用高分辨透射电子显微技术研究0.94（Na（1/2）Bi（1/2））TiO3–0.06BaTiO3的有序结构

用高分辨透射电子显微技术（high resolution transmission electron microscopy,HRTEM）和选区电子衍射（selected area electron diffraction,SAED）技术对具有A位复合钙钛矿结构的0.94（Na1/2Bi1/2）TiO3（BNT）–0.06BaTiO3（BNBT6）陶瓷的显微结构进行了深入研究。沿[001],[011]和[111]3个晶带轴方向的SAED花样分析结果表明：A位Bi3＋和Na＋可以形成2种不同的有序结构——1/2{110}和1/2{111}超结构。据此,建立了BNT的1/2{110}和1/2{111}有序结构模型,其中1/2{110}型有序是由Bi^3＋层和Na^＋层沿[110]方向交替排列而形成,1/2{111}型有序是由Bi^3＋层和Na^＋层沿[111]方向交替排列而形成。利用多层法,通过计算机模拟了1/2{111}有序结构沿[001],[011]和[111]3个方向的HRTEM像,与实验拍摄的HRTEM像对照,验证了所建立的1/2{111}有序结构模型的正确性。同时,采用快速Fourier变换（fast Fourier transformation,FFT）技术,由1/2（330）和1/2（330）超晶格反射斑点获得的一维晶格像,揭示了沿[110]方向局部Bi3＋层和Na＋层扭曲导致的位错和反相畴界（anti-phase boundary,APB）,APB的存在表明结构中存在着Bi3＋层和Na＋层沿[110]方向的交替排列,证实BNBT6中存在着1/2{110}有序结构。BNBT6有序结构的HRTEM研究表明：A位Bi^3＋和Na^＋的化学有序是导致超晶格反射的主要原因。     

模板晶粒生长技术制备织构化SrBi2Nb2O9陶瓷

以熔盐法合成各向异性的片状单相SrBi2Nb2O9(SBN)陶瓷粉体作为模板,采用模板晶粒生长(templated grain growth,TGG)技术制得织构化SBN陶瓷.研究结果表明:随着烧结温度的升高和模板数量的增加,其晶粒取向率升高.当模板数量(质量分数)为20%时,在1 300 ℃烧结3 h可获得晶粒取向率为0.86的织构化SBN陶瓷.同时,TGG技术制得的织构化SBN陶瓷的相对体积密度在烧结温度低于1 300 ℃时,随烧结温度的升高而升高;在1 300 ℃时为91.22%;在高于1 300 ℃时开始下降.     

(Bi1/2Na1/2)TiO3-BaTiO3系无铅压电陶瓷结构与性能的研究

采用XRD,SEM,HRTEM等分析技术对(1-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3-xBaTiO3(简称为BNBT)(x为0.04,0.06,0.08,0.10)进行了结构与性能的研究,并主要分析了x为0.06,即0.94(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.06BaTiO3(简称为BNBT6)在不同烧结温度下的结构形态及其对性能的影响.结果表明:(1-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3-xBaTiO3系统具有很窄的烧结范围.另外,加入过量的Ba2+,能起到阻碍晶粒长大的作用.     

熔盐法合成片状NaNbO3晶体

片状NaNbO3晶体可作为反应模板晶粒生长技术（RTGG）制备高取向铌酸钾钠无铅压电陶瓷的模板晶体,通常采用两步熔盐法合成.首先合成片状Bi2.5Na3.5Nb5O18（BNN5）晶体,然后以BNN5晶体作为前驱体合成NaNbO3晶体.借助X射线衍射（XRD）仪、扫描电镜（SEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）,考察合成温度以及保温时间对晶体物相、形貌和尺寸的影响并揭示片状NaNbO3晶体的形成机理.结果表明：以NaCl为熔盐,1150℃保温4h,得到物相单一、形貌规则、尺寸均一的片状NaNbO3晶体,晶体尺寸约为15μm×10μm×1μm.片状NaNbO3晶体的形成机理是高温条件下由于熔盐中Na2CO3作用,BNN5晶体中[Bi2O2]层被破坏,Bi^3＋、O^2-不断从结构中析出,[Bi2O2]层脱离.同时一部分Na^＋进入晶格中取代[NbO6]八面体空隙中的Bi^3＋,另一部分Na^＋进入[Bi2O2]层脱离后形成的空位中与NaNbO3基元进行结构重排,最终形成NaNbO3晶体.     

(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3粉体的球磨时间对陶瓷显微结构与性能的影响

本文研究了(Bi<,0.5>Na<,0.5>)<,0.94>Ba<,0.06>TiO<,3>(BNBT6)陶瓷制备过程中球磨时间对BNBT6粉体和BN8T6陶瓷结构和性能的影响,研究发现:随球磨时间的延长,BNBT6粉体粒径小断减小,s/v不断增加,但变化幅度不断减小,球磨20h后的粉体粒度达到0.20μm,且粒度分布较窄.随球磨时问的延长,用相应粉体制得的BNBT6陶瓷电学性能都随球磨时间的增加先增大后减小,且球磨20h的粉体制得的BNBT6陶瓷压电性能最好,常温下其压电常数d<,33>达到145 pC/N,K<,p>达到0.305,Q<,m>达到160,介电常数达到1400,介电损耗为0.052(10kHz).     

多层陶瓷电容器用的SrTiO3纳米粉体制备

采用溶液-溶胶-凝胶法,从Sr(NO3)2-Ti(OC4H9)4-H2O-C2H5OH体系制备多层陶瓷电容器用的纳米SrTiO3粉体.用热重-差示扫描分析研究了由前驱体干凝胶形成纳米SrTiO3粉体的加热过程.用X射线衍射等方法研究了醋酸、水、温度对凝胶化、纳米SrTiO3粉体的粒径和比表面积的影响.用扫描电镜和透射电镜观察了纳米SrTiO3粉体的形貌和颗粒大小.所制备的SrTiO3粉体分散性好,粒径为40～50 nm,比表面积为9～10 m2/g.     

双重熔盐法制备片状BaTiO_3粉体

用双重熔盐法制备片状Bi4Ti3O12粉体,以Bi4Ti3O12为中间产物通过离子交换制备了BaTi03片状粉体,并对其工艺过程进行了优化.利用X射线衍射分析合成粉体的相结构,用扫描电子显微镜观察其显微形貌.初步探讨了BaTiO3片状粉体的生长机理.结果表明:反应温度和化学组成对中间产物Bi4Ti3O12的微观形貌具有显著影响,在1 000℃以下时,随着反应温度升高,片状尺寸增大;当相对增加Bi2O3的量时,Bi4Ti3O12片状的尺寸增大.通过离子交换制备BaTiO3时,除了模板Bi4Ti3O12的形貌对BaTiO3的晶粒生长具有影响外,反应温度和化学组成同样对BaTiO3的晶粒生长具有显著影响.合成片状Bi4Ti3O12粉体的最佳的条件为:BaTiO3与Bi4Ti3O12的摩尔比为10:1,1 000℃合成2h.     

(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3BaTiO_3系无铅压电陶瓷工艺的研究

详细探讨了在制备(Bi1/2Na1/2)TiO3 BaTiO3(abbr.BNBT)系无铅压电陶瓷的过程中,合成条件Ty和烧结温度Ts对材料压电介电性能的影响,确定了较好的制备BNBT系压电陶瓷的工艺条件,并且系统地研究了(1-x)·(Bi1/2Na1/2)TiO3 xBaTiO3(x=0 02、0 04、0 06、0 08、0 10)的性能。XRD结构分析发现系统的相界在x=0 06,此时d33等压电介电性能参数达到最佳值。     

六氟锑酸钠粉体的制备及其晶粒定向生长研究

以锑酸钠，NaF,H₂O₂,HF为原料制备NaSbF₆粉体，采用模板晶粒生长技术将NaSbF₆粉体烧结而得的晶粒作为模板进行晶粒定向生长培养，并对粉体转化为晶粒的程度、晶粒的形貌特征和粒径进行了研究。结果表明：适量使用黏结剂有助于小晶粒的长大，且晶粒粒径均一，平均晶间距为0.572 nm，晶粒定向生长的实验结果比较满意；粉体烧结为晶体的适宜温度为400℃；晶粒的定向生长有助于NaSbF₆光催化降解亚甲基蓝溶液效果的提升。     

Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3系无铅压电陶瓷制备工艺的优化及其结构分析

借助正交试验设计,通过对无铅压电陶瓷压电、介电性能的测试,研究了BaTiO3含量、预烧温度、烧结温度及保温时间对(1-x)(B i1/2Na1/2)TiO3xBaTiO3(简写为BNBT 100x)陶瓷性能的影响。研究结果表明制备BNBT系陶瓷的最优化工艺条件为:BaTiO3摩尔分数x=0.06、预烧温度850℃、烧结温度1 130℃、保温时间2 h。通过XRD分析了BNBT系压电陶瓷的晶体结构类型、晶胞参数及晶格畸变随着BaTiO3摩尔分数的变化,确定了该体系的三方四方的准同型相界在x=0.06~0.08之间。     

不同铝源对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性研究

分别以纳米氧化铝、氢氧化铝及异丙醇铝为原料,采用液相浸渍法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料进行氧化铝包覆,考察不同包覆源在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面进行氧化铝包覆后对材料电化学性能的影响。SEM及XRD结果显示,产物为层状α-NaFeO2结构,氧化铝均匀包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面。充放电性能测试结果表明,在3种铝源中,以异丙醇铝为包覆源的材料性能最佳：在3.0~4.6 V的电压下,0.1 C倍率下首次放电比容量为196.1 mA·h/g, 1 C下循环50周后容量保持率为95.6%。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

层状结构材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有高比容量、高循环性能、低成本和环保等优点,有望取代LiCoO2成为新一代锂离子电池正极材料。在介绍LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特点和电化学反应特性的基础上,对其主要合成方法进行了详细评述,总结了该正极材料的阴阳离子掺杂、复合离子掺杂以及表面包覆改性等技术,指出国内外目前锂离子电池材料研究中存在的问题和未来的发展方向。     

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的研究进展

锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2具有比商业化正极材料——LiCoO2更低廉的成本、更低的毒性、更好的热稳定性,近年来受到广大科研工作者的关注。主要介绍了Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的合成改性方法及其近年来在电化学性能方面所取得的成果和进展,并简要概括了该材料结构和发展趋势。不断提高Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的振实密度以及电化学性能特别是其在高倍率充放电条件下的循环性能将成为相关科研工作者的研究重点。     

K+掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的制备及电化学性能研究

锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂具有放电比容量大、热稳定性好、成本低、安全性能好等优点,但其倍率性能有待进一步提升。本文采用水热法制备了K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料LNCM-xK。通过X射线衍射谱、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱表征LNCM-xK的形貌和结构,通过电化学工作站和蓝电测试系统测试其电化学性能。结果表明:K⁺掺杂能有效降低阳离子混排程度,改善LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料的电化学性能,其中当x=0.125时K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂样品(LNCM-0.125K)阳离子混排程度最低;LNCM-0.125K样品电化学性能最佳,0.2 C下50次循环后容量保持率为96.15%;在不同电流密度(0.2 C,0.5 C,1 C,2 C,5 C)下进行倍率性能测试,连续充放电30次后LNCM-0.125K样品容量保持率为97.00%。     

锂电子电池材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的制备方法

LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2作为一种新型的锂离子电池正极材料,其理论容量高达278mAh.g^-1,具有a—NaFeO2型层状结构,制备方法主要高温固相合成法、共沉淀法、流变相反应法、溶胶-凝胶法等,文章对制备方法进行了重点沦述,讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题,并对层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的发展进行了展望。     

MgF2包覆对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

通过浸渍法在正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆MgF2,通过XRD、SEM、交流阻抗（EIS）分析、充放电测试研究了不同量MgF2包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构与电化学性能的影响。结果表明,MgF2以非晶态形式包覆于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料颗粒的表面,当包覆量为3%（物质的量分数,下同）时,三元正极材料具有优良的电化学性能,在3.0~4.6 V充放电范围内0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为196.3 mA·h/g,1C循环50次后容量保持率为95.7%,55 ℃高温下1C循环50次后容量保持率为93.3%。     

Effect of Li2O and PbO Additions on Abnormal Grain Growth in the Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–35 mol% PbTiO3 System

Abnormal grain growth in Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃–35 mol% PbTiO₃ (PMN-35PT) ceramics doped with Li₂O and PbO has been investigated. Replacing the PbO dopant with up to 2 mol% Li₂O caused an increase in the number of abnormal grains. For the composition containing 2 mol% Li₂O and 6 mol% PbO, the amount of abnormal grain growth decreased with increasing sintering temperature. Single crystals of ∼6 mm × 6 mm × 2 mm thickness were grown from the 2 mol% Li₂O, 6 mol% PbO-containing composition via the templated grain growth method. Grain growth behavior with temperature is explained in terms of the effect of Li₂O on interface-reaction-controlled grain growth and the critical driving force.     

High tap density of Ni3(PO4)2 coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 with enhanced cycling performance at high cut-off voltage

The LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 is first obtained by the control ed crystallization method and then coated with Ni3(PO4)2 particles. The effects of the coating on rate capability and cycle life at high cut-off voltage are investigated by elec-trochemical impedance spectroscopy and galvanostatic measurements. The element ratio of Ni:Mn:Co is tested by inductively-coupled plasma spectrometer (ICP) analysis and it testified to be 1:1:1. It is indicated that Ni3(PO4)2-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 has an outstanding capacity retention, where 99%capacity retention is maintained after 10 cycles at 5C discharge rate between 2.7 V and 4.6 V. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results show that the current exchange density i0 of the coated sample is higher than that of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, which is beneficial to its electrochemical performances. All the conclusions show that the Ni3(PO4)2 coating can prominently enhance the high rate performance of the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, especially at high cut-off voltage.     

正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1/3O2结合成法的研究的微波烧

微波烧结是利用微波电磁场的作用,能量通过分子与偶极子之间的相互作用转化为热量,而均匀快速地向材料的其他部位扩散。文章采用微波烧结法合成LiCo1／3Mn1／3Ni1/3O2,通过XRD、SEM、电化学性能测试等表征手段获得了材料的微波烧结工艺条件。研究表明,将前驱体先在马弗炉中500℃下焙烧6h,再使用微波炉烧结一定时间,可以获得较好的电化学性能,50次循环后容量衰减仅为9．96％。