区熔n型碲化铋材料的制备及性能优化

本研究通过区熔法制备了一系列碘化物(SbI_(3),BiI_(3),TeI_(4))掺杂的n型Bi_(2)Te_(3-x)Se_x材料,发现碘化物掺杂能够有效稳定载流子类型,显著提高材料电导率,降低晶格热导率。当SbI_(3)、BiI_(3)、TeI_(4)掺杂量分别为0.14 wt%、0.12 wt%和0.07 wt%时,材料在405、350和362 K时获得最大ZT值0.85、1.05和0.96,比商用n型材料分别提高了21%,36%和28%。

Gd/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)热电磁梯度复合材料的服役稳定性

将热电材料与磁卡材料复合,发展基于热电制冷和磁制冷耦合增强的热电磁能源转换全固态制冷新技术,有望实现从热电制冷向热电磁制冷的技术变革,但目前热电磁复合材料在服役环境下的稳定性还有待研究。本研究采用放电等离子体烧结技术将Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)(BST)热电材料和Gd磁卡材料复合,制备了一系列Gd/BST热电磁梯度复合材料,系统研究了该复合材料在338 K、80%相对湿度(RH)的环境下老化12 d过程中的物相组成、显微结构、热电性能及制冷性能的演变特征。结果显示,Gd/BST热电磁梯度复合材料的物相组成和显微结构具有良好的服役稳定性,Gd/BST异质界面的Gd-Te扩散层化学成分和厚度(~4.5μm)在老化过程中未发生明显变化。测试不同Gd浓度梯度方向热电性能和单臂器件制冷性能发现,老化前后材料的ZT变化非常小,单臂器件制冷温差在2.5A阀值电流下稳定在6.5 K左右,表明Gd/BST热电磁梯度复合材料具有良好的热电性能和制冷性能服役稳定性。

一步法制备重费米子 YbAl_(3)热电材料及其性能提升

材料的微观结构对其物理性能调控起着至关重要的作用。本研究以Yb和Al单质为原料,采用放电等离子烧结工艺通过一步法快速合成YbAl_(3)材料。显微结构表明,快速制备的YbAl_(3)材料内部含有大量微米尺度晶粒、纳米晶粒、纳米非晶带和多种原子尺度位错等丰富的多尺度微结构,这些多尺度微结构可以同时增强YbAl_(3)材料的电子和声子散射,进而同时降低其晶格热导率(47%)和电子热导率(27%),使得总热导率降低至13.4 W·K^(–1)·m^(–1),YbAl_(3)材料的最大ZT可达0.35。该研究表明,通过一步法放电等离子烧结工艺可以快速合成具有多尺度微结构的高热电性能YbAl_(3)块体材料。

柠檬酸法合成SrFe_(12)O_(19)磁铅石型铁氧体的晶化过程研究

采用柠蒙酸法合成具有热稳定性的SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体。IR ,TG和DSC分析表明 :化学计量SrFe1 2 O1 9干凝胶为具有吸水性的柠檬酸盐。不同煅烧温度下的产物XRD分析表明 ,该干凝胶在 45 0℃和 5 5 0℃分解时并不直接形成SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体。结果表明 :60 0℃左右形成的低温SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体在热力学上并不稳定 ,当温度升高时将被分解成斜方晶系SrFeO2 .5和四方晶系Fe2 O3,分解温度为 688.6℃左右。热稳定的SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体的形成温度需高于 80 0℃。当温度升至 10 0 0℃时 ,产物由α -Fe2 O3和SrFe1 2 O1 9组成 ,斜方晶系SrFeO2 .5和四方晶系Fe2 O3消失。 12 0 0℃时煅烧产物的组成和含量特征指出 ,温度升至 10 0 0℃后 ,升高温度已不再对SrFe1 2 O1 9的纯度产生影响。给出了粉末XRD法鉴别γ -Fe2 O3和四方晶系Fe2 O3的方法 ,证实在热稳定性SrFe1 2 O1 9磁铅石型铁氧体结晶之前有四方晶系Fe2

木兰山蓝片岩中两种文石的产出特征及其动力学意义

微米 -纳米尺度显微超显微研究表明 ,木兰山蓝片岩中存在微米级粒间文石和亚微米级文石包裹体 ,它们是木兰山蓝片岩快速折返动力学机制的证据 .并指出木兰山蓝片岩区硬柱石和绿纤石等Ca -Al硅酸盐矿物的缺失与本区变质流体中CO2 浓度较高和 (或 )岩石中含方解石 /文石有关 .

硅灰石分子结构的FTIR谱

提供了一种研究链状硅酸盐矿物红外吸收谱归属的实验方法.1Tr型普通硅灰石酸解产物的Fourier变换红外（Fourier transform infrared,FTIR）谱研究表明：根据FTIR谱随酸解时间延长的演变规律,硅灰石的FTIR谱中所有吸收谱带的归属均可确切指定.1Tr型普通硅灰石的FTIR谱归属为：1 085cm^-1吸收带是OT-Si-OT（桥氧）非对称伸缩振动产生的,1 060cm^-1和1 018 cm^-1吸收带是Si-OT-Si非对称伸缩振动形成的,967cm-1吸收带是OB-Si-OB（非桥氧）对称伸缩振动引起的,927cm^-1和902cm^-1吸收带是OT-Si-OB非对称伸缩振动产生的,681 cm^-1和645 cm^-1吸收带是Si-OB-Si对称伸缩振动吸收形成的,567cm^-1和509cm^-1吸收带是Si-OB弯曲振动吸收产生的,472 cm^-1吸收带是Si-OT弯曲振动吸收的结果,453 cm^-1吸收带是M-OT（M代表Ca）伸缩振动吸收产生的.另外,酸解产物的FTIR谱中799和1 160～1 250 cm^-1附近的吸收带提供了硅灰石酸解二氧化硅的有序度随酸解时间延长而逐渐增大的证据.

木兰山蓝片岩中斜黝帘石-低铁绿帘石连生体的确定

电子探针和光学显微镜联合分析表明 ,木兰山蓝片岩中存在斜黝帘石 -低铁绿帘石连生体。界面区Fe、Al元素的线扫描曲线研究表明 ,(Fe,Al)类质同象替代为连生体界面共晶膜的形成机制。木兰山蓝片岩中斜黝帘石 -低铁绿帘石连生体的确定 ,说明电子探针和光学显微镜联合分析可有效确定光学性质和化学成分均相近的微细粒连生体的组成矿物 ,其结果对认识木兰山蓝片岩的变质演化具有指示意义。

硅酸盐矿物中低含量元素的电子探针异点分步定量法

以电子探针分析硅酸盐矿物国家标准样品 ,研究了不同分析方法和实验条件对硅酸盐矿物的主量元素和质量分数<2 %的低含量元素的电子探针定量分析精度的影响;结果表明 ,在硅酸盐矿物的电子探针定量分析中 ,在假定不含低含量元素的情况下先用常规实验条件分析主量元素的含量 ,尔后用非常规实验条件异点分析低含量元素的含量 ,并让主量元素参与低含量元素定量计算的ZAF校正 ,可以保证不同含量的被测元素均具有较高的分析精度 ,并称该法为“异点分步定量法”。

一种水泥混凝土用聚合物共混物的微观形态及其变化机理研究

一种水泥混凝土用聚合物共混物的微观形态及其变化机理研究表明 ,聚合物总浓度不超过 2 0 %时 ,等量配比的共混物微观形态随聚合物总浓度的增大而逐渐由致密体结构变成网络状结构 ;聚合物总浓度为 2 0 %时 ,不同配比的共混物微观形态以等量配比的共混物的网络状结构最均匀为特征 ;B聚合物在共混体系中兼起消泡剂作用。

Fe/SiO_2核壳复合粒子表面的XPS谱研究

采用XPS技术研究了Fe/SiO2核壳复合粒子的表面化学成分和电子结构。结果表明,表面化学成分仅由Si和O元素组成,表面Si存在4种电子结构,表面O存在5种电子结构。表面硅4种电子结构的Si2p电子结合能及归属为:102.91eV(51.18%)为Q4硅[Si(OSi)4],102.15eV(23.23%)为Q3硅[Si(OSi)3OH],103.98eV(18.70%)为Q2硅[Si(OSi)2(OH)2],101.35eV(6.89%)为Q1硅[Si(OSi)(OH)3];表面氧5种电子结构的O1s电子结合能及归属为:532.85eV(52.07%)为Q4硅基团中的氧,531.80eV(19.93%)为Q3硅基团中的氧,533.90eV(17.09%)为Q2硅基团中的氧,534.75eV(7.65%)为Q1硅基团中的氧,530.55eV(3.26%)为与金属铁核相互作用的氧。531.80和530.55eV的氧原子数(19.93%+3.26%=23.19%)与102.15eV的硅原子数(23.23%)非常相近,这不仅表明与金属铁核相互作用的表面氧为Q3硅基团中的氧,而且说明表面氧与金属铁核相互作用后O1s电子结合能会因为Fe给电子能力较大而降低。

并加共沉淀法合成钴钛取代M型钡铁氧体中的协同共沉淀效应和配位效应

采用金属腐蚀状态图(E pH图)、热力学计算和并加共沉淀实验研究了化学共沉淀过程中pH值对合成钴钛取代M型钡铁氧体BaCoTiFe10O19共沉淀反应的影响。结果发现,E pH图法和热力学计算方法得到的Fe3+、Ti4+、Co2+和Ba2+离子理想完全共沉淀的最小pH值分别为9和7.9,而并加共沉淀实验表明在900℃煅烧共沉淀物2h的条件下形成单相BaCoTiFe10O19需要的实际最小pH值为8.5。这3种不同结果的产生原因可用并加共沉淀法合成钴钛取代M型钡铁氧体的共沉淀反应中同时存在阳离子的协同共沉淀效应和阴离子的配位效应解释。

硅灰石制备二氧化硅材料过程中的多型转变

研究了1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅材料过程中的多型转变和浸蚀方向。结果表明:1Tr型硅灰石在2mol/LHCl溶液中的酸解浸蚀方向严格受晶体结构控制,酸解初期晶粒首先沿{100}面方向浸蚀,结果导致衍射面的衍射强度增大;随着酸解时间的延长,[SiO4]单四面体与[CaO6]八面体共棱连接方向成为主要浸蚀方向,在XRD图谱中表现为d=0.298nm衍射峰一直保持较大的衍射强度。特征衍射峰的相对强度变化特征表明,1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅过程中晶体结构发生了由1Tr型向2M型的多型转变,且酸解60min后的XRD图中各衍射峰的相对强度更接近于2M型硅灰石的衍射强度范围,其标志是d=0.299nm衍射峰成为最强衍射峰。推测d=0.298nm左右的衍射峰强度在40min前主要来自1Tr型硅灰石的衍射面,40min以后变为2M型硅灰石的衍射面,并对1Tr型硅灰石的JCPDS29 372卡片数据进行了讨论。

Fe/SiO_2核壳复合粒子的制备与表征

研究了用3-氨丙基硅烷偶联剂分子与微米级金属铁粉之间偶联接枝-Si（OCH3）3基团和在醇-碱-水溶液中制备Fe/SiO2核壳复合粒子的工艺。XRD、SEM和酸浸实验对Fe／SiO2核壳复合粒子及其热处理复合粒子的研究表明：降低氨水的加入速度可以有效抑制游离SiO2的形成，当加入速度为每分钟约5滴时可获得几乎无游离SiO2的Fe/SiO2唑核壳复合粒子；SiO2纳米壳致密化的最佳热处理温度范围为600～700℃，900℃热处理时SiQ2纳米壳出现熔化脱离现象；复合粒子的耐酸性在200～700℃内随热处理温度升高而提高。

葡萄石微结构的TEM研究

本文利用电子衍射、电子显微像和晶格像，研究了湖北大冶铁山矿床中葡萄石的完整／不完整晶畴、位错、堆垛层错、复杂界面和斑点状衍射衬度等微结构特征；并从地质温度压力特征、各种电镜现象和葡萄石、绿纤石和多硅白云母晶胞参数特征。

硅灰石制备二氧化硅材料过程中晶体结构的变化

利用XRD技术研究了三斜晶系普通硅灰石在酸解形成二氧化硅材料过程中晶体结构的变化。结果表明 :三斜晶系普通硅灰石在浓度为 2mol/LHCl溶液中的酸解浸蚀方向严格受晶体结构控制 ,酸解初期晶粒首先并主要沿垂直于 [10 0 ]带轴方向浸蚀 ,结果导致衍射面 ( 10 0 ) ,( 2 0 0 )和 ( 3 0 0 )的衍射强度增大 ;随着酸解时间的延长 ,[SiO4 ]单四面体与 [CaO6 ]八面体共棱连接方向成为主要浸蚀方向 ,在XRD图谱中表现为d =0 .2 98nm衍射峰一直保持较大的衍射强度。酸解反应过程中 ,三斜晶系普通硅灰石除被转变成mSiO2 ·nH2 O外 ,其晶体结构存在向单斜晶系副硅灰石、针钠钙石型结构、硬硅钙石和傅硅钙石的晶型转变现象 ,60min前以形成单斜晶系副硅灰石的多型转变为主 ,60min后则以形成针钠钙石型结构。

钡过量非化学计量M型铁氧体的合成与表征

采用并加共沉淀工艺在900℃热处理2h的条件下合成了单相钡过量非化学计量M型铁氧体Ba1+xCoTiFe10O19+x(x=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20),并用XRD、SEM、TEM 和VSM表征了这种新的非化学计量M型铁氧体的结构和磁学特性.结果表明:当0<x≤0.05 时,矫顽力Hc和剩余磁化强度σr均随x增大而显著增大(△σr=5.36A·m2·kg-1。,△Hc=16.99 kA·m-1),但比饱和磁化强度σs基本不变;0.05<x≤0.20时,因为Fe3+离子被稀释导致σs、Hc和σr均随x增大而持续降低.同时证实钡过量并不会导致晶体对称性破坏,0<x≤0.10时a轴长明显增大而c轴长增量很小,0.1<x≤0.20时c轴长大幅度增大而a轴长几乎无变化. 此外,还发现钡过量可导致晶粒长大和晶形由平面型向单轴型转变.这些结果说明过量Ba2+ 离子分布于平行于a轴方向的大孔隙位置,不仅具有助熔剂作用,而且对磁畴壁产生了钉扎效应.

Cu／β-Zn4Sb3纳米复合热电材料的制备和电输运特性

采用真空熔融结合放电等离子体烧结（SPS）制备了一系列纳米cu第二相的13-Zn4Sb，基复合材料，XRD和SEM分析表明，该复合材料均是由Cu和β-Zn4Sb3组成的，SPS烧结过程中β—Zn4Sb3并没有发生相变反应，Cu纳米粒子主要沿β-Zn4Sb3微粒周围随机分布，亦见少数cu纳米粒子进入β-Zn4Sb3微粒内现象。电榆运特性测量表明，随着纳米Cu含量增加，复合材料的电导率逐渐增加，Seebeck系数先降低后增加；当纳米Cu掺量增大至摩尔比为0．08时，材料的电导率与纳米Cu掺量为0．04时非常接近，但Seebeck系数明显偏高，700K时的功率因子达到11．6mW·cm^-1K^-2，是纳米Cu掺量为0．04时的1．23倍。这种电导率与Seebeck系数的反常变化现象可能与纳米Cu对低能电子的能量过滤有关。

木兰山低温高压微变质体中SiO_2非晶相的特征和意义

木兰山低温高压变质岩中的石英脉及其围岩的矿物组成、变质结构和界面特征的光学显微镜和电子探针研究表明,该石英脉为同构造重结晶脉,经历过低温高压变质作用,其变质温度压力条件与围岩矿物的形成条件相同。透射电镜亚微米纳米尺度分析表明,该石英脉中存在一种已部分转变成α-石英纳米晶的SiO2非晶相,且观察到类似于柯石英假象的胀裂现象。并认为SiO2非晶相的形成及其变化特征可能是大别山高压超高压变质带南缘蓝片岩的一次俯冲和快速折返过程的超显微证据。

低温高压微地质体中微米纳米级矿物相研究——以大冶葡萄石中绿纤石和多硅白云母为例

低温高压地质体因与地壳碰撞、俯冲等构造活动密切相关，长期以来一直是国内外地学界关注的研究对象。但由于受研究手段、分辨能力所限，对于呈微米纳米级微粒形式存在于低温高压微地质体（即矿物）中的成分、物相及其成因等问题的研究，至今仍是地学研究中的薄弱环节。随...

湖北随州硬玉质变霓霞正长岩的岩石矿物特征及应用研究

随州硬玉质变霓霞正长岩的岩石组织结构、矿物赋存状态、矿石可选性和玻璃陶瓷原料应用试验研究表明：该资源具有易采易进两大优点，矿石经单一磁选的精矿可作玻璃和陶瓷的原料；同时已反复试验证实该资源可烧成原矿用量达90％的釉面墙地砖。