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钛酸钡基弛豫铁电陶瓷的制备与储能特性研究

钛酸钡基弛豫铁电陶瓷的制备与储能特性研究

作者：谢景龙西安工业大学

学位级别：硕士

钙钛矿结构弛豫铁电陶瓷是一种重要的高功率储能材料,具有充放电速度快、循环寿命长和温度稳定性好的优点,广泛应用于电磁脉冲式武器、新能源发电系统、手机等消费电子、医疗手术激光等领域,是我国中长期科技发展规划中重要的材料之一... 详细信息

钙钛矿结构弛豫铁电陶瓷是一种重要的高功率储能材料,具有充放电速度快、循环寿命长和温度稳定性好的优点,广泛应用于电磁脉冲式武器、新能源发电系统、手机等消费电子、医疗手术激光等领域,是我国中长期科技发展规划中重要的材料之一。能源和环境是人类赖以生存的基础,发展无铅高储能性能的弛豫铁电材料迫在眉睫,然而目前存在以下瓶颈问题:1)储能密度较低,一般低于1.5 J/cm3;2)储能效率不高,低于75%;3)击穿电场强度低于200 k V/cm。针对以上问题,本文以钛酸钡(Ba Ti O)为研究对象,一方面通过组分掺杂、相结构设计和制备工艺优化实现对电子陶瓷储能性能的提升。另一方面,对影响储能性能的物理机制进行深入的探索。主要研究成果如下:通过引入过渡铁电体理论,在足够无序度的(1-x)BaSrTi O-x Bi(MgNb)O(简记为(1-x)BST-x BMN)体系中实现了较高的储能密度和储能效率,当x=0.10时,储能密度为3.90 J/cm3,可回复储能密度为3.34 J/cm3,能量存储效率为85.71%。(1-x)BST-x BMN陶瓷中较高的储能密度和能量存储效率特性来源于过渡弛豫铁电体中存在的纳米畴。由于过渡弛豫铁电体具有小的自由能和较少的缺陷,更容易获得“瘦细”的电滞回线和高的击穿电场强度。同时,0.90BST-0.10BMN储能陶瓷在外加电场300k V/cm,25 C至150 C的温度范围内,可回复能量存储密度和效率值变化小于3%,展现出良好的温度稳定性。通过传统固相烧结法制备出(1-x)(BiLaNa)BaTi O-x Sr(ScNb)O(简记为(1-x)BLNBT-x SSN)储能陶瓷。研究结果表明,(1-x)BLNBT-x SSN储能陶瓷具有单一的钙钛矿晶体结构,并且随着SSN含量的增加,样品的晶格常数和平均晶粒尺寸没有明显变化,但是弛豫特性逐渐增强,介电常数和介电损耗表现出减小的趋势,其介电常数的最大值对应的温度(T)逐渐向低温方向移动。由于掺杂离子打破了长程铁电有序性,从而形成了更多高动态活性的纳米畴,更容易在外加电场撤去后释放出存储的能量。其中,0.85BLNBT-0.15SSN储能陶瓷具有最佳的能量存储性能,最大击穿电场为185k V/cm,储能密度为2.22 J/cm3,可回复储能密度为1.83 J/cm3,能量存储效率为82.32%。同时,0.85BLNBT-0.15SSN陶瓷在外加电场120 k V/cm,5 Hz至200 Hz的频率范围内,可回复能量存储密度和储能效率值的变化小于8%,展现出良好的频率稳定性。通过传统固相烧结法制备出(1-x)(0.65Ba Ti O-0.35BiNaTi O)-x Sr(ScNb)O(简记为(1-x)BBNT-x SSN)储能陶瓷。研究结果表明,BBNT和SSN在设计的组成范围内能够固溶形成单一的钙钛矿晶体结构,并且随着SSN组分含量的增加,样品的晶格常数不断增大(x<0.20),但是介电常数和介电损耗表现出减小的趋势。0.90BBNT-0.10SSN储能陶瓷具有最佳的能量存储性能,最大击穿电场为206 k V/cm,储能密度为2.24 J/cm3,可回复储能密度为2.02 J/cm3,能量存储效率为90.18%。同时,0.90BBNT-0.10SSN储能陶瓷在外加电场150 k V/cm时,具有优异的温度、频率、循环寿命稳定性。综上所述,本文采用固相烧结法制备了一系列高能量存储性能的无铅钛酸钡基弛豫铁电陶瓷,通过分析样品的晶体结构、微观结构、介电、铁电等性能,发现在过渡弛豫铁电体中更容易获得较高的储能密度和储能效率:过渡铁电体中具有更多的纳米极性畴,更低的自由能。此外,本工作探索出的无铅储能陶瓷体系有望在新型储能陶瓷电容器中得到广泛应用,更重要的是,过渡弛豫铁电体理论可以为新型储能陶瓷电容器的设计提供科学有效的指导。

关键词：钛酸钡能量密度能量效率无铅陶瓷弛豫铁电体

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钒业废水的六价铬治理

环境工程 2008年第3期26卷 54-55页

作者：谢景龙怀化市辰溪县环境保护监测站湖南怀化辰溪县419500

利用原处理系统中Na2S的还原性,与废水中具有氧化性的六价铬发生氧化还原反应,将六价铬还原为三价铬,然后利用化学沉淀法去除,达到治理六价铬的目的,经工程实践证明效果显著。

关键词：六价铬氧化还原溶度积治理

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钙钛矿太阳能电池稳定性的研究进展

稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 377-384页

作者：戴中华谢景龙刘卫国葛少博周顺朱远超西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室陕西西安710032

回顾了钙钛矿太阳能电池的发展历程,总结了影响钙钛矿太阳能电池稳定性的几个重要因素,包括水汽、氧气、光照和高温条件对钙钛矿层的化学稳定性以及电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)和制备工艺对电池稳定性的影响。对稳定机制进行了分... 详细信息

回顾了钙钛矿太阳能电池的发展历程,总结了影响钙钛矿太阳能电池稳定性的几个重要因素,包括水汽、氧气、光照和高温条件对钙钛矿层的化学稳定性以及电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)和制备工艺对电池稳定性的影响。对稳定机制进行了分析,提出了改善稳定性的一些方法,并根据目前的研究成果展望了钙钛矿太阳能电池的发展趋势。

关键词：钙钛矿太阳能电池稳定性转换效率载流子传输层薄膜

夏季3A、5A吸附剂对奶牛舍CH_4、NH_3、CO_2及H_2S的吸附研究

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2019年第1期40卷 77-82页

作者：张小飞谢景龙邵伟余雄新疆农业大学动物科学学院乌鲁木齐830052 新疆农业大学新疆肉乳用草食动物营养实验室乌鲁木齐830052

为探究夏季牛舍中3A、5A2种新型微孔吸附剂对CH_4、NH_3、CO_2和H_2S 4种有害气体的吸附效果,将2种微孔吸附剂悬挂于风机上作为试验组,用气体检测仪检测风机口处CH_4、NH_3、CO_2和H_2S含量,并与对照组相比较,其差值为吸附浓度,根据温... 详细信息

为探究夏季牛舍中3A、5A2种新型微孔吸附剂对CH_4、NH_3、CO_2和H_2S 4种有害气体的吸附效果,将2种微孔吸附剂悬挂于风机上作为试验组,用气体检测仪检测风机口处CH_4、NH_3、CO_2和H_2S含量,并与对照组相比较,其差值为吸附浓度,根据温度、湿度、大气压、风速推导计算出吸附重量。当吸附剂无吸附效果后停止试验,进行下一轮平行试验。结果表明:在36h的试验周期中,3A吸附剂吸附CH_46.08g,吸附NH_31.51g,吸附CO_2 57.91g,吸附H_2S 2.46g;5A吸附剂吸附CH_4 7.21g,吸附NH_3 1.51g,吸附CO_2 61.25g,吸附H_2S 2.06g。吸附剂不引起温度变化;随着时间的延长,吸附剂吸水性及其他性能逐渐下降;吸附质浓度增大时,吸附剂的吸附重量也相应增大;分子直径与吸附剂的通道孔径越接近,吸附剂吸附效果越明显。综合而言,3A、5A吸附剂对奶牛舍的CH_4、NH_3、CO_2和H_2S 4种气体的吸附效果基本相近。

关键词： 3A吸附剂 5A吸附剂吸附浓度吸附重量

中西医结合治疗慢性化脓性骨髓炎351例疗效观察

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中国临床医生杂志 1987年第2期 14-16页

作者：谢景龙河北省新乐县中医院

慢性骨髓炎是指急性骨髓炎治疗不及时或治疗不彻底,迁延不愈,病程达4周以上,多有死骨形成的慢性疾病或原发性慢性骨髓炎。一、一般资料本组351例中,男性231例,女性120例;农民209例,学生80例,儿童26例,工人31例,干部5例;2～15岁84例,16... 详细信息

慢性骨髓炎是指急性骨髓炎治疗不及时或治疗不彻底,迁延不愈,病程达4周以上,多有死骨形成的慢性疾病或原发性慢性骨髓炎。一、一般资料本组351例中,男性231例,女性120例;农民209例,学生80例,儿童26例,工人31例,干部5例;2～15岁84例,16～20岁72例,21～30岁86例,31岁以上109例;病程最长46年,最短2个月。

关键词：死骨病程脓液骨骼运动器官骨膜剥离骨质破坏慢性骨髓炎骨包壳骨髓腔骨面窦道形成

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中西医结合治疗淋巴腺结核275例疗效观察

河北中医 1980年第1期2卷 46-48页

作者：谢景龙新乐县医院外科

现代医学中的淋巴腺结核，祖国医学称为“瘰疬”，我于二十余年的临床实践中，用中西医结合的方法治疗淋巴腺结核，疗效较好，现将近期治疗的二百七十五例总结如下。

关键词：中西医结合治疗淋巴腺结核疗效观察现代医学祖国医学临床实践

以“双文明”建设为抓手推进价格工作全面发展

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中国价格监督检查 2010年第4期 37-38页

作者：王志鑫谢景龙湖南省辰溪县物价局

近年来,湖南省辰溪县物价局以"双文明"建设为抓手,把"双文明"与价格工作有机结合起来,做到两手抓,两不误,两促进,价格工作跨入了先进行列,文明建设迈上了新的台阶。

关键词：价格工作材料价格优惠政策双文明文明建设湖南省教育收费有机结合辰溪公示

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中医治疗慢性化脓性骨髓炎2721例

中医杂志 1992年第9期33卷 40-42页

作者：谢景龙谢正平秦国进权力李占良王振江谢军平河北省新乐骨髓炎医院河北新乐县新开路21号050700

对慢性化脓性骨髓炎的治疗,采用辨证分型,中药内外合治方法,经观察2721例,治愈率为95.3％,复发率为0.6％,骨质恢复正常时间成人一般为1～2年,儿童为6个月～1年。

关键词：骨髓炎中医药疗法

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BT基无铅压电陶瓷的最新进展

电子元件与材料 2018年第8期37卷 1-9页

作者：戴中华谢景龙琚思懿刘卫国西安工业大学陕西省薄膜与光学检测技术重点实验室陕西西安710021

BaTiO_3(BT)基无铅压电陶瓷因其较高的相对介电常数、优良的铁电、压电、热释电、耐压和绝缘等性能,在目前无铅压电陶瓷几大体系中有巨大应用前景。近年来,关于该体系材料的改性制备研究的报道越来越多,本文着重于从离子掺杂改性、多组... 详细信息

BaTiO_3(BT)基无铅压电陶瓷因其较高的相对介电常数、优良的铁电、压电、热释电、耐压和绝缘等性能,在目前无铅压电陶瓷几大体系中有巨大应用前景。近年来,关于该体系材料的改性制备研究的报道越来越多,本文着重于从离子掺杂改性、多组元改性、烧结助熔剂改性及纳米粉体制备四个方面介绍了BT基压电陶瓷的最新研究进展。总结了各种添加剂对BT基无铅压电陶瓷体系压电性能的影响机理和规律,介绍了当前制备工艺对其微观结构和压电性能改性的研究成果,并展望了BT基无铅压电陶瓷体系的发展趋势。

关键词：无铅压电陶瓷 BaTiO3 综述掺杂改性低温烧结压电性能纳米级粉体制备