂相的生成,主要起到烧结助剂的作用.样品在1080℃下烧结,当掺杂含量为x=0.02时取得最佳的综合性能:d33=104pC/N,Qm=2201,kp=0.24423,εr=804.2,tanδ=8.748;.     

Bi掺杂对Ca3-xBixCo4O9氧化物微观结构和热电性能的影响

采用固态反应法制备Ca3-xBixCo4O9 (0.0≤x≤0.45)样品,并研究了Bi掺杂对样品的微观结构和热电性能的影响.XRD与SEM结果显示,在含Bi样品中形成了c轴取向的结构,x=0.3和x=0.45样品具有大的晶粒取向度和晶粒尺寸,这就导致了这两个样品具有较高的电导率.由于Bi3+替代Ca2+降低了载流子浓度,样品的塞贝克系数随Bi含量的增加而增加.在1000 K,x=0.3样品的功率因子可达2.77×10-4 W/m·K2,这一数值与利用热压法制备的Ca3Co4O9样品的功率因子相当.     

Mn掺杂对YBiCaZrVIG铁氧体微结构及性能的影响

用固相反应法在空气气氛中制备了Y2.1 Bi0.2Ca0.7 Zr0.3 V0.2Mnx Fe4.42-xO12(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)铁氧体,研究了Mn掺量和烧结温度对YBiCaZrVMnIG铁氧体烧结性能、微观结构和电磁性能的影响.研究发现,所有样品均形成单一的石榴石相.Mn的掺入使晶胞参数增加,并促进了YBiCaZrVIG铁氧体的致密化.Fe离子的数量、微观结构的变化以及晶格中离子空位的增多造成了介电损耗先显著降低后略有增加趋势.而介电损耗随着烧结温度的升高和材料的致密化先急剧下降,后由于烧结温度过高使部分Fe3+还原成Fe2+而略有增加.Mn掺量对YBiCaZrVMnIG铁氧体介电常数影响不大,但是随着烧结温度和样品致密度的提高,介电常数呈增大趋势.而饱和磁化强度4πMs随着Mn掺量的增加先呈缓慢降低趋势,后又逐渐增加,但随烧结温度的升高呈相反的变化趋势.因此,在YBiCaZrVIG铁氧体中掺杂适量的Mn 能够促进烧结,提高材料的电磁性能.综上,Mn掺量为x=0.04(Y2.1Bi0.2Ca0.7Zr0.3V0.2Mn0.04Fe4.38O12)、烧结温度为1260℃的铁氧体综合性能最佳:RD＞ 98;,εr=15.7,tanδe =2.1×10-4,4πMs=1629 Gs.     

Bi2O3掺杂Sm0.5Sr0.5CoO3-δ的制备与光学性能研究

采用固相法制备(Sm1-xBix)05Sr05CoO3-δ (0≤x≤0.5),研究不同Bi3+掺杂浓度对材料的晶体结构、表面形貌与光学性能的影响.结果表明,当掺量0≤x(Bi3+)≤0.2,材料为单一纯相的钙钛矿结构;当掺量0.3≤x≤0.5,材料主相仍保持着钙钛矿结构,同时出现杂相CoO与Sr0.5CoBi0.5Ox.(Sm1-xBix)05Sr05CoO3-δ平均粒径随着Bi3+掺量的增加由1.98 μm增大为9.77 μm,晶粒形状由多边形状变为方块状;光学测试表明,随着Bi3+浓度的增加,材料的光学吸收率由0.73增大到0.87,发射率由0.34增大到0.80.     

溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备CoFe2-xLaxO4及其红外辐射性能研究

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备CoFe2-xLaxO4(x=0、0.05、0.10、0.15),通过TG/DSC、FT-IR、SEM、XRD以及红外辐射测试等方法研究了La掺杂量对干凝胶样品的自蔓延燃烧特性、烧结产物的结晶行为以及红外辐射性能的影响.结果表明:材料的红外辐射性能可通过样品的结晶行为及其晶格畸变程度来表达.当0 ＜x≤0.10时,CoFe2-xLaxO4经600 ℃烧结后可形成单相固溶体,并引起晶格畸变,从而提高材料的红外辐射性能.当x=0.10时,CoFe1 90 La0.10O4经600℃烧结所得产物在8～14 μm波段具有最高的红外发射率(0.94±0.01),相比于CoFe2O4的红外发射率提高了4.44;.     

CuO掺杂对Ba0.96(Bi0.5K0.5)0.04TiO3陶瓷烧结行为和介电性能的影响

采用固相法制备了Ba0.96(Bi0.5K0.5)0.04TiO3-xCuO(x=0 ～0.05)陶瓷,通过XRD、SEM和阻抗分析仪等测试手段研究了CuO掺杂对Ba0.96(Bi0.5K0.5) 0.04TiO3陶瓷烧结温度、相组成、显微结构和介电性能的影响.结果表明:在x=0 ～0.05掺杂浓度范围内,所有陶瓷样品均为钙钛矿结构,且没有第二相的生成.当x≤0.03时,CuO与Ba0.96(Bi0.5K0.5)0.04TiO3形成固溶体,Cu2进入晶格取代Ti4的位置.在x=0.02时,陶瓷样品的四方率c/a达到最大,居里温度Tc最高为148.5℃.当x≥0.04时,过量的CuO在晶界处形成液相,显著降低烧结温度.当x=0.05时,烧结温度降为1275℃,由于液相的产生,陶瓷样品致密度提高,内部缺陷减少,介电损耗最小.在掺杂CuO的陶瓷样品中,介电常数先增大后减小,在x=0.01时达到最大.     

La1-xCaxMnO3陶瓷的导电性和磁性研究

采用固相反应法制备了含钙量介于15～50;的La1-xCaxMnO3系列多晶陶瓷;在78～300K温度范围内测量了这些陶瓷的电阻-温度曲线,从而确定陶瓷的最佳组分为La0.67Ca0.33MnO3;测量了La0.67Ca0.33MnO3陶瓷的磁化曲线,确定其居里温度位于265K附近.在此基础上,制备了掺Ag量为2～15;质量分数的La0.67Ca0.33MnO3系列陶瓷;通过对比这些陶瓷的电阻随温度的变化关系,确定最佳掺Ag量为4;质量分数,掺Ag量为4;质量分数陶瓷的磁电阻比未掺Ag时有大幅度提高.X射线衍射分析和扫描电镜观察结果表明:Ag掺入La0.67Ca0.33MnO3陶瓷后,并未进入晶格,而是进入晶粒间界和孔洞.对La0.67Ca0.33MnO3陶瓷掺Ag改性机理进行了初步分析.     

烧结工艺对La0.67Ca0.33MnO3多晶物理性质的影响

利用溶胶-凝胶法成功制备了La0.67Ca0.33MnO3粉末,并通过优化烧结工艺获得了物理性能优异的La0.67Ca0.33MnO3多晶靶材.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别测试了样品的物相、结构和微观形貌,并利用四探针法测试了靶材的电阻率-温度曲线.结果表明,影响TCR的主要因素有晶粒的化学均匀性、晶粒尺寸和晶界的数量,样品具有接近室温的金属-绝缘转变温度(TM1 =274 K)和高的电阻温度系数(TCR=13.5;).     

Bi2O3掺杂Sr0.92Ca0.08TiO3基陶瓷结构与介电性能的研究

通过固相反应法以Ca2+、Bi3+取代Sr2+制备出Sr0.92-1.5xBixCa0.08 TiO3(0.155≤x≤0.195)固溶体,同时加入固定量的MnCO3和ZnO作为改性剂和助烧剂,并通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜和LCR分析仪对样品的结构和介电性能进行分析.结果 表明,当x≥0.165时陶瓷样品中出现第二相;随着Bi3+含量的增加,介电常数先增大,后减小,且介质损耗先减小后增大.当x=0.16时,得到介电常数ε=1 153、介质损耗tgδ1KHz=3.5×10-4、绝缘强度Eb=9.37 kV/mm的高介低损耗的高压电容器陶瓷介质材料.     

室温铁磁Sr4-xErxCo4O10.5+δ(0.6≤x≤1.2)多晶电输运和磁性能

采用固相反应法制备Sr4-xErxCo4O10.5+δ(0.4≤x≤1.2)多晶,系统研究了Er掺杂对体系结构、电输运和磁性质的影响.X射线衍射结果表明室温下x=0.4时多晶为立方晶系,空间群为P3m3,0.6≤x≤1.2时,为四方晶系,空间群为I4/mmm,四方相晶格常数随着Er含量增加而减小.扫描电子显微镜结果表明,随着Er掺杂量增加,晶粒细化,晶界增加.采用四探针法测量多晶的电阻率-温度曲线,结果表明多晶样品在80～ 300 K为半导体电输运行为,且随Er化学计量比增加样品电阻率和热激活能增大.采用超导量子干涉仪测量多晶的磁化强度-温度曲线和磁滞回线,结果表明0.6≤x≤1.2时Sr4-xErxCo4O10.5+δ多晶具有室温铁磁性,Tc≈320 ～ 335 K,室温铁磁性可能源于A位Sr和Er离子有序及CoO4.5+δ层中Co离子自旋倾斜净磁矩不为零.     

A位阳离子平均半径对La0.3Nd0.37Sr0.33-xCaxMnO3多晶陶瓷电运输性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备一系列La0.3Nd0.37Sr0.33-xCaxMnO3(x=0.00,0.05,0.10,0.125,0.15,0.20)多晶陶瓷,用XRD分析多晶陶瓷的晶体结构,用SEM对多晶陶瓷的晶粒尺寸和表面形貌进行分析,用标准四探针法测量电阻-温度关系.实验结果表明,随着Ca掺杂浓度的增加,晶体结构从菱方晶系向正交晶系转变,绝缘体-金属转变温度(7P)往低温方向移动,电阻率不断增加,电阻温度系数(TCR)也在不断增加.这主要是因为用离子半径较小的Ca2替换离子半径较大的Sr2,引起A位阳离子平均离子半径减小,导致容忍因子也随之减小.Mn-O-Mn键的弯曲程度增加,导致MnO6八面体畸变增大,eg电子局域性增强,Mn3+-O2--Mn4+之间的双交换作用减弱,电阻率增大,TP往低温方向移动,且转变温度宽度变窄,使得TCR增大.     

Nb掺杂BaTiO%_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷系统PTCR性能的研究

采用固相反应法制备了Nb2O5掺杂的(1-x)BaTiO3-xBi0.5K0.5TiO3(BT-BKT,0≤x≤0.02)系统陶瓷,研究了Nb2O5和BKT掺杂量对该系统陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:BaTiO3陶瓷的晶格轴率c/a值随着BKT含量的增加而变大,陶瓷具有良好的晶粒和明显的晶界。BT-BKT陶瓷的居里温度(Tc)也随着BKT的加入向高温移动,当x=0.01时,Tc提高到150℃,但室温电阻率(ρRT)随着BKT含量的增加也快速增大。     

Sr掺杂LaFeO3纳米晶光催化活性的研究

采用柠檬酸络合法制备了La1-xSrxFeO3(x=0,0.1,0.3,0.5)的纳米粒子催化剂,采用TG/DTA、XRD、SPM以及比表面仪等技术表征了这些纳米晶的物化性质及微观结构,并研究了其对亚甲基蓝紫外光照射降解的光催化活性。结果表明:所得催化剂均为立方相,原子Sr替代钙钛矿A位La进入晶格中形成有限固溶体;采用Chekcell软件计算精修晶胞参数后,晶胞参数随Sr掺杂量增大而变大,制得催化剂比表面积为90~95m2/g;Sr最佳掺杂量为x=0.5,这时所形成的La0.5Sr0.5FeO3光催化剂经3h光照射后光降解率可达91.88%,比LaFeO3作为光催化剂提高了约27%。掺杂Sr后引起的晶格缺陷和结构缺陷(氧空位)浓度的增加是掺杂Sr后的LaFeO3具有高效光催化活性的主要原因。     

Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料热电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca3-xSrxCo4O9(x=0～0.5)热电陶瓷材料,并对材料的热电性能进行了测试。结果表明,Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料的热电性能有较大影响。随着掺杂量的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数略有减小。Sr掺杂能显著降低热导率,而且随着掺杂量的增加,热导率的下降幅度逐渐增大。Sr掺杂显著改善Ca3Co4O9材料的热电性能,当掺杂量为0.5时获得最佳热电性能,573 K时Z值达1.07×10-4 K-1。     

晶格失配和退火氧压对La_(0.825)Ca_(0.175)MnO_3薄膜的电学性能的影响（英文）

采用紫外脉冲激光沉积技术分别在LaA lO 3(LAO)、(LaA lO 3)0.3-(SrA lT aO 6)0.7(LSAT)和SrT iO 3(STO)(001)单晶衬底上制备了La0.825Ca0.175MnO 3(LCMO)薄膜。实验发现衬底的晶格失配度和退火氧压对薄膜结晶质量和电学性能有重要影响。电阻-温度曲线显示,生长在LAO(压应变)的LCMO薄膜比生长在STO(拉伸应变)的薄膜有更高的绝缘体-金属转变温度Tp和更大的电阻温度系数(TCR)。增加退火氧压可以有效地提高薄膜的Tp和TCR值。当退火氧压为30000 Pa时,与衬底晶格失配度最小的LCMO/LSAT薄膜具有最高的Tp(234.5 K)和最大的TCR(22.4%)。实验结果表明Ca含量为0.175的La1-xCaxMnO 3薄膜材料在测辐射热计等方面有潜在的应用前景。     

添加Zn~(2+)对六角晶锶铁氧体结构与磁性能的影响

通过传统的陶瓷化工艺来制备La、Co、Zn复合取代的锶铁氧体,重点研究Zn~(2+)对锶铁氧体结构及磁性能的影响.采用X射线衍射对锶铁氧体结构进行了分析.结果表明:随着Zn~(2+)的增加,锶铁氧体主体仍为六角晶结构,晶格常数a逐渐增大,而晶格常数c先增大后减小.扫描电镜(SEM)分析显示,铁氧体晶粒主要呈片状,大多为规则的六边形.随着Zn~(2+)的增加,晶粒的尺寸逐渐增大.磁性能测量显示:当取代量x=0.15时,样品的Br和Hcj分别为436 mT、343 kA/m,这说明添加适量的Zn~(2+)会有效的降低反平行离子磁矩,提高饱和磁化强度, 进而改善锶铁氧体的磁性能.     

Pr和Nb共掺杂Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷材料电行为特性研究

采用高温固相法制备了Pr和Nb共掺杂Bi_4Ti_3O_(12)铁电陶瓷.利用XRD分析表征了样品物相结构,利用阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试了样品的电性能,并通过对样品电导率与温度的关系进行Arrhenius拟合分析了材料的导电机理.结果表明:Pr和Nb已经完全固溶进入Bi_4Ti_3O_(12)晶格中,制备的样品均为单一的层状钙钛矿结构.Nb的引入使样品的介电常数变大,介电损耗明显降低,但居里温度变化不大.在Nb掺杂量较小(x≤0.09)时,材料的剩余极化值随着Nb掺杂量增加而增大,当x=0.09时2P_r达到极大值为26 μC/cm~2,矫顽场为50.3 kV/cm.这主要是由于高价态的Nb~(5+)取代B位Ti~4+能有效的抑制氧空位的产生.     

Ag/La0.67Ca0.33MnO3/p+-Si三明治结构器件的电致阻变性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在p+-Si基片上制备了La0.67Ca0.33Mn O3薄膜,构建了Ag/La0.67Ca0.33Mn O3/p+-Si三明治结构的阻变器件,研究了器件的电致阻变性能。结果表明:Ag/La0.67Ca0.33Mn O3/p+-Si器件具有明显的双极性阻变特性,其高阻态(HRS)与低阻态(LRS)比(HRS/LRS)高于104,器件在高阻态和低阻态的电荷传导机制分别遵循Schottky势垒导电机制与空间电荷限制电流机制(SCLC)。器件在2×103次可逆循环测试下,高、低阻态比无明显变化,表现出良好的抗疲劳特性。根据器件的高、低阻态阻抗谱,可以得到阻变效应是由器件界面的肖特基势垒的改变与器件内部缺陷填充共同作用的。     

Dy3+掺杂对CaLaAl3O7晶体结构和发光性能的影响

采用高温固相法制备了CaLa1-xAl3O7∶ xDy3+(0≤x≤0.15)发光粉体,利用X射线衍射分析了材料的物相,计算发现:随Dy3+掺杂浓度的增加,晶胞体积线性减小.在348 nm光激发下,该系列样品发射谱为Dy3+的4f9组态内的特征发射峰,峰值波长分别为478 nm、577 nm和667 nm,总的发射呈现白色,色坐标计算值几乎相同,而且都处于白光区域内(色坐标(0.33,0.33)).CaLa1-xAl3 O7∶xDy3+材料发光强度随Dy3+浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在x=0.04时达到峰值.分析了材料在577 nm发射强度与Dy掺杂浓度的关系,并根据D.L.Dexter的相关理论得到:Dy3自身猝灭机理是电偶极-偶极相互作用.