固态电解质Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)中Li+的迁移特性

Li_(1+x)Al_(x)Ti_(2-x)(PO_(4))_(3)(LATP)是一种颇具前景的NASICON型锂离子固态电解质.本文通过第一性原理计算研究了不同Al掺杂浓度(x=0.00,0.16,0.33,0.50)对LATP的结构特性、电学特性以及Li^(+)迁移特性的影响.结果表明,Al能够稳定掺杂进入LiTi2(PO4)3(LTP)的晶体结构当中.当Al掺杂浓度x=0.16时,Li—O键的平均键长最长,成键强度最弱,而Ti—O键强度随Al掺杂浓度变化不大.Al掺杂浓度对LATP带隙的影响不大,但Al附近的O原子聚集了更多的负电荷,形成AlO6极化中心.Li^(+)不同的迁移方式(空位迁移、间隙位迁移和协同迁移)在Al掺杂浓度不同时展现出复杂的能垒变化,Li^(+)在空位迁移中迁移势垒随Al掺杂浓度的增大而升高,而在间隙位迁移中Li^(+)的迁移势垒变化相反,由于协同迁移中涉及空位和间隙位两种位点,Li^(+)的迁移势垒表现为随Al掺杂浓度的升高先降低后升高的复杂变化.当x=0.50时,LATP具有最低的Li^(+)迁移势垒0.342 eV,这个势垒值是间隙位迁移的结果.因此,通过改变Al掺杂浓度,可改变间隙Li^(+)浓度及迁移通道结构,进而调节Li^(+)的迁移性能,提高LATP中的Li^(+)导电性能.

Al纳米孔阵列/(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜中的紫外波段超常透射

采用有限差分时域算法计算(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜衬底上的周期性三角晶格Al纳米孔阵列的透过率,研究不同(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)衬底的Al组分x以及Al纳米孔阵列的厚度、孔径和周期对其光学传输特性的影响.数值计算结果表明,当x=0时,在263 nm和358 nm波长范围处出现两个强透射峰,随着x的增大,其中位于263 nm处的透射峰发生轻微蓝移,强度则先增强后下降;358 nm处的透射峰发生明显蓝移且不断加强.若纳米孔阵列的周期不变,随着空气柱孔径增大时,紫外波段两强透射峰峰值位置分别位于244 nm和347 nm处,两峰均先发生红移再蓝移,透过率不断增大,反射率减小.随着周期扩大,紫外波段两强透射峰分别位于249 nm和336 nm处,两透射峰均发生明显红移,其中249 nm处的透射峰红移至304 nm,336 nm处的透射峰红移至417 nm,并且透过率不断降低.随着Al厚度的增大,位于380 nm处的透射峰峰值位置发生蓝移,且透过率不断下降.本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00036中访问获取.

Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织及时效行为

采用维氏显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织和时效行为。结果表明:复合材料的组织主要由α-Mg、Al_(2)O_(3)、β-Mg_(17)A1_(12)、Mg_(2)Si、MgO、Al_(2)Nd、Al_(2)Gd以及Al_(11)Nd_(3)相组成。Al_(2)O_(3)短纤维的引入加速了基体合金的时效动力学,使基体合金的时效峰值时间由32 h显著缩短至24 h。时效过程中,β-Mg_(17)Al_(12)相主要以连续析出和非连续析出两种形式析出,连续析出和非连续析出的生长呈竞争关系,随着时效时间的增加,非连续析出相逐渐长大并由晶界向晶粒内部推移,过时效阶段晶粒内部出现成片的非连续析出相。

高温扩散工艺制备带隙可调的β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜

β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)因其优异的抗击穿及带隙可调节性在现代功率器件及深紫外光电探测等领域展现出巨大的应用前景,然而传统直接生长工艺的复杂性和难度限制了其进一步的发展。因此,本文采用较为简单的高温扩散工艺在c面蓝宝石衬底上成功制备了β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)纳米薄膜。利用X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计对其进行了表征。由于高温下蓝宝石衬底中的Al原子向Ga_(2)O_(3)层扩散,β-Ga_(2)O_(3)薄膜将转变为Al、Ga原子比例不同的β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜。实验结果显示:当退火温度从1 010℃增加到1 250℃时,薄膜中Al的平均含量从0.033增加到0.371;当退火温度从950℃增加到1 250℃时,薄膜的厚度从186 nm增加到297 nm,粗糙度从2.31 nm增加到15.10 nm;当退火温度从950℃增加到1 190℃时,薄膜的带隙从4.79 eV增加至5.96 eV。结果表明高温扩散工艺能够有效调节β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)薄膜的光学带隙,为β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)基新型光电子器件提供了实验基础。

Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温压缩蠕变行为研究

研究了Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为。结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由于Al_2O_3短纤维增强相的添加,提高了材料的蠕变表观激活能Q_c和蠕变表观应力指数n;复合材料在载荷恒定时,随着蠕变温度由483K提高到513K,复合材料材料的蠕变门槛应力由57.2MPa降低为32.3MPa。

基于卷积神经网络模型的Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的力学性能预测

提出了一种卷积神经网络模型来预测Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的力学性能。以Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的EBSD微观形貌及其相应的拉伸性能作为数据集来训练及验证卷积神经网络模型。结果表明:使用多个显微图像,不需任何人工图像处理,卷积神经网络可得到良好的训练结果,其性能优于传统的测试方法;卷积神经网络捕捉到晶粒的存在和晶粒的一些统计信息;晶粒数目和晶粒大小之间具有很强的相关性。

Pd/Ce_xZr_(1-x)O_2/Al_2O_3催化剂上甲烷燃烧及TPR/TPO性能研究

考察了Ce-Zr复合氧化物的添加对Al2O3负载Pd催化剂的甲烷燃烧性能的影响,并利用XRD,TPR,TPO技术对Pd/CexZr1-xO2/Al2O3体系催化剂的物相结构及氧化还原性能进行了研究。结果表明,Ce-Zr复合氧化物的添加抑制了氧化铝载体的α相变并提高了PdO的分解温度,从而提高了催化剂的耐热稳定性。催化剂经高温1100℃焙烧老化后,由于Ce-Zr复合氧化物的存在促进了表面PdO物种的还原,从而提高了甲烷的催化燃烧活性(T20%和T90%值降低),其中Pd/Ce0.2Zr0.8O2/Al2O3催化剂具有最好的催化活性及热稳定性。

Ce_(1-x)Cu_xO_(2-x)/Al_2O_3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γAl2O3为载体,采用共浸渍法制备了负载型Ce1xCuxO2x/Al2O3催化剂(x=0～1)以及不同Ce0.2Cu0.8O1.2含量的Ce0.2Cu0.8O1.2/Al2O3催化剂,采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征,评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明,Ce1xCuxO2x/Al2O3催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能,在载体γAl2O3表面,Ce和Cu形成了固溶体,从而提高了Cu的分散性,改变了Ce和Cu的氧化还原性能,提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能,并且Ce和Cu之间存在着协同作用.

Gd2Zr2O7与Al2O3的高温界面反应

对Gd2Zr2O7与Al2O32层陶瓷材料在1600℃下的高温界面反应行为进行了研究.采用XRD,SEM,EDX等分析手段分析了反应生成的界面相成分和形貌,同时对该反应层的形成机理进行了研究.结果表明,界面反应层的相成分主要为GdAlO3;GdAlO3的形成机理是:在Al2O3存在的前提下,Gd2Zr2O7分解成Gd2O3和ZrO2,Gd2O3与Al2O3反应形成GdAlO3.

(1S,2S)-DPEN修饰的Ir/Al2O3催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应

在碱性条件下制备了三氧化二铝负载的铱(Ir/γ-Al2O3)催化剂,并用于苯乙酮及其衍生物的不对称催化加氢反应.考察了不同的碱、碱浓度、手性二胺(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺[(1S,2S)-DPEN]浓度、反应温度和反应压力对催化剂及反应的影响.结果显示,在优化反应条件下,该催化剂表现出较高的催化活性和良好的对映选择性,其中异丁酰苯不对称催化加氢反应的对映选择性达到了80.3%.该催化剂不需要使用任何稳定剂,制备方法简单,催化性能稳定,通过简单的离心分离即可循环使用.

LiOH-LiNO_3低共熔混合锂盐体系合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Al_(1/3)O_2

利用低共熔组成的0.38LiOH.H2O-0.62LiNO3混合锂盐体系与共沉淀合成的前躯体Ni1/3Co1/3Al1/3(OH)2简单混合,经三阶段温度烧结制备出锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Al1/3O2,该法工艺简单,成本低,无需研磨即可以使物料在低共熔点温度上达到均匀混合的目的。经X粉末射线衍射(XRD)分析表明,合成的LiNi1/3Co1/3Al1/3O2具有典型的α-NaFeO2六方层状结构,其特征衍射峰I(003)/I(104)的峰强比值高达1.73。电性能测试表明,在55℃,电压范围为2.8～4.3V,充放电倍率为0.2C的条件下,首次充放电比容量为156.4mAh/g,30次循环后容量保持率为94.1%,1和2C倍率放电容量仍可达到143.2和127.9mAh/g,其电性能均优于常温下的性能。

Al2Hx（x=1～3）分子团簇结构与光谱研究

用密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法在6-311＋＋g（d，p）水平上对Al2Hx（x=1～3）分子团簇的几何构型、电子结构、振动频率、垂直电离能和垂直电子亲和能等性质进行了理论研究。通过对基态结构的几何参数分析发现，它们的基态结构趋于对称性较高的构型。它们的基态结构为：Al2H（^2A1）C2V，Al2H2（^1Ag）D2h和Al2H3（^2A’1）D3h，对基态结构的垂直电离能讨论表明，氢原子数从1增加到3，其气态分子越来越稳定。

非化学配比对Mg_(1-3χ)Al_(2-2χ)O_4尖晶石透明陶瓷显微结构的影响(英文)

本研究通过真空烧结和热等静压两步烧结制备了一系列的镁铝尖晶石透明陶瓷。我们利用XRD对粉体和陶瓷的物相成分进行了实验分析,并发现配比为0≤χ≤0.20的Mg(1-3χ)Al(2-2χ)O4粉体具有单一的尖晶石成分。SEM观察发现陶瓷主晶相边界上有利于增韧陶瓷的氧化铝晶粒。通过氧化铝颗粒的透过率和增韧效果的综合考虑,在较小的光损失条件下,采用配比χ为1.4的Mg(1-3χ)Al(2-2χ)O4粉体制备的陶瓷的显微结构将会最有利于陶瓷的强韧化。

CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3用于1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3,通过XRD检测了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3,揭示了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3微观结构和内在规律。结果发现,金属离子之间存在协同效应,以1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯为探针反应,评价其催化活性,3%CeO_2的CuO/ZnO/Al_2O_3呈现出最高催化活性。催化反应的最佳反应条件:反应温度为563 K,气时空速为5 h-1,反应时间为5 h,V(氢气)∶V(1,5-戊二醇)=2.0∶1,p(H2)=0.12 MPa,此时,1,5-戊二醇的转化率为93.0%,δ-环戊内酯的选择性和收率最大值分别达到94.0%、87.4%。该方法为1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯的中试和工业放大性研究提供了基础数据和实验依据。

锂离子正极材料Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(1-x)Al_xO_2的制备及电化学性能

以化学法合成Li（Ni1／3Co1／3Mn1／3）1-χAlχO2系列正极材料（0≤x≤O.1）；用x射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电仪研究系列产物的晶体微观结构、表面形貌以及电化学性能，研究不同Al含量参杂对材料性能的影响。结果表明，合成的材料均属于六方晶系，R3m空间群，保持α-NaFeO2层状结构相；Li（Ni1／3Co1／3Mn1／3）1-χAlχO2的首次放电容量166.30mA·h／g，在2.5 ～ 4.5V区间60次循环后比容量衰竭率为4.43％。通过对比Li（Ni1／3Co1/3Mn1／3）0.95Al0.05O2和Li（Ni1／3Co1/3Mn1／3）O2的电极阻抗，分析它们的电化学循环机理，可知掺杂Al后的正极材料适合大倍率放电。

Gd_3Al_(2-x)Si_x系合金磁热效应的研究

采用真空高频磁悬浮炉制备出一系列Gd3Al2-xSix(x=0,0.1,0.2,0.5,0.8)合金。通过Si对Al的部分替代,研究了Si元素微量替代对Gd3Al2合金磁热效应的影响。结果表明,Gd3Al2-xSix系合金的结构与Gd3Al2相同;随着Si含量的增加,Gd3Al2-xSix系合金的居里温度和磁热效应发生了变化,这说明Si对Al的部分替代改变了Gd3Al2合金的磁热效应。

Gd_3Al_2系合金磁热效应的比较

用真空高频磁悬浮炉制备了Gd3+xAl2-x(x=0,0.1,0.2,0.3)合金、Gd3-XZnxAl2(x=0、0.1、0.3、0.6)合金和Gd3-xMnxAl2(x=0、0.1、0.2、0.3、0.6)合金。用直接测量法测量了在1.5 T磁场下这3组合金的磁热效应。结果表明,在1.5 T磁场下,Gd3+xAl2-x合金中X=0.1时,其最大绝热温度变化ΔTad最高,为2.1 K;Gd3-xMnxAl2合金中Gd2.7Mn0.3Al2的居里温度Tc最高,达到290 K。

Cu_x(Al_2O_3)_(1-x)颗粒膜的巨霍耳效应研究

在由磁性金属颗粒镶嵌在非磁金属或绝缘基体中而形成的两相非均匀颗粒系统中 ,当磁性金属的体积百分含量处于临界值时 ,体系的输运行为有许多奇异的现象。相继在在磁性金属 非磁金属和磁性金属 绝缘体系统中发现了巨磁电阻效应和隧道磁电阻效应 ;特别的在磁性金属 绝缘体系统中发现了反常霍耳效应的极大增强 ,称为巨霍耳效应。为了探讨颗粒体系的巨霍耳效应的机制 ,本文用离子束共溅射的方法制备了大约 1.5× 10 - 7m厚度的Cux(Al2 O3) 1 -x颗粒薄膜 ,研究了非磁金属 绝缘体体系 :Cu Al2 O3颗粒系统的巨霍耳效应 ,发现在量子渗流阈值时 ,霍耳电阻比正常金属高 2个数量级。

Cr/Ce1-x ZrxO2/Al2O3催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯

采用分步浸渍法制备了不同Cr和Ce1-xZrxO2(x=0～1)含量的系列Cr/Ce1-xZrxO2/Al2O3催化剂,考察了该系列催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯的催化反应活性,并对催化剂的结构进行了XRD表征.结果表明,CeO2和Ce1-xZrxO2对乙烷转化率和乙烯选择性的提高都有明显的促进作用,Cr的质量分数小于6%时,以高分散状态存在于催化剂表面.

稀土室温磁制冷材料Gd_3Al_2系列合金研究现状

针对室温磁制冷材料的研究现状,设计了以Gd3Al2合金为基础,通过加入Gd、Mn、Si和Zn等合金元素形成Gd3Al2系列合金,寻找合适的低磁场下的室温磁制冷材料。