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层状类钙钛矿结构新铌酸盐KSr_2Nb_3O_(10)

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无机化学学报 1999年第4期15卷 504-506页

作者：方亮张辉吴伯麟袁润章武汉工业大学材料复合新技术国家重点实验室

一些铌酸盐具有优良的压电、铁电性能及较大的非线性光学效应，因此铌酸盐的人工合成、结构与性能的研究受到重视［１，２］，１９９５年ｄｅＡｒａｕｊｏ等人报道了类钙钛矿结构含铋层状铌酸盐化合物的铁电薄膜具有抗疲劳特性，并具有... 详细信息

一些铌酸盐具有优良的压电、铁电性能及较大的非线性光学效应，因此铌酸盐的人工合成、结构与性能的研究受到重视［１，２］，１９９５年ｄｅＡｒａｕｊｏ等人报道了类钙钛矿结构含铋层状铌酸盐化合物的铁电薄膜具有抗疲劳特性，并具有很好的信息存储寿命和较低的漏电流，...

关键词： KSr2Nb3O10 铌酸盐类钙钛矿结构插层现象

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类钙钛矿结构新型多铁性陶瓷的探索

类钙钛矿结构新型多铁性陶瓷的探索

作者：邬竞为浙江大学

学位级别：硕士

由于存在重要的理论研究意义和广阔的实际应用前景,近年来磁电多铁性材料受到了前所未有的广泛关注。其中类钙钛矿结构新型多铁性材料无疑是研究的热点之一。本课题首先选取具有钙铁石结构的Ca2FeAO5+δ(A=A1,Ga)体系陶瓷为研究对象,系... 详细信息

由于存在重要的理论研究意义和广阔的实际应用前景,近年来磁电多铁性材料受到了前所未有的广泛关注。其中类钙钛矿结构新型多铁性材料无疑是研究的热点之一。本课题首先选取具有钙铁石结构的Ca2FeAO5+δ(A=A1,Ga)体系陶瓷为研究对象,系统研究了其晶体结构、介电、磁学和磁介电性能,并深入分析其磁介电起源;同时选取具有Ruddlesden-Popper(R-P)层状钙钛矿结构的Ca3(Til.xMnx)2O7(x=0,0.05,0.1,0.15)体系陶瓷为研究对象,系统研究了其晶体结构、铁电性能及相变行为,并分析Mn4+置换对其晶体结构及铁电性的影响。Ca2FeAO5+δ(A=A1,Ga)体系陶瓷中,超化学计量比的氧使得部分Fe3+被氧化为Fe4+。同时,在Fe3+和Fe4+之间跃迁的空穴极化子,引起了两种样品中的介电弛豫现象。两种样品均为反铁磁材料,而Fe4+和Fe3+之间未完全抵消的磁矩造成了样品的微弱铁磁性。两种样品中均出现了室温巨磁介电现象,并且磁介电效应对弱磁场十分敏感。最大磁介电系数-31.7%为Ca2FeGaO5+δ陶瓷样品于10 MHz、1.4 T条件下获得。不同频率下磁介电效应的起源不同,相对较低频率下的磁介电效应是由非本征因素引起的,而相对较高频率下的磁介电效应是由本征因素引起的。本征磁介电效应起源于外加磁场对Fe3+和Fe4+之间的电荷波动的抑制。两种样品接近室温的反铁磁转变温度TN也使样品的磁介电效应得到进一步增强。Ca3(Ti1-xMnx)2O7(x=0,0.05,0.1,0.15)体系陶瓷的空间群为A21am,属于极性点群,其铁电性起源于a-a-c+氧八面体扭转。样品在室温下均出现了典型的电滞回线,同时矫顽场附近的电流峰也证明样品确实存在铁电性。最大的极化值为3.09μC/cm2,出现在Ca3Ti207中。随着Mn4+置换量x的增加,样品的极化值几乎呈线性下降。样品的DSC图谱中出现一级铁电相变的吸热和放热峰,并存在明显的热滞。随着Mn4+置换量x的增加,吸、放热峰的温度呈线性下降。

关键词：多铁性类钙钛矿结构磁介电效应铁电性

类钙钛矿结构氧化物阴极材料的高温电化学性质研究

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类钙钛矿结构氧化物阴极材料的高温电化学性质研究

作者：曾旭黑龙江大学

学位级别：硕士

类钙钛矿结构的氧化物材料具备较高的氧扩散系数和表面交换系数,同时该类材料又具有离子和电子混合导电性,有希望成为固体氧化物燃料电池的阴极材料。本论文采用固相法分别合成了La2Cu1-zCoxO4、LaSrCu1-xFexO4 Ca2Fe2-xMnO5和Ca2-xSrxe... 详细信息

类钙钛矿结构的氧化物材料具备较高的氧扩散系数和表面交换系数,同时该类材料又具有离子和电子混合导电性,有希望成为固体氧化物燃料电池的阴极材料。本论文采用固相法分别合成了La2Cu1-zCoxO4、LaSrCu1-xFexO4 Ca2Fe2-xMnO5和Ca2-xSrxe2O5材料,利用XRD、SEM、IR等进行了材料性质的表征,并将材料制备成单电极,进行了系统的电化学测试,讨论其作为固体氧化物燃料电池阴极材料的可能性。结果表明,La2Cu0.8Co0.2O4电极的极化电阻值在700℃时为0.5Ω·cm2。LaSrCu0.7Fe0.3O4电极的极化电阻值最小,在700℃时为0.38Ω·cm2.电极反应的速率控制步骤主要是氧离子在三相界面与电解质之间的迁移过程及电荷的转移过程。在新型材料Ca2Fe2O5中掺入Sr和Mn,使材料的电导率得到提高,其中B位掺杂后得到的Ca2Fe1.3Mn0.7O5电极的极化电阻值最小,在750℃时为0.23Ω·2,A为掺杂后得到Ca1.95Sr0.05Fe2O5电极,其极化电阻在750℃时为0.3Ω·cm2。电极反应的速率控制步骤为电荷的转移过程。以Ca2Fe1.3Mn0.7O5为基础制备CFM-CGO和CFM-Ag复合电极,使电极的性能进一步提高,其中CGO含量在40wt.%时复合电极的极化电阻最小,750℃下仅为0.2Ω·cm2,电极反应的速率控制步骤主要为电荷在电极的三相界面(TPB)上的转移过程。

关键词：固体氧化物燃料电池阴极材料类钙钛矿结构钙铁石结构复合电极

Ni基类钙钛矿结构阴极材料的制备与掺杂改性

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Ni基类钙钛矿结构阴极材料的制备与掺杂改性

作者：曲亮武中国民航大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(SOFC)由于其具有能量转化率高、环境友好等特点,受到了人们的广泛关注。本文使用EDTA-柠檬酸法成功制备了三个系列的Ni基类钙钛矿结构阴极材料,并对它们进行了掺杂改性研究。第一个系列材料为PrLaNi.95-x Cu AlO(x=0... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)由于其具有能量转化率高、环境友好等特点,受到了人们的广泛关注。本文使用EDTA-柠檬酸法成功制备了三个系列的Ni基类钙钛矿结构阴极材料,并对它们进行了掺杂改性研究。第一个系列材料为PrLaNi.95-x Cu AlO(x=0,0.1,0.2,0.3)。随着Cu掺杂量的增大,该系列材料的电导率逐渐增大,催化活性和单电池性能先增大后减小。其中PrLaNiCuAlO材料的性能最为优异,但在700、800℃下的热稳定性不够理想。第二个系列材料为PrLaNiCuAlO(y=0,0.2,0.5,1.0)。随着La含量的增大,该系列材料的平均热膨胀系数逐渐增大,电化学性能逐渐降低,但热稳定性有所提升。其中综合性能最优异的是PrLaNiCuAlO材料,在700℃下煅烧72 h后仍未分解,但在800℃下的稳定性不够理想。第三个系列材料为Pr-z La NiO(z=1,2,3)。随着La掺杂量的增大,样品的电化学性能逐渐下降。此外,相比于前两个系列材料,该系列材料的电导率明显提高,且热稳定性更好,但化学活性降低了很多。其中PrLaNiO材料性能最为优异,在800℃下稳定性良好结果表明,PrLaNiCuAlO材料可作为在700℃下工作的SOFC阴极理想材料。当工作温度更高时,则PrLaNiO材料更加合适。

关键词：固体氧化物燃料电池阴极材料类钙钛矿结构电化学性能

Cr3+掺杂类钙钛矿结构近红外荧光粉的制备与发光性能研究

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Cr3+掺杂类钙钛矿结构近红外荧光粉的制备与发光性能研究

作者：唐文强内蒙古大学

学位级别：硕士

近红外光谱技术具有高效、快速、非破坏性等优点,在生物成像、医学、农业科学、食品加工等领域应用广泛。近红外荧光粉转换型发光二极管(pc-LED)有着尺寸小、效率高及发射谱带可调等特点,被视为最具应用前景的微型光源。然而目前现有的... 详细信息

近红外光谱技术具有高效、快速、非破坏性等优点,在生物成像、医学、农业科学、食品加工等领域应用广泛。近红外荧光粉转换型发光二极管(pc-LED)有着尺寸小、效率高及发射谱带可调等特点,被视为最具应用前景的微型光源。然而目前现有的近红外荧光粉普遍存在发光范围窄、内量子效率低、热稳定性差等问题。因此,开发发射峰值谱带宽、内量子效率高、热稳定性好的超宽带近红外荧光粉在推动近红外光谱技术的发展和应用上具有重要意义。本论文基于过渡金属Cr掺杂的类钙钛矿结构MgTaO(MTO)和Ca MgGeO(CMGO)体系,利用晶体场理论,结合光谱手段,开展不同体系Cr掺杂近红外发光性能调控的研究,总结材料性能随基质组分结构的变化关系,为研发内量子效率高,热稳定性好的宽带近红外荧光粉提供理论及实验依据。第一部分,通过高温固相法合成了MTO:Cr及MTO:Cr,Yb荧光粉。MTO:Cr在460 nm蓝光激发下,发射峰值位于850 nm,半高宽为188 nm的宽带近红外光。具有最佳掺杂浓度的MTO:0.03Cr内量子效率为72%,且吸收高达46.4%,但其热稳定性较差,150℃时的发光强度仅保留室温的30%。进一步地,通过在MTO:0.03Cr荧光粉中共掺杂稀土离子Yb,实现了峰值位于850nm和1000 nm的双峰宽带近红外发射,MTO:0.03Cr,0.06Yb的内量子效率提高到87.3%,吸收为48.3%,且其热稳定性明显提高,在150℃时的发光强度为室温的50%。最后,将MTO:0.03Cr及MTO:0.03Cr,0.06Yb分别与460nm蓝光LED芯片结合制备器件,近红外输出功率分别为60.9 m W@150 m A及74.6 m W@150 m A,光电转换效率高达22.1%@10 m A及23.6%@10 m A。第二部分,通过高温固相法制备了CMGO:Cr荧光粉,随着掺杂浓度的增加,CMGO:Cr荧光粉的发射光谱可以从720 nm窄带调控到910 nm的宽带。该材料的最佳掺杂浓度为0.015,且CMGO:0.015Cr的内量子效率为25.8%,吸收为18.6%。CMGO:0.015Cr具有较高的热稳定性,其发光强度在150℃时可以保持室温下的76.3%。最终由CMGO:0.015Cr与450 nm蓝光芯片制备的pc-LED器件,在150 m A时的近红外输出功率为14.7 mW,光电转换效率为3.3%。

关键词：晶体场理论能量传递 Cr3+ 宽带近红外荧光粉类钙钛矿结构

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

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无机化学学报 2003年第10期19卷 1150-1152页

作者：张辉方亮洪学鹍孟范成刘韩星袁润章武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

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... 详细信息

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].

关键词：铌酸盐类钙钛矿结构介电特性 Ba5NdTi2Nb3O18 合成介电常数介电材料

类钙钛矿新铌酸盐Ba_6LaTi_3Nb_3O_(21)的合成、结构与介电特性

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无机化学学报 2004年第4期20卷 426-428页

作者：张辉黄涛华方亮孟范成刘韩星袁润章武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

A New Niobate Ba 6 LaTi 3 Nb 3 O 21 was synthesized by high temperature solid state reaction in the BaO - La 2 O 3 - TiO 2 - Nb 2 O 5 system.The chemical compositions,crystal structure,microstructure,density and melting point of the new compound were characterized by EPMA,XRD,DTA and so on.Ba 6 LaTi 3 Nb 3 O 21 crystallizes the rhombohedral system with unit cell parameters a=0.57388(2)nm,c=4.9283(3)nm,and space group R3m,Z=3.The structure may be described as six(Nb,Ti)O 6 octahedra corner - sharing along c - axis to form perovskite layer connected by Ba atoms.The Ba 6 LaTi 3 Nb 3 O 21 ceramics exhibits high dielectric of74.1,low dielectric loss of4.7 × 10 -4 and small temperature coefficient of dielectric constant of-69ppm · K -1 at1MHz due to its close structure and relative high dielectric polarizabilities of Ba 2+ ,La 3+ ,Ti 4+ and Nb 5+ .Ba 6 LaTi 3 Nb 3 O 21 might be a suitable candidate of highε r mi - crowave dielectric ceramics.

关键词：类钙钛矿结构铌酸盐 Ba6LaTi3Nb3O21 合成结构介电特性微波介电陶瓷材料固相反应

六方层状类钙钛矿铌钽酸盐陶瓷的制备、结构与介电性能研究

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六方层状类钙钛矿铌钽酸盐陶瓷的制备、结构与介电性能研究

作者：洪学鹍武汉理工大学

学位级别：硕士

本论文的主要目的是探索新型类钙钛矿结构的铌、钽酸盐微波介质材料。随着信息技术的加速发展，移动通信系统开始向高频化、小型化、集成化、高可靠性方向发展。作为一类高性能介电材料，微波介质陶瓷逐步地成为了现代通信技术中的关键... 详细信息

本论文的主要目的是探索新型类钙钛矿结构的铌、钽酸盐微波介质材料。随着信息技术的加速发展，移动通信系统开始向高频化、小型化、集成化、高可靠性方向发展。作为一类高性能介电材料，微波介质陶瓷逐步地成为了现代通信技术中的关键基础材料，它的应用越来越受到人们的重视。考虑到现已实用化的高介电常数BLT材料，Q·f值较小，随频率的提高，Q降低，不能满足高可靠性的要求;而中等介电常数材料体系如BaTiO，BaTiO，(Zr,Sn)TiO介电常数偏低，而且性能不容易控制，在保持Q值不降低的前提下，很难满足进一步小型化的需求。因此介电常数介于50y～90，Q·f值达到40000以上，主要应用于4-8GHz等高性能的微波介质陶瓷新材料体系不仅在科学研究而且在实际应用上具有重要的价值。值得注意的是业已开发出来的材料不论是复合钙钛矿Ba(X,Y)O，(X=Mg，Zn，Co，Ni，Mn;Y=Nb，Ta)还是钨青铜结构，它们都是由氧八面体共顶连接，而且氧八面体内(B位)、外(A位)阳离子比例都等于或略大于1，因此，我们推测在B位与A位阳离子比例略小于1的类钙钛矿结构中极有可能存在具有优良介电性能的新材料。本论文中首先采用高温固相法合成了ABO(n=5)系列类钙钛矿新化合物BaLaTiNbO，BaLaTiNbO，BaNdTiNbO，BaNdTiNbO和BaLaTiTaO。并通过扫描电镜(SEM)形貌分析、X射线衍射分析(XRD)和电子探针(EPMA)分析及化学分析，获得了这些化合物的结构，结果显示，它们都是六方层状结构。同时获得了精修的晶胞参数及指标化X射线粉末衍射数据。其次，对比研究了新铌、钽酸盐陶瓷BaLaTiNbO，BaLaTiNbO，BaNdTiNbO，BaNdTiNbO和BaLaTiTaO的介电常数—温度特性，以及室温下的介电损耗—频率特性。证实了它们具有良好的介电性能。最后，运用Clausius-Mosotti方程结合离子极化率计算了该系列铌、钽酸盐陶瓷的介电常数，并同实验结果进行了对比分析。该类化合物由于A、B位均可能被电价与半径不同的阳离子在较宽的范围内取代，所以其介电性质有较大范围的调节与优化的可能性，因此从该类化合物中极有可能开发出具有广泛应用前景的新型高性能微波介质陶瓷材料。

关键词：类钙钛矿结构微波介质陶瓷铌、钽酸盐 XRD 介电性能

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固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

稀有金属 2023年第8期47卷 1143-1162页

作者：常春李宝莹纪博伟门海超王琦中国地质大学(北京)材料科学与工程学院矿物材料国家专业实验室非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室地质碳储与资源低碳利用教育部工程研究中心北京100083

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态、绿色、经济、无污染、燃料选择性强的发电装置,在效能转化和环境友好能源应用方面拥有巨大的开发前景。研究表明,高温SOFC(800~1000℃)具有慢启动、高成本、高温存在组件之间扩散及老化、性能衰... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态、绿色、经济、无污染、燃料选择性强的发电装置,在效能转化和环境友好能源应用方面拥有巨大的开发前景。研究表明,高温SOFC(800~1000℃)具有慢启动、高成本、高温存在组件之间扩散及老化、性能衰减速率快、密封和连接困难等一系列问题,相比之下中低温SOFC(600~800℃)稳定性好、成本低、启动快速、封接材料选择宽泛。因此,对中低温SOFC技术的开发与研究十分必要。SOFC的阴极的作用是传递电子、扩散氧、催化氧的还原反应及为氧的还原反应提供场所。然而,阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学、不稳定性和极化损耗成为制约SOFC技术发展的主要挑战。阴极材料与电解质材料的热膨胀系数不匹配以及Cr中毒和CO_(2),SO_(2)中毒等问题也对SOFC中低温化进程产生较大影响。介绍了氧离子传导、氧还原机制等内容,从组成和微观结构的角度出发,综述了近年来钙钛矿、双钙钛矿、类钙钛矿、尖晶石和其他结构类型SOFC阴极材料以及复合阴极材料的研究进展,并展望了未来固体氧化物燃料电池阴极材料进行性能优化和新型阴极材料开发的方向和策略。

关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC) 阴极材料钙钛矿结构类钙钛矿结构尖晶石结构复合阴极材料