Fe,Co,Ni对NaNbO_3的电子结构与光催化性能影响的密度泛函理论研究

本文采用密度泛函理论方法详细研究了Fe,Co和Ni对NaNbO_3电子结构及光催化性能的影响。结果表明,Fe,Co和Ni在NaNbO_3的禁带中引入了新的杂质能级,其在电子跃迁中具有桥梁作用从而使得电子吸收光线可红移至可见光区。另外,Co和Ni所引入的能级具有很强的分散性,其有利于电子的跃迁且能降低电子复合的几率从而提高NaNbO_3的光催化效率。     

铜掺杂对(Na0.5K0.5)NbO3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法对(Na0.5K0.5)NbO3压电陶瓷进行铜掺杂改性研究。使用SEM、XRD并结合常规压电陶瓷性能测试手段对该体系的显微结构、压电性能等进行表征。研究结果表明:CuO的掺入使材料出现“硬化”现象,即材料的压电系数d33、平面机电耦合系数Kp和介电损耗tanδ下降了,机械品质因子Qm大大提高;CuO掺入量在1%mol时各项性能最佳。另外,从SEM图片中可以看出:(Na0.5K0.5)NbO3压电陶瓷材料的平均晶粒尺寸随着CuO掺入量的增加明显变大。这表明CuO有烧结助熔作用,能降低烧成温度。     

溶胶-凝胶法合成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉

以钛酸四丁酯、硝酸铋、醋酸钠和冰醋酸为原料,利用溶胶-凝胶工艺得到透明凝胶,经干燥后煅烧成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉。通过对溶胶体系水/醇盐的摩尔比、初始pH值及胶凝温度对(Na0.5Bi0.5)TiO3凝胶体系溶胶-凝胶形成过程影响的研究,发现水/醇盐比R在35≤R≤60,pH在2.2~3.5,反应温度在40~60℃时,能够得到透明的溶胶;通过TG-DTA、SEM、X-ray等分析手段对(Na0.5Bi0.5)TiO3粉体进行测试,表明在650℃合成1h可以得到单一钙钛矿(Na0.5Bi0.5)TiO3晶体;采用TEM对(Na0.5Bi0.5)TiO3干凝胶粉体分析其粒径大小约为10nm。     

准同型相界附近(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3的制备及性能研究

利用固相法制备了（Na1-xKx）0.5Bi0.5TiO3系压电陶瓷，XRD分析表明所得陶瓷样品为纯的钙钛矿结构，其准同型相界在x=0．18～0．22之间；电子探针显微分析显示所做陶瓷样品晶粒发育良好，具有规则的外形和明显的晶界；实验所得陶瓷样品损耗tanδ最大不超过5％，最好的压电常数d33=153 pC／N，平面机电耦合系数kp=0．299，它们分别出现在x=0．22和0．20处。     

Pr3+掺杂对CaBi8Ti7O27陶瓷电学和光学性能的影响

采用传统固相法合成了Pr3+掺杂的CaBi8Ti7O27(CBT-BIT-xPr3+,0≤x≤0.020)共生铋层状结构多功能陶瓷材料,并研究了Pr3+掺杂对CaBi8 Ti7 O27陶瓷样品的结构、电学和光学性能的影响.结果表明,所有样品均为单一的正交相共生铋层状结构,适量的Pr3+掺杂未明显改变陶瓷样品的居里温度;随着Pr3+掺杂量的增大,陶瓷样品的介电损耗tanδ逐渐降低,压电常数d33由7 pC/N逐渐提升至11 pC/N;在450 nm波长光源的激发下,Pr3+掺杂后的样品可在611 nm处观测到一个较强的红光发射峰,并且其荧光强度随Pr3+掺杂量的增加而逐渐增强.     

Ce掺杂0.9Bi4Ti3O12 - 0.1K0.5Na0.5NbO3铋层状陶瓷结构与性能研究

采用传统固相法制备了CeO2掺杂0.9Bi4Ti3O12–0.1K0.5Na0.5NbO3(BTO-KNN) 铋层状陶瓷材料。系统研究了CeO2掺杂对BTO-KNN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响. 结果表明：所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构;BTO-KNN基陶瓷的压电性能随着CeO2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO2掺量为0.75 wt% 时,样品具有最佳的电性能: d33=28 pC/N,介电损耗tan δ=0.29%,机械品质因数Qm = 2897,剩余极化强度Pr = 11.83 μC/cm2,且居里温度 Tc 高达615 ℃;研究结果表明CeO2掺杂0.9Bi4Ti3O12–0.1K0.5Na0.5NbO3铋层状陶瓷是种潜在的高温陶瓷材料。     

钛酸钡纳米粉体的水热合成研究

采用水热法,以二氧化钛和氢氧化钡为原料,氢氧化钠作为反应矿化剂进行反应合成BaTiO3纳米粉体。通过调节各种反应条件,并结合其产品XRD谱图分析,获得最佳的水热反应条件为:Ba/Ti比为1.2∶1,NaOH浓度为2.5 mol/L,温度220℃,时间为12 h。在该条件下获得的钛酸钡产品为立方相,形貌均匀,纯度较高,粒径处于80 nm范围,BET为14.62m2/g。介电常数测试表明该产品具有稳定的介电性能。     

(1-x)Na0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3高温铋层状陶瓷的结构与性能研究

采用固相法制备(1-x) N0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3 (NBT-BT,x=0,0.05,0.10,0.20,0.30,0.40)高温铋层状压电陶瓷材料.用X射线衍射(XRD)、SEM扫描电镜(SEM),介电和阻抗温谱等测试方法研究了BaTiO3掺杂量对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷晶体结构和电...     

表面活性剂对TiO_2纳米晶体生长动力学的影响

采用水热法,分别以丙二酸、正丁醇、乙二胺为表面活性剂,研究3种体系下TiO2纳米晶体的生长过程。XRD结果显示3种体系下主要产物为锐钛矿TiO2;TEM和HRTEM结果表明在不同的生长阶段,纳米晶体的生长结构特点明显不同。分别采用定向生长理论(Orientation attachment,OA)、弗兰克尔收缩理论(Frenkel shrinking,SH)、奥斯特瓦尔德熟化理论(Ostwald ripening,OR)对3种体系下的晶体生长进行理论模拟,结果发现在丙二酸、乙二胺体系下晶体生长分为3个阶段:定向聚集生长、颗粒收缩、奥斯特瓦尔德熟化,且乙二胺体系下颗粒明显增大;但是在正丁醇体系下晶体生长仅显示明显的OR特征,不存在OA生长。理论和实验分析说明不同体系下晶体生长方式不同的主要原因是由于3种表面活性剂以及溶液pH值的不同作用。     

水热法制备K0.5Bi0.5TiO3陶瓷粉体及其介电性能研究

采用水热法合成了K0.5Bi0.5TiO3(KBT)无铅压电陶瓷粉体.运用X线衍射(XRD)分析了KOH浓度及反应时间对产物物相的影响;利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察研究了粉体的形貌.结果表明,增大碱浓度(4～12 mol/L)和延长反应时间都有利于KBT纳米粉体的合成.在220℃,KOH的起始浓度12 mol/L水热合成48 h的纯KBT相呈立方形结构,晶型规整,晶粒尺寸约为100nm.由水热法制备的粉体在1060℃烧结,获得介电损耗为0.05的致密压电陶瓷材料.