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.     

Y-Ba-Cu-O体系超导材料的表面分析和热稳定性研究

XPS 研究表明,在空气中久置后的 Y₂O₃,BaO 和 CuO 以及 YBa₂Cu₃O_～7,超导体的表面都生成有碳酸盐.超导体中的元素价态为:钇+3价,钡+2价,铜主要+2价.原料 CuO 在真空中在400℃加热后大部分被还原成 Cu₂O;制备不久的超导体在同样条件下其 Cu²⁺离子较难还原,然而在空气中久置后的超导体中的 Cu²⁺又较易还原.这些现象既反映了原料氧化物经烧结后由于生成了 YBa₂Cu₃O^_～7相而增加了稳定性,又说明这种超导材料仍具有亚稳性质.     

SDC和SSC在低温常压电化学合成氨中的性能研究

用溶胶—凝胶法制备了Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)和Sm0.5Sr0.5CoO 3-δ（SSC）超细粉体,采用XRD、TEM和SEM等对粉体进行了观察和表征。分别以Ni-SDC和SSC为阴极, 磺化聚砜质子交换膜为电解质, Ni- SDC金属陶瓷为阳极,银-铂网做集流体组成单电池,在25℃～120℃温度范围内研究了其电导率随温度变化关系及在电化学合成氨中的性能。结果表明：在25℃～120℃温度范围内,使用Ni-SDC和SSC为阴极均有氨气生成,而SSC对电化学合成氨的性能优于Ni-SDC, 在80℃时氨产率达到了6.5×10-9 mol•s-1•cm-2。     

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。     

n型T'-214相超导体的结构和性质

T＇－214相化合物R2-xCexCuO4（R为稀土离子）成为超导体决定于R3+的离子半径大小、Ce4+的取代量和化合物的热处理时的稳定性．从Raman光谱实验结果提出热处理过程中发生电荷转移．Ce4+的取代引起TN（Cu）下降，当TN（Cu）降到0时，超导性出现。不同的稀土离子TN（Cu）不同，稀土离子的反铁磁性（AFM）与超导性（SC）共存。热电势的测量结果可以用双通道模型解释，n型超导体中电子与空穴共存．     

特定化合物碳同位素分析系统中的氧化反应装置的研制

通过对比实验,研制了特定化合物碳同位素在线分析系统中连接气相色谱与同位素比质谱的核心部分——氧化反应装置,包括加热系统、氧化反应系统及接口系统,并以特定化合物的碳同位素分析为例,选用天然气工作标准样品,在600～950℃之间选择8个温度点进行了氧化反应实验,表明其碳同位素测定值(δ13C1,δ13C2,δ13C3)随反应温度升高而逐渐趋于稳定,符合氧化反应过程的一般规律.通过对不同碳数(1≤n≤31)烃类样品(工作标准、国际参考标准、天然气及原油样品)的测试,显示碳同位素值(δ13Calkane)的测试精度优于±(0.2～0.5)‰,满足研究需求,并有效降低了分析成本,具有良好的应用及推广价值.     

高灰煤小型流化床混合气催化气化研究

在内径28mm流化床中,对阳泉高灰煤在碱性催化剂（固碱和黏胶废碱液）作用下进行了混合气（空气/水蒸气）催化气化研究,两种碱性催化剂的适宜添加量均为6％。不加催化剂,气化温度830℃~900℃与900℃～920℃下,气化反应的表观反应级数n分别约为2/3与1/3;有催化剂（3％固碱）时,表观反应级数有两个明显的温度段,在830℃~860℃,催化气化的表观反应级数n=1;在860℃~920℃,催化气化的表观反应级数为n=1/3。     

YBa2Cu3O—7超导体中钡的价态

对于YBa_2Cu_3O_(～7)超导体的Ba 3d X光电子能谱(XPS)存在分裂(出现肩峰)的现象有很多不同的解释.Kohiki等认为主峰和肩峰分别代表晶格Ba~(2 )离子和金属Ba;Han等则认为它们分别代表Ba~(2 )离子和更高价态的Ba离子;Ji等提出超导体中存在Ba~(2 )和Ba~((2-δ) )两种离子;唐有祺等报道超导体存在体相钡、表面BaCO_3的钡和绝缘相中的钡,它们的Ba 3d_(5/2)结合能分别为777.8,779。7和781.5eV;Fjellvag等也观察到Ba3d谱中出     

一种低磁矩、大功率复合稀土石榴石铁氧体的工艺和性能研究

为满足低场区几百兆赫的超大功率器件的性能要求,以钇铁石榴石铁氧体为基础,制备了一种低磁矩复合稀土石榴石铁氧体YGd CaVInIG,研究了少量Mn3+替代Fe3+和预烧温度、烧结温度对铁氧体性能和结构的影响。实验表明,以少量Mn3+替代Fe3+可以提高铁氧体电阻率,降低磁损耗和介电损耗。Mn3+掺入量以x为0.04～0.06比较合适,铁氧体最佳予烧温度为1050℃,最佳烧结温度1350～1380℃,保温5h,氧气中烧结,其性能为:4πMs=500±10%kA·m-1,ΔH=5.25～5.55kA·m-1,TC>180℃,tgδe≤0.5×10-5,这种材料适合微波低频段器件性能要求。X射线衍射分析指出,掺Mn3+的YGdCaVInIG铁氧体相变完全,呈单相复合石榴石铁氧体,空间群为I230,点阵常数1.25057～1.25101nm,单胞分子数n为7.75～7.80。     

拉伸分子动力学方法研究聚乙烯单链的力学行为

采用拉伸分子动力学方法(steered molecular dynamics,SMD)研究一端固定的聚乙烯单链(singlepolyethylene chain)在被拉伸过程中的力学性质.在拉伸过程中发现平均拉力〈f〉受拉伸速度v的影响,当v<0.05 nm/ps时,〈f〉在250 pN附近会出现一个拉力平台.聚乙烯单链各部分的形状因子在拉伸过程中表现出一定的规律性,总是头部和尾部的形状因子〈δh〉、〈tδ〉先增加然后才是中间部分〈δm〉增加.如果按顺序再释放被拉开的聚乙烯单链,就会出现力学回滞现象,这与Kellermayer等的力学回滞曲线实验是一致的.力学回滞曲线面积表示耗散能〈Ed〉,与速度v满足方程〈Ed〉=a+b×e-cv,而且在v<0.005 nm/ps和v>0.005 nm/ps两个速度区域有不同的特性.〈Ed〉在不同的分子热运动温度区域,也表现出不同的规律性,当温度T>220 K时,〈Ed〉随着温度T的升高而减小,这与Pegoretti等的实验一致,当T<220 K时〈Ed〉随着温度T的升高而增加.     

稀土氧化物对聚丙烯晶型和动态力学性能的影响

本文用DSC和粘弹谱仪研究了La_2O_3,Y_2O_3和混合稀土氧化物对全同聚丙烯(iPP)的结晶行为,熔融行为和动态力学性能的影响。结果表明不同的iPP/稀土氧化物复合材料中iPP的晶型不同,Y_2O_3和稀土氧化物是iPP的α和β晶成核剂,La_2O_3是α晶成核剂。含有β晶试样同只有α晶试样相比,在T_g真松弛区其tanδ值较低,贮能模量E从-50℃～+50℃较高,从+50℃～+145℃则E值较低。     

Co掺杂的YBa2Cu2O6+δ的氧非计量和氧渗透性能研究

研究钴离子部分取代铜离子对YBa2Cu3O6+δ的氧非计量值δ和氧渗透率的影响.对于钴替代的样品,氧非计量的绝对值变大,且其数值不再随温度和氧分压的变化发生显著变化.YBa2Cu2CoO6+δ样品在中、高温具有可观的氧渗透率.对于厚度为1.2 mm的致密YBa2Cu2CoO6+δ样品,在850℃时,只要在样品两端施加较小的氧分压差(PO2=21.2 kPa、 PO2=101 Pa),其氧渗透率即可达57 μmol/cm2 s, 明显高于YBa2Cu3O6+δ的氧渗透率(31 μmol/cm2 s).YBa2Cu2CoO6+δ的高氧渗透率在结构上可被归结为位于晶胞基面上的氧离子和氧空位的均匀分布.     

固溶体Ce1-xEuxO2-δ的151Eu Mssbauer谱和电性能研究

利用溶胶-凝胶方法在800 ℃灼烧10 h后, 合成了固溶体Ce1-xEuxO2-δ(x=0.05～0.5), 晶粒平均尺寸为60 nm左右, XRD分析表明固溶体的结构为单相立方萤石结构. M(o)ssbauer谱测试表明固溶体Ce1-xEuxO2-δ中Eu离子价态为+3价, 同质异能移IS值随掺杂量x增加而增大. Eu3+的四极劈裂QS值小于零, 表明Eu3+周围的晶体场是非对称的, QS的绝对值随掺杂量x增加而增大, 说明随掺杂量x增加, 晶体场对称性越差. 阻抗谱测试表明通过掺杂使固溶体Ce1-xEuxO2-δ的导电率得到很大提高, 电导率在x=0.2时达到最大值σ800 ℃=1.28×10-2 S·cm-1, 电导活化能达到最小值为Ea=0.72 eV.     

Sm_(1.2)Sr_(0.8)Co_(1-x)Ni_xO_(4+δ)(x=0.0,0.1,0.2)粉体在低温常压下电化学合成氨中的阴极催化性能

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)和Sm1.2Sr0.8Co1-xNixO4+δ(x=0.0,0.1,0.2)(SSCN)系列纳米粉体,并用热差分析、XRD粉末衍射和透射电镜方法对SSCN系列进行表征。以碳纸支撑的SSCN系列粉体为阴极、Nafion膜为电解质、碳纸支撑的NiO-SDC还原后得到的Ni-SDC粉体为阳极,以湿氢气和氮气为原料,在低温常压下研究了其在电化学合成氨中的性能。结果表明,在25～100℃和施加电压的条件下,使用SSCN系列粉体为阴极时均有氨气生成,其中Sm1.2Sr0.8Co0.9Ni0.1O4+δ作阴极时电化学合成氨的性能最佳,在80℃和0.5V时氨的产率为4.89×10-9mol/(s·cm2)。     

Sm1.2 Sr0.8Co1-xNix04+δ(X=0.0,0.1,0.2)粉体在低温常压下电化学合成氨中的阴极催化性能

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)和Sm1.2 Sr0.8Co1-xNix04+δ(x=0.0,0.1,0.2)(SSCN)系列纳米粉体,并用热差分析、XRD粉末衍射和透射电镜方法对SSCN系列进行表征.以碳纸支撑的SSCN系列粉体为阴极、Nafion膜为电解质、碳纸支撑的NiO-SDC还原后得到的Ni-SDC粉体为阳极,以湿氢气和氮气为原料,在低温常压下研究了其在电化学合成氨中的性能.结果表明,在25～100℃和施加电压的条件下,使用SSCN系列粉体为阴极时均有氨气生成,其中Sm1.2 Sr0.8Co1-xNix04+δ作阴极时电化学合成氨的性能最佳,在80℃和0.5V时氨的产率为4.89×10-9mol/(s·cm2).     

钙钛矿吸附剂用于制备高温富O2-CO2混合气体的性能研究

采用固相反应法制备钙钛矿型吸附剂Ba0.95Ca0.05Co0.5Fe0.5O3-δ(BCCF)和Sr0.95Ca0.05Co0.8Fe0.2O3-δ(SCCF)。XRD结果显示两种物质均形成了纯的钙钛矿结构。利用TGA实验研究了吸附剂的理论氧吸附容量,氧吸附/脱附转化率及循环稳定性。结果显示,由于785℃时,吸附剂SCCF发生了氧空位的无序-有序的相转变,SCCF比BCCF具有更高的理论氧吸附容量。在700～900℃范围内,吸附剂的氧吸附/脱附转化率随着温度的升高而增大,但脱附过程都没有进行完全,吸附剂BCCF、SCCF的脱附转化率只达到了59.44%、38.36%。在测试温度范围内,BCCF和SCCF的最佳氧脱附温度是850℃和900℃,最佳的氧吸附温度应分别大于850℃和800℃。多次吸附/脱附循环试验显示BCCF吸附剂具有很高的活性和循环稳定性,而SCCF经过3次循环后,其转化率明显降低。     

垃圾焚烧飞灰熔融污染物排放研究

在40℃-1400℃,升温速率为10℃/min,N2气氛下,利用热重分析仪,研究了飞灰熔融过程中污染物排放特点。实验发现,飞灰熔融过程中有分布在800℃-1000℃和1000℃-1200℃的两个主要失重峰;进一步在小试实验装置上收集并测定了熔融失重挥发物及气体污染物,讨论熔融过程中的质量分布规律。研究结果表明,飞灰熔融过程中在上述两个温度段的重金属和气体污染物均超标,如果处理不当会造成严重的二次污染。     

导电高分子膜包覆YBa2Cu3O7超导体抗环境作用的研究

通过电化学途径和化学途径在ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７超导体表面制备了导电高分子聚吡咯膜，用以保护超导体不受环境作用的影响，实验结果发现电化学过程能破坏ＹＢａ＿２Ｃｕ＿Ｏ＿７的超导性，而采用化学法制备的聚吡咯和聚氯乙烯混和材料包覆在ＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７表面后，超导体不仅保持原有超导性，而且有很好的保护超导体免遭环境中酸和水作用的能力。     

固溶体Ce_(1-x)Eu_xO_(2-δ)的~(151)Eu Mssbauer谱和电性能研究

利用溶胶-凝胶方法在800℃灼烧10h后,合成了固溶体Ce1-xEuxO2-δ(x=0.05~0.5),晶粒平均尺寸为60nm左右,XRD分析表明固溶体的结构为单相立方萤石结构。Mssbauer谱测试表明固溶体Ce1-xEuxO2-δ中Eu离子价态为+3价,同质异能移IS值随掺杂量x增加而增大。Eu3+的四极劈裂QS值小于零,表明Eu3+周围的晶体场是非对称的,QS的绝对值随掺杂量x增加而增大,说明随掺杂量x增加,晶体场对称性越差。阻抗谱测试表明通过掺杂使固溶体Ce1-xEuxO2-δ的导电率得到很大提高,电导率在x=0.2时达到最大值σ800℃=1.28×10-2S·cm-1,电导活化能达到最小值为Ea=0.72eV。     

纳米Eu_(0.12)Y_(1.88-x)La_xO_(3-δ)的光致发光性能及晶粒生长动力学

以超声波作用下的均匀沉淀法制备了Eu0.12Y1.88-xLaxO3-δ纳米晶荧光粉,用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱对其进行表征,考察了不同La3+掺杂含量下Eu0.12Y1.88-xLaxO3-δ(x=0～0.30)的晶格常数及晶粒尺寸的变化,研究了掺杂含量对样品激发光谱及发射光谱的影响.结果表明,Eu0.12Y1.88-xLaxO3-δ的晶格常数在1.060～1.068nm之间,晶粒尺寸在6.8～26.1nm之间,当x=0.10时,Eu0.12Y1.78La0.10O3-δ的平均粒径为35nm,发光性能优于未掺杂的Y2O3∶Eu3+荧光材料.根据晶粒生长动力学理论计算Eu0.12Y1.78La0.10O3-δ晶粒长大的活化能为9.24kJ·mol-1,表明热处理过程中纳米晶粒的长大为扩散生长机制.