Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料蓄热供热可行性研究

针对传统太阳能供热系统储热水箱体积大、储热密度低、温度不恒定、热量损失大等缺点,开展以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O为基体的相变蓄热/供热实验研究。在油封环境下,对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O放热过程出现的过冷现象,选取了同晶型成核剂Sr(OH)_(2)·8H_(2)O、非同晶型成核剂Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O;对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的相分层现象,选取增稠剂羧甲基纤维素、增稠剂明胶。实验表明,油封环境下向Ba(OH)_(2)·8H_(2)O中添加质量分数为3%的Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和质量分数为1%的羧甲基纤维素能够较好改善Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的过冷现象和相分层。以该研究为基础,制备97 kg Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料,搭建相变蓄热/供热实验平台。蓄热实验中,温度曲线呈现明确的三阶段性,蓄热总时长1185 min,相变过程首先从底部开始,并逐步向上蔓延。70℃以下蓄热时长为185 min,温升率高,蓄热量少。70~80℃蓄热时长为965min,温升率低,蓄热量大;80~84℃蓄热时长为35min,温升率高,蓄热量少。供热实验无过冷现象,供热总时长602 min,A、B、C三测点温度平缓下降。散热器供水温度范围为60~74℃,回水温度范围为53~65℃,供回水温度符合实际工程要求。供热实验表明Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料在应用于蓄热供热时具有较好应用价值。

白光二极管用Ba_3MgSi_2O_8基质发光材料的溶胶雾化-微波烧成与光谱性质

分别采用溶胶雾化-微波烧成工艺和高温固相法制备了用于白光发光二极管的Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al荧光粉。溶胶雾化-微波烧成两步法制备的样品物相纯度和结晶度都比较高,具有中心位置437,500,608nm的三色发射带。在375nm紫外光激发下,发光的色坐标为x=0.3253,y=0.2134,相关色温7391K,可得到预期的白光发射。其中蓝、绿两个发射带分别来自于Ba3MgSi2O8和Ba2SiO4晶格中Ba2+格位的替位原子Eu2+的5d-4f跃迁,红光发射带源于Ba3MgSi2O8中Mn2+的4T-6A跃迁发射。红光的激发谱与蓝光的激发谱几乎重合,可以确定在Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al发光过程中存在着从蓝光发射中心到红光发射中心的能量传递。但是,与通常的共振能量传递模型不同,蓝光发射谱与红光激发谱之间并没有明显的光谱重叠。相比之下,高温固相法样品没有观察到红光发射,这一方面是由于生成的Ba2SiO4中杂相较多,激发光很大一部分被Ba2SiO4晶格中的Eu2+绿光发光中心吸收,传递到Mn2+红光发光中心的能量减少;另一方面与固相法中Mn2+在Ba3MgSi2O8晶格中掺杂困难有关。

硼组分在BaAl_2Si_2O_8∶Eu^(2+)发光材料中的作用

采用高温固相法在弱还原气氛下制备Ba0.955Al2-xBxSi2O8∶Eu2+(x=0~0.5)系列荧光粉,研究B3+置换Al3+对晶体结构和光谱特性的影响。B3+以类质同相替代BaAl2Si2O8晶格中的Al3+形成部分连续固溶体,随着B3+置换量的增加,晶胞参数a,b,c和晶胞体积V呈线性递减,晶面夹角β呈线性递增。荧光激发光谱位于225~400 nm的宽带谱可拟合成4个峰,表观峰值位于337 nm,半峰全宽为96 nm。荧光发射光谱位于370~600 nm,可由423 nm和457 nm两峰拟合而成,表观峰值位于437 nm,两拟合峰峰位均随着B3+置换量的增加呈线性蓝移。

溶胶-凝胶法Ba_2TiSi_2O_8铁电薄膜的制备及结构表征

采用溶胶-凝胶工艺在Si(100)衬底上制备了Ba2TiSi2O8(BTS)薄膜。通过XRD衍射、傅立叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)散射光谱和原子力显微镜(AFM)对薄膜的显微结构进行了表征。AFM分析显示，BTS薄膜表面光滑，晶粒尺寸在0．30～0．50μm。薄膜结构分析表明：随着退火温度的增加，BTS薄膜的结晶度增加，薄膜结构变得更加致密。同时，随着退火温度的升高，晶胞尺寸出现了收缩，导致了BTS薄膜的四方比c／a从0．613上升到0．618，将对薄膜的压电性能产生影响。

添加氧化物对Ba_2TiSi_2O_8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响

采用恒温场晶粒定向晶化工艺制备了Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷.在组成1.2BaO-1.0TiO2-2.6SiO2的基础玻璃中,分别加入O.2CaO和0.1ZrO2,研究了添加不同的氧化物对Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响.实验结果表明,加入CaO和ZrO2都会影响主晶相的析出过程,特别是加入ZrO2造成玻璃陶瓷中产生BaZrSi3O9第二相.此外,压电性能测试显示,加入0.2CaO有利于BTS晶体的定向析晶;加入ZrO2不利于BTS晶体的定向析晶.

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba6-3xSm8+2xTi18O54(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比。结果表明,与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀。微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数rε=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τf=22.58×10-6/℃。

CaO和ZrO_2 对Ba_2 TiSi_2 O_8极性玻璃陶瓷晶化和压电特性的影响

本文采用恒温场晶粒定向晶化工艺制备了Ba2 TiSi2 O8(BTS)极性玻璃陶瓷。以 1.2BaO 1.0TiO2 2 .6SiO2 为基础玻璃 ,分别加入 2 0 %摩尔CaO和 10 %摩尔ZrO2 ,研究添加氧化物对Ba2 TiSi2 O8极性玻璃陶瓷的晶化和压电性能的影响。实验表明 ,加入CaO和ZrO2 都影响主晶相的析出过程 ,特别是 ,加入ZrO2 使玻璃陶瓷中产生BaZrSi3 O9第二相。同时 ,测试结果显示 ,加入 2 0 %摩尔CaO有利于BTS晶体的定向析晶 ;而加入ZrO2 不利于BTS晶体的定向析晶.

Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(34)(x= 2/3) 的聚合物前驱体法合成研究

以EDTA为络合剂,EG为酯化剂,利用聚合物前驱体法合成了Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷,研究了不同的EDTA与金属离子摩尔比对粉末结晶特性的影响,利用DTA,TG和XRD等技术分析了Ba6-3xNd8+2xTi18O54前驱体和得到的氧化物粉末,测试了由x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体得到的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷的微波介电性能。在900℃预烧x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体3h,单相的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)直接形成,没有出现中间相。1000℃预烧,1340℃烧结的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷具有最佳的微波介电性能:ε=87 1,Qf=8710GHz。

Al_2O_3掺杂对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54（简称BST）xwt%Al2O3（x=0~1.5）微波介质陶瓷.研究了掺杂Al2O3对BST陶瓷的显微结构和介电性能的影响.扫描电镜和能谱分析结果显示：未掺杂的BST陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相,随着增加Al2O3掺入量,Sm2Ti2O7相消失,BST陶瓷中先后产生了BaTi4O9（x≥0.6）和BaAl2Ti5O14（x≥1.0）两种新相.介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7相的消失以及少量BaTi4O9相的形成,能显著提高BST陶瓷的Qf值,但会降低陶瓷的介电常数.当Al2O3的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时,BaTi4O9相的量逐渐增加,引起BST陶瓷的Qf值略微下降.BaAl2Ti5O14相的产生会同时降低BST陶瓷的介电常数和Qf值.掺入0.6wt%Al2O3的BST陶瓷在1340℃烧结3 h后具有最佳的介电性能：εr=74.7,Qf=10980 GHz,τf=–11.8×10-6/℃.

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb^(3+),Ce^(3+)单掺及Tb^(3+),Ce^(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递过程。通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试。结果表明,Tb^(3+),Ce^(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb^(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce^(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性。发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce^(3+)的敏化作用,还与Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

飞秒激光诱导玻璃内Ba_2TiSi_2O_8晶体的析出

使用聚焦后的800nm,150fs,250kHz的高重复频率飞秒脉冲激光器能够在BaO-TiO2-SiO2组分的玻璃内部三维选择性地诱导Ba2TiSi2O8晶体的析出.发光光谱显示这种晶体把入射的800nm光转化成了400nm的蓝光,因此这种析出的晶体具有非线性倍频特性.通过拉曼光谱测定,在当前的玻璃组分中析出的晶体是Ba2TiSi2O8.研究表明,经250kHz的飞秒激光辐照一段时间后,在玻璃内部由于脉冲能量的连续沉积会使得激光辐照区域出现热积累效应,因此,该辐照区域的温度会不断升高以致超过玻璃析晶温度,最终诱导玻璃熔融析晶.此外,对飞秒激光辐照区域不同部位进行拉曼光谱检测,结果表明:在整个区域Ba2TiSi2O8晶体的析出呈现中间比外围明显的分布特点,因此晶体析出与辐照形成的温度梯度场有密切关系.

高频电介质新材料Ba_2Ti_3Nb_4O_(18)陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96、8％以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明：该陶瓷为两相混合结构，主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相，次晶相为六方Ba2Ti3Nb4O21相。1250℃／2h烧结瓷体Ba2Ti4Nb4O21相的体积分数为5％-8％，1MHz下的介电性能为：εt约为38，tanδ约为1,6×10^-4，ac约为-8．51×10^-6/℃。

Ba6-3xNd8＋2xTi18O54晶体结构与微波介电性能的研究

采用纳米Nd2O3以较低温度烧结出性能优良的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(BNT)微波介质陶瓷。以X-射线衍射法测定了BNT陶瓷粉末的室温点阵常数,确定其空间群为Pbam。分析了BNT晶格结构随配比x的变化情况,与Ba6-3xSm8+2xTi18O54(BST)、Ba6-3xEu8+2xTi18O54(BET)进行比较,结果表明各离子在ab晶面内的分布对Ba6-3xR8+2xTi18O54(BRT)微波介电性能的影响较大。给出了BRT介电常数和品质因数变化的可能解释,即BRT因配比x及稀土元素的不同而产生晶格变化所致。

SrO掺杂对Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷性能的影响

研究了SrO掺杂对Ba6-3xNd8+ 2xTi18O54晶体晶胞参数及陶瓷微波介电性能的影响 .研究表明 ,对于不同的x值 ,Sr取代Ba存在不同的极限值 ,当x =0 .5时 ,极限值为 0 .110 ;x =0 .6时 ,极限值为 0 .0 4 8;x =2 / 3时 ,极限值为 0 .2 0 0 .超过这一极限 ,Sr将取代Nd .正是由于Sr取代的离子不同 ,而使晶体的晶胞参数呈现不同的变化趋势 ,因而陶瓷的微波介电性能也会发生相应的变化 .

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备钙钛矿结构的Ba0.8Sr0.2TiO3（BST）薄膜。对其前驱体干凝胶进行热重与差热（TG-DSC）分析，以此确定薄膜的热处理工艺。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和B1500A半导体器件分析仪对薄膜性能进行表征。结果表明：800℃下在氧气气氛中退火15 min可以得到结晶度良好、致密度较高的纯钙钛矿相BST薄膜，其对应的晶粒尺寸和均方根粗糙度分别为30~40 nm和5.80 nm。薄膜厚度为160~378 nm时，BST薄膜的介电常数和介质损耗随薄膜厚度的增加而增大。厚度为300 nm的BST薄膜的介电常数由于尺寸效应随温度升高单调降低，且居里温度在室温以下。

Ba_(0.955)Al_2Si_(2-x)Ti_xO_8∶Eu^(2+)荧光粉晶体结构和光谱特性

由高温固相反应制得Ba0.955Al2Si2-xTixO8∶Eu2+(x=0~1.0)系列试样,通过XRD和荧光光谱测试,研究各试样的晶体结构和光谱特性。XRD分析结果表明,当Ti4+置换Si4+的量逐渐增至1.0时,各试样均为单斜晶系,空间群为C2/m(12),其晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V呈线性递增,其中晶胞参数c变化幅度最大,a最小,试样的晶粒尺寸略微减小。荧光光谱分析结果表明,试样的荧光激发谱为宽带,位于230~400 nm,可264 nm、303 nm、341nm和367 nm四个峰拟合成,表观峰值位于340 nm;试样的发射光谱为370~600 nm一宽带不对称峰,峰值为434nm,可拟合成419 nm和453 nm两峰,两拟合峰峰位随Ti4+置换量增加线性红移;利用试样荧光光谱和Van Uitert经验公式,得出Ba Al2Si2O8∶Eu2+中Ba2+的配位数为9。

近紫外光激发的Ba_3MgSi_2O_8:Eu^(2+),Mn^(2+)全色荧光材料的发光性质研究

用稀土复合溶胶雾化-热解方法制备了Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+荧光材料,在近紫外光激发下,可同时发射红、绿和蓝三光进而合成白光.用微结构参数与发射波长的半定量关系,验证了505 nm绿光发射来自于Ba3MgSi2O8主基质相中伴生的微量Ba2SiO4相;基于Mn2的激发光谱和Eu2+的发射光谱的重叠关系,红光来源于Eu2+的蓝光发光中心的能量传递,分析了Eu2+和Mn2+之间的能量传递机理.

Ba_3V_2O_8∶Eu^(3+)纳米花的制备及光致发光性能研究

采用复合氢氧化物媒介法制备了Ba3V2O8∶Eu3+纳米花。利用SEM-EDS、XRD、TEM和XPS对晶体的形貌和尺寸、结构和化学组成进行了表征。结果表明产物是由厚度约20nm的纳米片组成的花状Ba3V2O8∶Eu3+纳米晶体。荧光光谱测定发现Ba3V2O8∶Eu3+晶体在紫外光和蓝光激发下都能产生591和612nm 2个强发射峰,表明其具有将紫外光和蓝光转换成红光的能力,可以进一步应用于光转换和光发射领域。探讨了Ba3V2O8∶Eu3+纳米花的发光机理。

发光颜色可调的硅酸盐长余辉发光材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu^(2+),Ce^(3+),Dy^(3+)

在还原气氛下利用高温固相法制备了Ba3.982-x(Si3O8)2∶0.008Eu2+,xCe3+,0.01Dy3+系列样品。光谱分析表明,Ce3+进入到晶格中将取代不同Ba2+格位从而形成不同的发光中心。通过Ce3+→Eu2+的能量传递,得到了一系列发光颜色可调、余辉颜色为绿色的长余辉发光材料。Ce3+的掺入可以增大样品的余辉强度但是同时缩短了样品的余辉时间。热释光谱的分析表明,Ce3+的掺入可以同时增加浅陷阱T1和深陷阱T3的数量,深陷阱对载流子的再捕获效应导致了样品余辉强度的增大和余辉时间的缩短。

类钙钛矿新铌酸盐Ba_5NdTi_2Nb_3O_(18)的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术的小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理、电子等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构Ba(Zn1/3Ta2/3)O3、钨青铜结构Ba6-3xLn8+2xTi18O54等实用化的高性能材料[1-5].