周传仓
,
张飞鹏
,
吴红玉
,
房慧
,
黄灿胜
,
李凡生
,
杨新宇
,
张久兴
硅酸盐通报
采用平面波超软赝势密度泛函理论的方法研究了Zn3V2O8的能带结构、电子态密度和光学特性.能带结果显示Zn3V2O8呈间接带隙的绝缘体型能带,其禁带宽度为2.9 eV.详细的电子态密度结果显示其费米面上的态密度达到20 e/eV,费米能级附近的能级由Zn3p、V3p和O2p电子形成,Zn3d和O2s之间有强的杂化作用.介电性能结果显示在4.4 ～5.7 eV附近有强的吸收峰,在20.6 eV附近有一个次强吸收峰;吸收光谱显示在6.8 eV处有强吸收,在20.7 eV处有一个较弱的吸收峰.
关键词:
Zn3V2O8
,
密度泛函理论
,
电子结构
周传仓
,
张飞鹏
,
吴红玉
,
房慧
,
李凡生
,
黄灿胜
,
杨新宇
,
张久兴
人工晶体学报
采用水热法制备了纳米带状结构的Zn3 V2O8多晶粉体,并对Zn3 V2 O8漫反射光谱以及发射谱、激发谱进行了分析.结果表明,在230 ～450 nm波长范围为全吸收,激发谱上有一个宽带激发与窄带激发,峰值分别位于350 nm与272 nm.在发射谱上的宽带发射与窄带发射,峰值分别在528 nm与716 nm.降解率实验结果表明了当光照时间延长到3h后,水热合成Zn3 V2O8基本已完全降解亚甲基蓝溶液.
关键词:
Zn3V2O8
,
水热法
,
降解
,
光学性能
张飞鹏
,
杨欢
,
曾宏
,
张忻
,
路清梅
,
张久兴
硅酸盐通报
采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.
关键词:
Ca3Co4O9
,
烧结工艺
,
电性能
路清梅
,
张冰心
,
张飞鹏
,
张忻
,
张久兴
中国稀土学报
采用溶胶-凝胶和无压烧结的方法制备了Yb掺杂的钙钛矿型Ca1-xYbxMnO3(x=0～0.2)系列固溶体,并结合X射线Rietveld精修、扫描电子显微镜及热电性能测试,系统研究了Yb掺杂量对产物相组成、晶体结构、显微结构和热电性能的影响.结果表明,Yb的掺杂引起了CaMnO3的晶格畸变,导致Mn-O2-Mn键角(氧八面体在水平方向的扭转)随着Yb的增加而减小;Yb的掺杂大幅度降低了样品的电阻率,并改变了电传输特性:Seebeck系数绝对值显著降低,同时随着掺杂量的增加,进一步减小.Yb的掺杂明显抑制了晶粒长大,此外,其重原子特性和少量第二相的生成显著降低了材料的热导率.其中x=0.1的样品Ca0.9Yb0.1 Mno3在T=700℃时,ZT值达到0.093,较单相的CaMnO3提高了120%.
关键词:
钙钛矿
,
掺杂
,
Rietveld精修
,
热电性能
,
稀土
韩志明
,
张忻
,
路清梅
,
张久兴
,
张飞鹏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11550
以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料, 采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金. 结构及热电输运特性分析结果表明: 当Mg原料过量8wt%时, 可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失, 形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体. 烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大; 电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大, 当样品中Sb掺杂量x≤0.025时, 样品电阻率呈现出半导体输运特性, Sb掺杂量x>0.025时, 样品电阻率呈现为金属输运特性. Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大; 热导率κ在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低, 在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率, 但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率. 实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率, 提高中温区Seebeck系数绝对值; 其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值, 并在723 K附近取得最大值约为1.22.
关键词:
Mg2Si基热电材料; Sb掺杂; 热电性能; 放电等离子烧结
王继娜
,
徐开东
,
牛季收
,
张飞鹏
硅酸盐通报
采用粉煤灰、赤泥等类粘土质的工业固废制备建筑陶瓷是其生态高值化利用的有效途径.本文研究了陶瓷坯体主要成分粉煤灰和赤泥配比为3:2时优化的烧成温度、保温时间等工艺参数,研究了成孔剂含量对陶瓷体积密度、孔隙率及微观组织结构的影响,研究了与该坯体相适宜的釉料配方及涂布方式对坯釉结合性能的影响,并重点探讨了具有自保温性能的陶瓷坯釉一次干压成型和一次烧成的制备工艺.研究结果表明,较优化的烧成温度为1100℃,保温时间为2h;适宜的成孔剂含量为5％,釉料配方和涂布工艺对坯釉结合性能和釉层质量具有决定性作用,坯釉一次干压成型是解决坯釉适应性和提高结合强度的有效技术途径;陶瓷基体中加入成孔剂并不会对釉质层的质量造成影响,且坯釉一次干压成型和一次烧成的制备工艺可实现以粉煤灰、赤泥为主要原料的陶瓷的一体化生产,具有显著的生态、节能和经济性.
关键词:
粉煤灰-赤泥孔隙陶瓷
,
成孔剂含量
,
制备工艺
,
宏微观结构
张飞鹏
,
杨欢
,
张忻
,
路清梅
,
张久兴
硅酸盐通报
基于密度泛函理论第一性原理计算的方法研究了Cu掺杂NiO氧化物的能带结构、电子能量状态密度和电荷分布,系统分析了其电输运参数和热电性能.能带结构计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物带隙减小.态密度计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的状态密度大大提高.电荷分布计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物阳离子和阴离子之间偏向共价结合.载流子输运参数分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的载流子有效质量均增大,其迁移率降低,费米能级附近的载流子浓度增加.电输运性能分析结果表明,载流子在Op态、Ni d态、Cud态电子与Os、Op态、Ni s、Ni p态、Cu s、Cu p态电子形成的能级之间的跃迁形成载流子迁移过程.热电性能分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物电阻率大大降低,Seebeck系数有望得到提高,Cu掺杂可提高NiO氧化物的热电性能.
关键词:
NiO
,
Cu掺杂
,
电输运参数
,
热电性能
张飞鹏
,
曾宏
,
路清梅
,
张忻
,
张久兴
功能材料与器件学报
采用柠檬酸溶胶凝胶结合陶瓷烧结工艺制备了Ca位掺杂稀土的Ca0.95RE0.05 MnO3(RE=Pr,Eu,Tb)氧化物块体试样,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜及电输运参数测试仪分析了所得试样.结果表明:所有试样呈单一物相,掺杂氧化物晶胞减小,块体试样结构致密;未掺杂的CaMnO3呈半导体传输特性,其电阻率较高,在373K时达340 mΩ·cm;Ca位掺杂稀土元素Pr,Eu,Tb之后,其电阻率大幅度降低,但各温度点电阻率随Pr,Eu,Tb略有升高;测试温度范围内所有掺杂试样载流子激活能降低,输运特性未发生改变;其中Pr掺杂试样Ca0.95 Pr0.05MnO3各温度点的电阻率最低,在373K时为最低8 mΩ·cm,远低于未掺杂氧化物.
关键词:
CaMnO3
,
稀土掺杂
,
电传输性能
张飞鹏
,
路清梅
,
张久兴
,
张冰心
功能材料
n型钙钛矿结构的CaMnO3热电氧化物是目前极有应用潜力的新型高温热电材料.利用Ca(NO3)2·2H2O、Mn(NO3)2为起始原料,去离子水为溶剂,加入适量乙二醇,以柠檬酸为络合剂,制备了CaMnO3溶胶.通过煅烧干凝胶前驱物制得了钙钛矿型CaMnO3多晶体粉末.利用TG-DTA、XRD、FT-IR及SEM分析了所得产物.结果表明,干凝胶前驱物经过950℃煅烧5h,可制得单一钙钛矿型CaMnO3多晶粉末.
关键词:
CaMnO3
,
溶胶凝胶法
,
表征
