Ag/LaNi_(x)Co_(1-x)O_(3)触点材料的制备及电接触性能研究

本文运用溶胶-凝胶燃烧法合成了双钙钛矿型LaNi_(x)Co_(1-x)O_(3)(LNCO)纳米材料,利用粉末冶金和热挤压技术制备了相应的Ag/LNCO触点材料及元件样品。重点考察了不同Ni、Co含量对Ag/LNCO触点材料微观结构、物相组成、物理性能、力学性能及电寿命服役能力的影响,对其电弧侵蚀失效行为进行了研究,并与SnO2粉体增强Ag基触点材料进行对比。结果表明:溶胶凝胶法合成的LNCO纳米颗粒粒径为20-30 nm,经粉末冶金工艺制备的Ag/LaNi_(0.5)Co_(0.5)O_(3)触点材料电学性能和电寿命都优于Ag/SnO_(2)触点材料,其电阻率低至2.10μΩ∙cm,电寿命性能达到51287次。表明Ag/LaNi_(0.5)Co_(0.5)O_(3)触点材料性能较佳,是一种可以取代Ag/CdO的新型触点材料。

具有Ruddlesden-Popper结构的杂化非本征铁电体(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)陶瓷的制备及其物理性能

为探究稀土离子掺杂对Ca_(3)Ti_(2)O_(7)物理性能的调控,采用固相反应法制备了Sm^(3+)掺杂的(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品,通过XRD、XPS、紫外-可见光吸收光谱以及第一性原理计算等方法对样品的晶体结构、光学性能、电学性能和磁学性能进行分析.结果表明:随着Sm^(3+)含量的增加,(Ca_(1-x)Sm_(x))_(3)Ti_(2)O_(7)的晶胞参数逐渐增大.Sm^(3+)掺杂导致氧空位减少,因此样品的漏电流随着Sm^(3+)掺杂量的增加而减小.同时,随着Sm^(3+)掺杂量的增加,样品的光学带隙呈现增大趋势.此外,第一性原理研究表明,Sm^(3+)掺杂可在体系中诱导出磁性能,进一步丰富了该材料的物理性能.

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。

微波焙烧对纳米Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)固溶体微观结构及其NH_(3)-SCR催化性能的影响

采用微波加热将通过水热法合成的Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)(0<x≤1)固溶体前驱体在500℃进行焙烧2 h,最终得到不同配比的纳米Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)固溶体粉末状样品.研究不同配比的Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)的结构和微观形貌对其NH_(3)-SCR催化性能的影响.结果表明,利用微波炉合成的Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)固体粉末中,当CeO_(2)中掺入Zr元素形成Ce_(0.4)Zr_(0.6)O_(2)固溶体之后,Ce_(0.4)Zr_(0.6)O_(2)比表面积比CeO_(2)增加了1倍,NH_(3)-SCR最高脱硝活性也由42.4%增加到90.0%.当n Ce∶n Zr=4∶6时,其微观形貌最好,颗粒的分散度较高,同时,其NH_(3)-SCR脱硝活性达到Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)中的最大值90.0%.

Ba/Fe双掺LaCoO_(3)热敏陶瓷材料低温离子传输机制研究

为了开发电学性能优异的深低温材料,采用传统高温固态法制备了Ba/Fe双掺杂的LaCoO_(3)负温度系数热敏陶瓷材料,结合XRD、SEM、XPS等测试手段,研究了材料的物相结构、微观形貌、离子价态分布等,并在22—80 K和80—290 K范围内进行了低温电学性能测试。结果表明:双掺杂改性降低了LaCoO_(3)材料的应用温区,ρ(22 K)在1.85×10^(5)—6.94×10^(6)Ω·cm范围内变化,材料常数B(22—100 K)在146.09—162.75 K范围内变化;在深低温环境下,材料的导电机理由80 K以上时的小极化子跳跃导电转变为80 K以下时的双交换导电,导致了材料常数B发生突变。由此证明,该双掺杂热敏陶瓷材料在极低温测试中具有可开发的应用潜力。

Co掺杂La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)的制备及其电化学性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂的La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(1-x)Co_(x)O_(3)钙钛矿氧化物(LSMC),利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观形貌结构进行表征,并通过循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试详细研究了Co掺杂对电化学性能的影响。研究表明,随着Co掺杂浓度的增加,LSMC电极材料的比容量呈现先增大后减小的趋势,其中LSMC55表现出最高的比容量。在1 mol L^(-1)的Na_(2)SO_(4)电解液中,扫描速率为2 mV s^(-1)时,LSMC55电极的比容量为150 F g^(-1)。结果表明,对La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)(LSM)的B位进行Co掺杂,可以改善LSM的电化学性能。

钙钛矿型LaFe_(x)Cu_((1-x))O_(3)固相芬顿催化剂制备及其降解亚甲基蓝性能研究

采用共沉淀法制备系列钙钛矿型催化剂La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)(x=0.2,0.4,0.6,0.8),通过XRD、FT-IR、SEM、BET和XPS进行表征.以亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)为模型污染物,将La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)的催化性能与La Fe O_(3)和La Cu O_(3)进行比较,确定最佳掺杂比例.考察不同因素对催化反应的影响,确定最佳反应条件,并研究催化反应机理和催化剂的稳定性.结果表明:La Fe_(x)Cu_((1-x))O_(3)呈钙钛矿晶型结构,颗粒空间分布松散,孔道丰富,比表面积和平均孔径较大,从而有利于亚甲基蓝的催化降解.当x=0.6时,La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)具有最高的比表面积,同时催化活性最高.最佳条件:亚甲基蓝初始浓度为1000 mg·L^(-1),温度55℃、初始p H值为4、双氧水投加量2.5 m L·L^(-1)、La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)投加量60 mg·L^(-1).在最佳条件下,亚甲基蓝在20 min内催化降解完全脱色,50 min内COD去除率和TOC去除率分别达到94.25%和84.34%.ESR测试表明亚甲基蓝降解是在羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·HO_(2))共同作用下完成的.10次循环后脱色率、COD去除率和TOC去除率仍能分别达到90.27%、84.26%和80.29%,证明La Fe_(0.6)Cu_(0.4)O_(3)是一种高效稳定的非均相催化剂.

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)半导体薄膜的研究

对于以Si为衬底的Y1Ba2 Cu3O7-x薄膜 ,当x >0 .5时 ,薄膜的导电性由超导态转向半导体态。我们采用了直流溅射法在Si,SiO2 /Si和 /SiO2 /Si三种基片做衬底制备了Y1Ba2 Cu3O7-x半导体薄膜。进行了温度电阻系数(TCR)测试、X射线衍射分析物相的测定、开展了霍尔系数和拉曼衍射 (Ramanshift)的微观分析实验 ,并进行了Y1Ba2 Cu3O7-x半导体多晶薄膜在室温下的黑体辐射的响应实验。通过我们的实验验证了这种薄膜的氧含量 ,与国外文献资料报道的实验结果相符合。发现了有过渡层的Y1Ba2 Cu3O7-x;半导体多晶薄膜优于没有过渡层的Y1Ba2 Cu3O7-x半导体多薄膜 ,并且适用于制造室温下工作的红外探测器的敏感元。

Mn掺杂LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)的合成及在可见光下的光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)钙钛矿型氧化物光催化材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)等现代分析测试手段表征LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)的物相、微观形貌及分子振动与键能的变化,并以可见光下对甲基橙的降解率为指标评价其光催化性能。结果表明,Mn掺杂使衍射峰向低角度偏移,引起晶格扩张,导致LaNi_(1-x)Mn_(x)O_(3)晶体粒径增大;掺杂后Mn^(4+)/Mn^(3+)与Oads/Olatt的峰面积比例增加,提高了催化剂的氧化能力、界面电子转移率和表面吸附氧的数量,进而使其光催化活性提高;当Mn掺杂量为40%时,获得的LaNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(3)具有最优的光催化性能,可见光照射120 min对甲基橙的降解率高达99.46%,循环利用五次后降解率仍可达86.97%,这表明LaNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(3)具有较好的稳定性和循环利用性。在光催化降解过程中自由基活性按从高到低排序为:h^(+)、e^(-)、·OH。

室温下Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)半导体薄膜的测辐射热计的研究

对以Si为衬底的薄膜 ,当x >0 .5时 ,薄膜导电性由超导态转向半导体态。我们研究了以Si为衬底有ZrO2 过渡层和以Si为衬底有SiO2 过渡层的两种YBaCuO薄膜。我们使用X射线衍射方法测定了这两种薄膜的物相结构 ,这两种薄膜均属于多晶态。在此基础上 ,又做了各元素的比例实验 ,发现了YBaCuO的物理结构和电学性能的变化。找出了适用于测辐射热计的最佳比例的Y1Ba2 Cu3 O7 x薄膜。另外做了这种薄膜的电阻率随温度的变化而改变的实验。用该薄膜研制的测辐射热计 (bolometers) ,其响应率 (R)、探测率 (D )、噪声等效功率(NEP)、热响应时间 (t)均有改善。经理论计算与实验结果很好的吻合。这种调整比例后的薄膜的温度电阻系数 (TCR)预计高达 3.98%K-1,在 1 0Hz至 5 0 0Hz频率范围内完成了信号和噪声测试。调整偏置电流能清晰地识别热噪声和 1 /f噪声以及TCR变化。实验表明比例约为 1∶0 .5∶2∶5的YbaCuO多晶态半导体薄膜所制备的bolometer,其响应率Rv=4× 1 0 4V/W ,在lμA偏置电流 ,1 2Hz斩波频率下探测率D >1× 1 0 8cmHz1/ 2 /W。

La_((1+x)/3)Ba_((2-x)/3)Mn_(x)Cu_(1-x)O_(3)(0.8≤x≤1)晶体结构和输运性质

用固态反应法制备了名义组分为 L a(1 + x) /3Ba(2 - x) /3Mnx Cu1 - x O3(0 .8≤ x≤ 1) 的系列试样。试样结构的单相性经粉末 X射线衍射分析而得以证实 ,且随 Cu的掺杂其结构由未掺杂时的立方对称性转变为正交对称性。输运实验表明 :所有试样均经历了半导体到金属的转变 ,但转变温度 TP随掺杂量增加而逐渐移向低温端 ;外加磁场大大增加了 TP附近的导电性 ,导致

Sm_(x)Sr_(1-x)Al_(x)Ti_(1-x)O_(3)陶瓷的结构及微波介电性能研究

采用传统固相法制备了Sm_(x)Sr_(1-x)Al_(x)Ti_(1-x)O_(3)(0≤x≤0.4)陶瓷,所得陶瓷样品均为单相结构。X射线衍射精修数据证实了Sm_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)的掺入有效地增大了A位和B位阳离子与氧离子之间的键价值,拉曼图谱显示随着共掺量增加,TO_(2)、A_(1g)振动模式增强,A位和B位离子有序度增大。另外Sm_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)优化了陶瓷的微观形貌。结合键价理论和拉曼分析了随x变化[TiO_(6)]八面体等结构演变对其微波介电性能的影响,陶瓷样品的介电常数逐渐下降,品质因子增加,其频率温度系数向正方向漂移。

ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/ε-Ga_(2)O_(3)异质结电子输运性质研究

Ga_(2)O_(3)是一种新兴的宽带隙半导体,在电力和射频电子系统中具有潜在的应用前景。前期研究以β-Ga_(2)O_(3)为主,并且已经对β-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/Ga_(2)O_(3)异质结构中的二维电子气(2DEG)进行了理论计算,本文主要研究ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)作为势垒层对ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/ε-Ga_(2)O_(3)异质结电子输运性质的影响,首先介绍了ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/ε-Ga_(2)O_(3)异质结的结构和性质,分析计算了由于ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/ε-Ga_(2)O_(3)异质结的自发极化和压电极化所产生的极化面电荷密度,以及极化对2DEG浓度产生的影响,接着分析了在不同Al摩尔组分下,ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)势垒层厚度与合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射之间的关系。最后通过计算得出结论:界面粗糙度散射和极性光学声子散射对ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)/ε-Ga_(2)O_(3)异质结的电子输运性质有重要影响,合金无序散射对异质结的输运性质影响较小;2DEG浓度、合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射的电子迁移率强弱由ε-(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)势垒层的厚度和Al摩尔组分共同决定。

共沉淀法制备LaFe_(x)Co_(1-x)O_(3)钙钛矿的研究

以La(NO3)3?6H2O、Co(NO3)3?6H2O和Fe(NO3)3?9H2O为原料,用共沉淀法对制备LaFexCo1?xO3 (x = 0.2, 0.5, 0.8)钙钛矿进行研究。热重–差示量热分析(TG-DSC)和X射线衍射(XRD)分析表明,合成LaFexCo1?xO3钙钛矿过程有四段失重,分别在110℃之前、150℃~220℃、300℃~500℃和700℃~780℃;经过700℃~800℃煅烧后有钙钛矿形成,之后随煅烧温度提高,钙钛矿生成量逐渐增加,晶粒尺寸也缓慢增加,煅烧温度为1000℃时获得钙钛矿的量最多,但是与800℃和900℃煅烧后形成钙钛矿相比,其晶粒尺寸增加较多;随着Fe取代Co的量增加,形成钙钛矿尺寸晶粒尺寸逐渐降低。

Bi_(1-x)Pr_(x)Fe_(1-x)Ti_(x)O_(3)多铁陶瓷的结构与电磁性能研究

采用快速液相烧结法制备Bi_(1-x)Pr_(x)Fe_(1-x)Ti_(x)O_(3)(x=0.00、0.03、0.06、0.12)系列多铁陶瓷样品,研究Pr-Ti共掺杂对BiFe O_(3)结构、缺陷、电学和磁学特性的影响。XRD分析结果表明:所有样品均为菱方钙钛矿结构,Pr-Ti共掺杂可有效抑制杂相生成,当掺杂量高于0.06时杂相基本消失,共掺杂引起结构畸变。正电子湮没寿命谱测试结果表明:所有样品中均存在阳离子空位型缺陷,空位尺寸和浓度均随Pr-Ti掺杂量增加而增大。电学和磁学性能测试结果表明:适量Pr-Ti共掺杂可有效提高Bi Fe O_(3)的介电、铁电和磁学性能。综合上述结果,认为BiFeO_(3)多铁性能的改善可能是由于Pr-Ti共掺杂引起晶格畸变、减少氧空位浓度、改变阳离子空位浓度等多种原因引起。

Preparation of Y_(1-x)Ho_xBa_2Cu_3O_(7-δ) Superconductive Thin Films

Y_(1-x)Ho_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0<x<1) sinsle crystal thin films oriented with the caxis perpendicular to the sur-face were grown by DC magnetron sputtering technique. Target was pieced together with half of YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO) and half of HoBa_2Cu_3O_(7-δ)(HBCO) superconducting materials. As the distance between HBCO targetmaterial and substrate is varied , the Ho content in material is changed respectively. When the content of Ho is0. 7 (atom ratio) , the T_c>83K.

Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷的微波介电性能研究

采用固相烧结法制备Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)(x=0,0.05,0.15,0.25,0.35,0.4,0.45,0.55)陶瓷,研究了(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代Ti^(4+)对陶瓷的物相、微观形貌和微波介电性能的影响。实验结果表明,当(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代量x≤0.05时,Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷表现出纯的金红石Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55)O_(2)相;当(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代量x>0.15时,有第二相ZnTiNb_(2)O_(8)和ZnNb_(2)O_(6)生成。陶瓷的Q×f值随x的增大而提高,介电常数(ε_(r))和谐振频率温度系数(τ_(f))则随ZnTiNb_(2)O_(8)和ZnNb_(2)O_(6)的增多而逐渐降低。当x=0.4时,Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷在1075℃下烧结获得最佳的微波介电性能:ε_(r)=35.44,Q×f=25862 GHz(f=5.8 GHz),τ_(f)=5.2×10^(-6)/℃。

Gd掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷材料压敏性能的影响

采用固相法制备了Ca_（1-x）Gdx_Cu_3Ti_4O_（12）（x=0～0.09）陶瓷系列样品,利用X射线衍射、Raman光谱和正电子湮没等技术手段,对系列样品的微观结构、缺陷浓度进行测试和表征。结果表明,在整个掺杂范围内体系未发生结构相变,掺杂引起体系晶格膨胀、分子极化率增加;随Gd掺杂量x的增加,空位型缺陷增加。电性能测试结果表明,适量Gd掺杂（x=0.01）有利于改善体系的压敏性能,而过量Gd掺杂（x=0.07～0.09）会阻碍晶界势垒的形成,因而抑制体系的压敏性能。讨论了体系微观结构、空位型缺陷浓度及晶界势垒高度等因素对体系压敏性能的影响特征。

Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合催化剂的脱硝性能及抗硫活性

采用共沉淀法制备Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合氧化物,浸渍负载质量分数10%的CuO_(x)和FeO_(y)活性组分,制备一系列Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x) Sn_(x)O_(2)催化剂。探究不同Ti/Sn和Cu/Fe(物质的量比)对Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)催化剂的NH_(3)-SCR反应活性的影响。研究结果表明,Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)载体可促进活性组分CuO_(x)和FeO_(y)的相互作用。当Cu/Fe为3∶1时,在300℃下NO_(x)的转化率达到91.3%;向反应体系通入286 mg/m^(3) SO_(2)反应3 h后,NO_(x)的转化率仅下降2.6%。X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H_(2)-TPR)、程序升温脱附(NH_(3)-TPD和NO_(x)-TPD)的表征表明,CuO_(x)和FeO_(y)之间存在相互作用,与单一的Cu/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)和Fe/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)对比,复合催化剂表面吸附氧浓度相对增加15%~33%,总酸量增大56%,从而提高了催化剂脱硝活性。

Fe^(3+)掺杂LaNiO_(3)钙钛矿陶瓷的制备及其吸波性能

通过溶胶-凝胶法制备Fe^(3+)掺杂镍酸镧钙钛矿陶瓷,探究Fe^(3+)掺杂对其形貌、结构和吸波性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别对Fe^(3+)掺杂镍酸镧的微观形貌、元素分布和物相进行表征,使用矢量网络分析仪测定Fe^(3+)掺杂镍酸镧陶瓷的电磁参数并模拟吸波性能,研究Fe^(3+)掺杂量对镍酸镧钙钛矿陶瓷吸波性能的影响。结果表明:Fe^(3+)离子成功占据了Ni^(3+)离子的晶格位置,形成了钙钛矿结构型陶瓷;Fe^(3+)掺杂后对LaNiO_(3)陶瓷材料的颗粒形貌影响较小;Fe元素在LaNiO_(3)陶瓷材料中分布均匀无团聚;吸波性能最佳的Fe^(3+)掺杂量是0.05,其匹配厚度为1.40 mm,最大峰值可达–18.145 dB,低于–10 dB的频宽有1.42 GHz(9.38~10.8 GHz)。