热压烧结增强Ca_3Co_4O_9多晶的c轴择优织构和电输运性质的研究

分别采用常压固相反应和进一步的真空热压烧结法制备了Ca_3Co_4O_9多晶块材,通过XRD、SEM、致密度、电阻率-温度曲线、霍尔效应测试,对比研究了热压烧结对多晶织构和电输运性质的影响。结果表明两种方法制备的多晶样品均为c轴择优,经热压烧结后多晶的择优织构显著增强,致密度增大,但真空烧结使样品中氧的化学计量比不足,结晶质量略有下降。热压烧结后多晶的面内电阻率显著下降,其室温电阻率约为常压烧结样品的1/7,且电阻率随温度的降低而增大,这主要是由于热压样品晶粒沿(00l)择优排列显著增强,使沿材料ab面内的电输运占优,且晶界和缺陷散射减弱使Co^(4+)载流子迁移率增大。

Sr掺杂CdO多晶块体的高温热电性能

本文利用传统固相烧结法制备了Cd1?xSrxO(x=0,0.01,0.03,0.05)多晶块体并研究了Sr掺杂对Cd O高温热电性能的影响.在Cd O中掺杂Sr O会使样品的载流子浓度降低,导致其电阻率和塞贝克系数绝对值增大.同时,Sr的引入抑制了Cd O多晶的晶粒生长,导致其尺寸减小、晶界增多.随着Sr掺杂浓度的提高,样品的电子热导率和声子热导率均呈现出下降趋势,使得总热导率大幅度降低,Cd0.95Sr0.05O样品的热导率在1000 K时仅为1.71 W m?1 K?1,低于多数氧化物热电材料.由于总热导率的降低,所有掺杂样品的热电性能均得到了提升,其中,Cd0.97Sr0.03O多晶样品在1000 K时的ZT值达到了0.40,比非掺杂Cd O多晶样品提高了25%,可与目前报道的最好的n型氧化物热电材料相比拟.

CaCu_3Ti_4O_(12)多晶块体的巨介电常数研究

采用固相法制备了Ca Cu3Ti4O12多晶块体,研究了其介电常数随温度和频率的变化。结果表明,在温度为300 K、频率为1 k Hz时,多晶块的介电常数高达14 000;频率为1 k Hz时,介电常数基本不随温度的变化而改变。动态变化的极化弛豫使Ca Cu3Ti4O12多晶块具有巨介电常数,混合价Ti离子导致极化子的热激活使Ca Cu3Ti4O12多晶块的介电特性出现反常效应。

CaCu_3Ti_4O_(12)多晶块材的巨介电常数

采用固相反应法制备了CaCu3Ti4O12单相多晶块材,系统地研究了其介电常数与温度(ε(T))和频率(ε(f))的依赖关系．结果表明,CaCu3Ti4O12多晶块材在温度为300 K、频率为1 kHz时,ε高达14000;在1 kHz、100-340 K温区内ε的数值基本不变．CaCu3Ti4O12多晶块材的介电特性很难用位移型铁电体的相关理论描述,可能源于在纳米尺度的畴区内极化弛豫的动态变化．在1 kHz交流电场作用下,温度低于100 K时,CaCu3Ti4O12多晶块材ε的急剧下降与其中氧空位引起Ti离子变价所产生的极化子的热激活相关．

FeV_2O_4多晶块材的磁电效应与输运特性

采用固相烧结法制备了FeV_2O_4多晶块材,采用X射线衍射法和电子显微镜断面扫描对FeV_2O_4多晶块材进行结构表征,并测量其铁电极化强度和交、直流电输运特性.结果表明,制备的FeV_2O_4多晶块材是纯净的,结构较致密.低温(6K)时FeV_2O_4多晶块材的铁电饱和极化强度达到141.8μC/m2,外加磁场后自发极化强度受到较大的压制,表明样品具有较强的磁电效应,其最大磁阻效应(2.83%)出现在亚铁磁转变温度TN1(110K)处.结合交流阻抗谱辅助等效回路分析法,对测量数据进行拟合.结果显示FeV_2O_4多晶块材的直流和交流输运特性都符合Mott的变程跳跃(variable range hopping,VRH)机制,其能带是近似于原子能级的窄带.

YBa_2Cu_3O_(7-x)多晶块材中激光感生电压效应的实验探究

采用固相反应法制备了高温超导YBa2Cu3O7-x多晶块材,并对YBa2Cu3O7-x多晶块材中的激光感生电压(LIV)效应进行了探究。首次在斜切角α(α～20°)的YBa2Cu3O7-x多晶块材中测量到了LIV信号,且在能量密度为47 mJ/cm2的紫外脉冲激光照射下,峰值电压为26.7 mV,上升沿为30 ns,半高宽为56 ns;信号峰值与斜切角α密切相关,并且与入射激光能量几乎呈线性增大。YBa2Cu3O7-x多晶块材中的LIV信号起源于热电各向异性,同时,对YBa2Cu3O7-x多晶块材和薄膜中的LIV信号做了对比研究,发现了多晶中的信号比薄膜中的小。

室温铁磁Sr_(4-x)Er_xCo_4O_(10.5+δ)(0.6≤x≤1.2)多晶电输运和磁性能

采用固相反应法制备Sr_（4-x）Er_xCo_4O_（10.5＋δ）（0.6≤x≤1.2）多晶,系统研究了Er掺杂对体系结构、电输运和磁性质的影响。X射线衍射结果表明室温下x=0.4时多晶为立方晶系,空间群为P3—m3,0.6≤x≤1.2时,为四方晶系,空间群为I4/mmm,四方相晶格常数随着Er含量增加而减小。扫描电子显微镜结果表明,随着Er掺杂量增加,晶粒细化,晶界增加。采用四探针法测量多晶的电阻率-温度曲线,结果表明多晶样品在80-300 K为半导体电输运行为,且随Er化学计量比增加样品电阻率和热激活能增大。采用超导量子干涉仪测量多晶的磁化强度-温度曲线和磁滞回线,结果表明0.6≤x≤1.2时Sr_（4-x）Er_xCo_4O_（10.5＋δ）多晶具有室温铁磁性,Tc≈320-335 K,室温铁磁性可能源于A位Sr和Er离子有序及Co O4.5＋δ层中Co离子自旋倾斜净磁矩不为零。

室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶的制备及其性能研究

采用传统简便的固相烧结法制备了四方相的室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶。热分析、X射线衍射和扫描电镜结果表明Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶最终烧结温度应在963℃以上,较佳的烧结温度为1180℃。Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶在80~300K为半导体电输运行为,较佳烧结温度多晶的室温电阻率~78.8 mΩ·cm;多晶热电势在317~1018 K随温度增加而减小,317 K时为70.74μV/K。磁化强度-温度曲线、磁滞回线结果表明,多晶在受外加磁场、温度及晶体场的影响下,内部Co^(3+)自旋态及磁畴壁、磁矩方向发生改变,导致多晶磁化强度变化及多晶磁性的改变。外磁场(0.1 T)下的ZFC曲线在320 K出现磁化强度最大为0.46 emu/g的Hopkinson峰,居里温度(T_C)=323 K,而FC曲线在奈尔温度(T_N)=264 K时磁化强度达到最大为1.1 emu/g,TC=320 K。ZFC、FC方式下多晶均表现为室温铁磁性。

溶胶-凝胶法制备多晶氧化铝纤维的研究

以铝粉和六水氯化铝为主要原料、水为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了稳定的多晶氧化铝纤维.结合IR,TG-DTA,XRD等研究手段推测凝胶纤维的化学结构和凝胶的烧结过程,以SEM对凝胶纤维热处理后的显微形貌进行观察.研究表明溶胶在1 200℃热处理后可得到-αAl2O3多晶纤维,且微量氯化镁随铝粉同时加入AlCl3.6H2O水溶液中能显著改善纤维的显微形貌,减少裂纹的产生;而直接将氯化镁加到溶胶中则无法得到光洁的纤维形貌.

多铁性材料CaMn_7O_(12)的制备与电输运特性

利用固相烧结法制备了多铁性材料CaMn7O12多晶块材,断面扫描电子显微镜(SEM)形貌图显示样品的结构致密.使用热释电方法测量CaMn7O12多晶块材的铁电极化,说明材料具有铁电性.测量了CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性,结合交流阻抗谱辅助等效回路分析法,对测量数据进行拟合.结果显示CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性都符合Mott的VRH(variable range hopping)机制,其能带是近似于原子能级的窄带.

BaTiO_3与CaCu_3Ti_4O_(12)的介电性能比较

分别采用溶胶一凝胶法和固相反应法制备BaTiO3纳米粉体和CaCu3Ti4O12多晶块材，并系统地研究两者的介电性能。实验结果表明：BaTiO3体相陶瓷的介电性能受温度的影响较大，当频率在200～150000Hz范围内变动时，其室温介电常数￡最高达2967，具有很好的频率稳定性、介电损耗小，可用来制作某些电子元件；然而CaCu3Ti4O12多晶块材的介电常数￡在（1kHz，300K）时高达14000，并在100～350K的温区内基本保持恒定，具有极好的温度稳定性。因此，在现实的应用过程中，CaCu3Ti4O12，多晶块材以高介电常数、受温度影响变化小、介电损耗小等优点而更具应用前景。

高介电材料CaCu_3Ti_4O_(12)的制备方法及性能研究

采用固相反应法制备实验所需的多晶样品,综述CaCu3Ti4O12材料反常巨介电特性的理论和实用意义,给出CaCu3Ti4O12的结构示意图和X射线衍射(XRD)谱,评述制备不同维度Ca-Cu3Ti4O12材料的常规制备方法、优缺点及低温下介电性能的测定方法。分析表明,烧成工艺、温度、内部阻挡层电容数目直接对CaCu3Ti4O12(CCTO)的相对介电常数产生影响。

纳米结构Zn_xFe_(3-x)O_4-α-Fe_2O_3多晶材料中的巨隧道磁电阻效应

在具有纳米绝缘层的多晶锌铁氧体体系中 ,当晶界为α Fe2 O3纳米量级 ( 6— 7nm)的绝缘层时 ,则构成 (ZnxFe3-xO4 ) α Fe2 O3非均匀体 ,高分辨电子显微镜已证实了这种微结构 ,该体系在 0 .5T磁场、4 .2K温度下 ,磁电阻效应可达12 80 % ,3 0 0℃下为 15 8% .