亚稳态Fe0.5-xCoxCu0.5纳米晶粉末的微观结构研究

利用机械合金化方法制备了Fe0.5-xCoxCu0.5(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列合金材料,采用X射线衍射和DSC方法对不同组分的样品进行了测试和分析,将XRD的分析结果与DSC测量结果进行了比较,并从γ相转变温度的角度对微观结构进行了研究.结果表明,球磨60h后可以得到以Cu为基的fcc的均相结构,合金粉末的晶粒尺寸、均方根内应力和均缺陷密度与组分的关系不大,晶格常数与组分的关系很大,Co0.5Cu0.5样品的晶格常数比纯Cu的小.合金样品的组分和微观结构对γ相的转变温度和放热焓有很大影响.     

二价金属元素掺杂对LiCoO2体系电子输运性质的影响

为了解释Ca掺杂与Mg掺杂在影响锂离子二次电池正极材料LiCoO₂体系电子输运性质方面的不同效应，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了该体系的电子结构.计算结果表明，虽然在LiCoO₂体系中用Ca或Mg替代Co都会在费米能级附近产生部分占据的受主带，但两者对应的电子态都具有明显的局域化特征；此外，与Mg掺杂体系明显不同的是，Ca掺杂体系的受主带与价带之间存在清晰的带隙.这一带隙的存在正是Ca掺杂不能明显提高LiCoO₂体系电导率的主要原因.此外，Ca²⁺与Mg²⁺离子半径的较大差别也是造成这两个掺杂体系的电导率存在明显差异的一个重要因素.     

正交LiMnO2中的重入自旋玻璃行为

用水热技术合成了单相正交LiMnO₂(o-LiMnO₂)粉末，X射线衍射表明其空间群为Pmnm.X射线衍射精修结果指出该材料存在少量的阳离子无序，但这种无序对材料的磁性没有表现出明显的影响.静态和动态的磁性研究结果表明o-LiMnO₂中存在重入自旋玻璃行为，即在T≤T_C≈118K，反铁磁态转向铁磁态，在T≤T_f≈50K，铁磁态又转向自旋倾斜玻璃态.     

LiNi1-xAlxO2(x=0～1.0)固溶体结构的XRD研究

利用溶胶凝胶法制备了新型锂离子二次电池正极材料LiNi_1-xAl_xO₂(x=0,0.1～1.0)固溶体,X射线衍射结果表明,在0≤x≤1范围内,材料均为具有α-NaFeO₂型结构的LiNi_1-xAl_xO₂固溶体单相.随着Al固溶量的增加,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.     

聚丙烯腈基碳纤维中微孔洞的一维多取向小角X射线散射研究

应用一维多取向小角X射线散射(SAXS)方法研究了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维中微孔洞的形态.结果表明,这些微孔洞沿纤维轴方向呈针状,并与纤维轴呈Φ=14°角的取向排列;微孔洞投影在碳纤维横截面上的平均半径R=1.14nm,投影在碳纤维轴向上的平均长度L=17.97nm.建立的一维多取向SAXS方法可以得到若干二维SAXS方法才能得到的微孔洞形态及分布信息等参数(如Φ和L),且在各种纤维的微孔洞或微纤维的表征方面具有一定的普适性.     

Effect of Misfit Dislocation Originated from Strained Layer on Photoluminescence Properties of InxGa1-xN／GaN Multiple Quantum Wells

Inx Ga1-x N/GaN multiple quantum well (MQW) samples with strain-layer thickness larger/less than the critical one are investigated by temperature-dependent photoluminescence and transmission electron microscopy, and double crystal x-ray diffraction. For the sample with the strained-layer thickness greater than the critical thickness, we observe a high density of threading dislocations generated at the MQW layers and extended to the cap layer. These dislocations result from relaxation of the strain layer when its thickness is beyond the critical thickness. For the sample with the strained-layer thickness greater than the critical thickness, temperature-dependent photoluminescence measurements give evidence that dislocations generated from the MQW layers due to strain relaxation are main reason of the poor photoluminescence property, and the dominating status change of the main peak with increasing temperature is attributed to the change of the radiative recombination from the areas including dislocations to the ones excluding dislocations.     

多铁材料BaCoF4电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法和赝势平面波法,对多铁材料BaCoF4的铁电反铁磁相和可能的顺电相的电子结构进行了第一性原理研究.研究表明,反铁磁态很可能有利于低温下的铁电稳定性,F的强负电性使得体系内原子间主要是离子键相互作用.Co离子与在bc面上的F(2),F(3)离子间完全是离子键作用,而与F(4)间有较弱的共价作用,与F(1)间作用介于两者之间.铁电畸变主要来源于Ba离子与F(1),F(2),F(3)离子沿着c轴方向的相对位移,F(4)对铁电性的贡献最少.铁电相中F(2),F(3)离子的能量低于中心对称相,最大位移贡献者F(1)的化学键性由弱共价作用到离子键的变化也是最大的,这均有利于体系的稳定.     

生物还原-化学沉淀耦合反应制备纳米硫化镉和硫化铅

本文应用生物还原-化学沉淀耦合反应成功制备了高纯纳米硫化镉和硫化铅,EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)的加入为高浓度金属离子条件下的生物制备提供了保证。研究表明,在0.012 5~0.037 5 mol·L^-1的较低浓度范围内镉浓度增加促进了硫酸根的生物还原和硫化镉的生物制备;但0.05 mol·L^-1的高浓度镉则抑制了SRB的生物活性并降低了硫化镉的生成量。随着厌氧还原反应的进行,微溶的白色硫酸铅沉淀逐渐转化为不溶的黑色硫化铅沉淀,导致纳米硫化铅的生成。硫化镉微球的一次粒子约为10~20 nm,二次粒子平均粒径400 nm,PAM(polyacrylamide)的加入使得二次粒子分布更为均匀。硫化铅微粒二次粒子约为40 nm,PAM的加入没有改变粒子大小,但使得粒子形态由球形变为方形。生物还原-化学沉淀耦合反应对于金属硫化物的制备具有一定的普适性,因而显示出良好的应用前景。     

氮掺杂硅酸亚铁锂正极材料的制备及电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的硅酸亚铁锂正极材料.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、充放电测试和交流阻抗测试（EIS）等对材料的结构及电化学性能进行了表征.结果表明,N元素已掺杂到Li₂FeSiO₄材料晶格中,样品具有较小的颗粒尺寸和优异的动力学性能,表现出较好的充放电比容量和倍率特性,首次放电比容量为130 mA·h/g,循环50次后比容量仍可达到124 mA·h/g,容量保持率高达95%.