Cu和Zr元素取代对Sm_(2)Co_(7)快淬带磁性能的影响

采用感应熔炼和熔体快淬技术制备了Sm_(2)Co_(7-x)R_(x)(R=Cu、Zr;x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)快淬带,研究了取代元素、取代量和快淬速度对快淬带磁性能、晶粒间相互作用和不可逆翻转场的影响规律。磁性能测试结果表明,Cu和Zr取代在快淬带内引起了强烈的钉扎效应,有助于提升快淬带的矫顽力,且均在x=0.3时获得最大矫顽力;Cu取代量x=0.1、0.2、0.4时快淬带的剩磁与最大磁能积随快淬速度逐渐降低,取代量x=0.3时表现为逐渐升高;Zr取代量x=0.1~0.4时快淬带的剩磁与最大磁能积均随快淬速度的增加先升高后降低。Henkel曲线测试结果表明,对于Cu元素和Zr元素取代,δM值均在x=0.3时达到最大,表明此时快淬带晶粒间的交换耦合作用最强;Sm_(2)(Co, Cu)_(7)和Sm_(2)(Co, Zr)_(7)快淬带的最大δM值分别为1.48和1.04。适量Cu、Zr元素取代可以提高Sm_(2)Co_(7)磁体在反磁化过程中的不可逆翻转场H_(n)。

铁源前驱体对钠离子电池材料Na_(2)FeP_(2)O_(7)/C的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备以蔗糖为前驱体的碳包覆NaFeP_(2)O_(7)正极材料,并通过优化铁源提升材料的电化学性能。通过调节蔗糖比例控制包覆碳的含量来改善材料的导电性。铁源为FeSO4·7H_(2)O时,前驱体蔗糖的含量不宜过高;而铁源为Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O时,则需要较高含量的蔗糖前驱体。铁源为FeSO4·7H_(2)O、Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O制备的电极材料的循环稳定性较好,以1.0 C在1.5~4.2 V循环300次后,分别能保留73 mAh/g与74 mAh/g的放电比容量,容量保持率为91.6%与95.1%。碳包覆后的材料在20.0 C下的放电比容量超过48 mAh/g,倍率性能良好。通过结构和电化学性能测试,发现以蔗糖作为碳前驱体高温烧结的碳包覆结构改善了电极的电子导电性,并提高了Na+扩散系数,从而提高了电化学性能。

棒状V_(3)O_(7)•H_(2)O电极材料的制备及印刷超级电容器

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电化学性能。结果表明,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g(电流密度为0.3 A/g),经过5000次循环后电容保持率为85.9%,优于涂抹电极的比电容(246.0 F/g)和电容保持率(68.0%),这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。组装的纽扣超级电容器也表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g(0.5 A/g电流密度)和91.2%(5000次充放电循环),且当能量密度为22.0 W·h/kg时,功率密度最高可达4125.0 W/kg。

La_2(Zr0.7Ce0.3)_2O_7——新型高温热障涂层

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)热障涂层。研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为。结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似。通过CeO2掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7(LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层。此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因。

立方烧绿石Gd_2Zr_2O_7的高温高压合成

为探索高温高压固相反应法合成Gd2Zr2O7烧绿石的可能性,以Gd2O3和ZrO2的混合粉体为原料,在5.2GPa压力、1473～1873K温度范围内进行了实验研究。通过XRD对合成样品进行了结构表征,结果证实,在5.2GPa和1873K条件下,保温保压30min,成功地合成出单一物相的、具有立方烧绿石结构的Gd2Zr2O7化合物。这种新的合成方法对于开展武器级多余钚和含钚高放废物固化具有重要的科学价值和实际意义。

稀土Dy和Ce共掺杂La2Zr2O7新型热障涂层用陶瓷材料

用化学沉淀法制备了稀土Dy和Ce共掺杂La_2Zr_2O_7新型热障涂层用陶瓷粉末La_(1.7)Dy_(0.3)(Zr_(0.8)CeZr_(0.2))_2- O_7(LDCZ).通过X射线衍射、扫描电镜、高温膨胀仪、DSC和激光热导仪对粉末相结构、不同煅烧温度下的相组成、微观结构、高温相稳定性、热膨胀系数和导热系数进行了分析.结果表明,稀土共掺杂的La_(1.7)Dy_(0.3)(Zr_(0.8)CeZr_(0.2))_2O_7保持了烧绿石结构,120℃时粉末为无定形的混合氧化物,900℃时转化为复合氧化物,1200℃时转变为单一的烧绿石相;高温下LDCZ无明显相变;添加Dy和Ce不仅可提高锆酸镧的热膨胀系数,使其高于8YSZ的热膨胀系数,并可使其导热系数较La_2Zr_2O_7降低25%以上,达到1.28～1.07W/m·K.

烧绿石(La_(1-y)Nd_y)_2Zr_2O_7模拟固化^(241)Am的晶体结构稳定性研究

为研究241 Am在La2Zr2O7烧绿石中的固化行为及其对烧绿石晶体结构稳定性的影响,实验选用Nd作为241 Am的模拟物,采用Sol-喷雾热解法合成了(La1-yNdy)2Zr2O7(0.0≤y≤1.0)系列样品,并借助X射线衍射和振动光谱手段对样品的晶体结构稳定性进行了研究。实验结果表明:随着Nd掺杂量的增加,O48f位置参数x48f和I(111)/I(222)均呈规律性增大,Raman谱逐渐展宽,IR谱发生蓝移,所有结果均证实用Nd不断替换La将导致烧绿石晶体结构有序化程度逐渐降低。另外,实验发现掺杂量y≈0.8是烧绿石晶体结构发生几何相变的逾渗阈值,超过该阈值有序的烧绿石结构将发生突变进而加速向无序萤石结构转变,该实验结果可为(La1-yAmy)2Zr2O7固溶体的结构稳定性研究提供参考。

大气等离子体喷涂Sm_2Zr_2O_7涂层的结构和性能

稀土锆酸盐材料具有比Y2O3部分稳定ZrO2陶瓷低的热导率,是新型热障涂层的潜在候选材料之一.利用大气等离子体喷涂技术以喷雾造粒的Sm2Zr2O7粉体制备涂层,并在相同条件下沉积8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层.对比评价了两种涂层的结构、热物理性能和力学性能.X射线衍射结果表明,制备态Sm2Zr2O7涂层为缺陷萤石结构.扫描电镜分析显示,Sm2Zr2O7和8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层为典型的层状结构,内部有很多气孔、裂纹等缺陷.800℃测得的Sm2Zr2O7涂层的热导率为0.44 W/（m.K）,比相同条件下测得的8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层的热导率低~40%,两者的热膨胀系数相似.力学测试结果显示,Sm2Zr2O7涂层的抗折强度、硬度和弹性模量均低于8wt%Y2O3稳定ZrO2涂层.

电子束物理气相沉积La2Zr2O7热障涂层研究

为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足，以ZrO2和La2O3为原料，采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7，用电子束物理气相沉积（EB—PVD）法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层，分析了涂层的成分，并对其显微结构、热物理性能与传统YSZ热障涂层进行了对比研究。结果表明，La2Zr2O7涂层成分处于P结构范围内，呈典型的柱状晶结构，柱状晶头部呈明显的金字塔形状。与传统YSZ柱状晶相比，La2Zr2O7涂层的柱状晶紊乱度更大，尺寸更加细小，并且柱状晶上的树枝状亚晶更多。在25～1200℃范围内，La2Zr2O7涂层的热导率最大为0．985W／（m·K），最小为0．796w／（m·K），大大低于同条件下的YSZ涂层。低本征热导率、小柱状晶直径、大紊乱度、密度轻及高孔隙率是造成La2Zr2O7涂层低热导率的主要因素。

热障涂层用La_2Zr_2O_7粉末研究进展

介绍了La2Zr2O7的结构及作为热障涂层材料的热力学性能;综述了国内外制备La2Zr2O7粉末的方法及其工艺对产物性能的影响;论述了La2Zr2O7用作热障涂层的优缺点和有待解决的问题。

Y_2Zr_2O_7:Eu^(3+)纳米微粒的合成与变温发光特性研究

采用低温燃烧法制备了Y2Zr2O7∶Eu3+纳米微粒,用XRD和HRTEM对纳米微粒的结构、形貌进行了分析和表征.作为对比,采用高温固相法制备了Y2Zr2O7∶Eu3+体相材料,对其变温发光特性进行了测试和对比研究.结果表明,Y2Zr2O7∶Eu3+纳米晶的606和628nm发射(5D0→7F2)最强,与5D0→7F1磁偶跃迁相对发光强度较体相材料增强60%,且随着温度的降低,Eu3+离子5D0→7FJ(J=1,2,3,4)跃迁发光强度均有变化.另外,采用盐酸"浸蚀"技术对Y2Zr2O7∶Eu3+纳米微粒进行了表面处理,室温发射光谱测试表明:5D0→7F2,3,4电偶跃迁与5D0→7F1磁偶跃迁的相对强度较表面处理前减小约15%.对观测到的结果通过纳米微粒的表面效应和激活离子所处局域环境的变化进行了定性解释和讨论.

La_2M_2O_7(M=Ti,Zr)多晶粉末的低温水热合成及表征

低温水热合成是水热化学一个活跃的研究方向，在氧化物粉末的合成方面具有潜在的应用价值．Ｌａ２Ｍ２Ｏ７（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ）陶瓷材料的优良特性使其多晶粉末的合成倍受关注［１，２］．传统的固相反应需在高温（＞１７７３Ｋ）下才能合成Ｌａ２Ｍ２Ｏ７［３］，Ｓｏｌ－...

共沉淀法制备Gd2Zr2O7纳米粒子

采用反向滴定共沉淀法制备了Gd2Zr2O7纳米粒子,用XRD、SEM、TEM、TG-DTA等测试手段分析了煅烧温度和时间、体系温度、pH值、初始浓度、表面活性剂含量(SDBS)对前驱体的物相、形貌及晶粒大小的影响。结果表明:五种因素分别对Gd2Zr2O7相变化无影响,以氨水做沉淀剂经反向滴定,当体系温度为0℃、母盐溶液初始浓度为0.01mol/L、pH值为11、SDBS含量2wt%时,在1100℃煅烧3 h制备出近球形的Gd2Zr2O7纳米粒子,粒径约40 nm。

Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能的改善

采用改进的湿固相机械化学反应法制备出超细锆掺杂氧化铈磨料Ce1-xZrxO2(x=0,0.2),运用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段表征其物相类型、外观形貌、比表面积、粒度、表面电位等物理性质,通过测定抛光速率和观察表面的微观形貌考察它们对ZF7光学玻璃的抛光性能影响.结果表明,Ce0.8Zr0.2O2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能比纯CeO2磨料有明显的提高,抛光速率达到463 nm/min,5.0μm×5.0μm的范围内微观表面粗糙度Ra值达到1.054 nm,而纯CeO2磨料的抛光速率只有292 nm/min,Ra值却增大到1.441 nm.Ce0.8Zr0.2O2固溶体的抛光速率的明显增大和表面粗糙度Ra的下降主要与其负表面电位的增大和颗粒尺寸、粒度的减小密切相关.

衰变子体对^(241)Am_2Zr_2O_7固化体

为探索241Am核素衰变子体对241Am2Zr2O7烧绿石固化体晶胞体积的影响,根据递次衰变理论计算了241Am衰变子体种类及其含量随时间的变化值,并以Nd2Zr2O7作为Am2Zr2O7的模拟物,La作为241Am衰变子体Np的模拟元素,采用So-l喷雾热解法合成了(Nd1-xLax)2Zr2O7(0.1≤x≤0.9)系列模拟固化体。利用XRD和SEM研究了该固化体晶胞参数(a、V)随x的变化关系以及其烧结体的微观结构。结果表明,经103a后,241Am核素的相对摩尔分数仅为最初的10-5at%,其子体237Np的摩尔分数将达到70at%以上,并在4.3×103a后达到峰值(约99at%)。相较其他常规方法,So-l喷雾热解法能在更低温度、更温和的条件下获得纯相的(Nd1-xLax)2Zr2O7烧绿石样品,且能保证其烧结体晶粒细小(约10μm),结构致密,残余气孔率可减少到5%。(Nd1-xLax)2Zr2O7模拟固化体的晶胞参数(a、V)均随x的增加而逐渐增大,在相同x条件下,其晶格常数理论值较试验值大0.2%,其晶胞体积在x为0.9时将膨胀约4%。(Nd1-xLax)2Zr2O7模拟固化体晶胞参数变化趋势与(Am1-xNpx)2Zr2O7固化体的理论值基本一致。

La_2Zr_2O_7弹性常数及最低热导率的第一性原理计算

采用基于第一性原理的赝势平面波法计算了新型热障涂层陶瓷材料La2Zr2O7的弹性常数和热力学性质。计算结果表明:优化后的La2Zr2O7的晶格常数为1.0934 nm,当O(48f)的位置参数为0.329时其晶胞总能量最低;由计算得到的三个弹性刚度张量C11,C12,C44、体弹性模量B和剪切模量G可知La2Zr2O7的结构非常稳定;La2Zr2O7的杨氏模量E=201.50GPa,泊松比为0.274,同性系数为0.733,具有一定的脆性;计算得到的La2Zr2O7德拜温度为619.4K,等容比热为274.3J.mol-1.K-1,最低热导率为1.31W.m-1.K-1,与利用激光脉冲法在1473K测得的热导率1.55 W.m-1.K-1相比,相差15.48%。

Gd_2Zr_2O_7烧绿石的高温高压快速合成

为了研究Gd_2Zr_2O_7烧绿石的合成条件,以Gd_2O_3,ZrO_2混合粉体为原料,在1 773 K的温度、3 GPa和5.2 GPa的压力及10～30 min的保温保压时间内,进行了高温高压实验。借助于XRD,SEM,IR等分析,对合成样品结构、形貌等进行表征,结果表明:在1 773 K的高温、5.2 GPa的高压和10 min的保温保压条件下可合成单一物相的Gd_2Zr_2O_7立方烧绿石。为固化锕系核素的陶瓷基材合成及其固化体的制备提供了一种快速高效的方法。

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.

空位对Sm_2Zr_2O_7陶瓷热膨胀系数的影响

以ZrO_2、Sm_2O_3和二价氧化物MO粉体(M=Mg,Ca)为原料,采用固相反应合成工艺制备了M_(0.1)Sm_(1.9)Zr_2O_(6.95)陶瓷,混合料在空气气氛中1600℃保温10h进行烧结。利用XRD、SEM和热膨胀仪测试了合成产物的相、微观组织和热膨胀系数,结果表明合成出了单相、微观组织较均匀的M_(0.1)Sm_(1.9)Zr_2O_(6.95)陶瓷,陶瓷的热膨胀系数均比纯Sm_2Zr_2O_7陶瓷要高,分析认为热膨胀系数的提高主要是由于Sm_2Zr_2O_7陶瓷中引入的空位所致。热障涂层陶瓷层材料热膨胀系数的提高有利于延长涂层的寿命。

热障涂层用Dy_2 Zr_2 O_7陶瓷粉末制备及其热物理性能研究

采用共沉淀-煅烧法制备了热障涂层用Dy2 Zr2 O7陶瓷粉末。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射,SEM,DSC及霍尔流速计等分析方法,对粉末的化学组成、相组成、微观结构、高温相稳定性和流动性能进行了研究。通过高温膨胀仪、DSC和激光热导仪分别测定其热膨胀系数、比热系数和导热系数。结果表明,所制备粉末的组成与锆酸镝氟石结构的组成相近;高温下Dy2 Zr2 O7无明显相变;在高于1400℃的温度下煅烧后,Dy2 Zr2 O7的流动性得到显著改善;Dy2 Zr2 O7具有比8YSZ更高的热膨胀系数和更低的导热系数。