鈣鈦礦錳氧化物磁制冷材料/Ru改性(類)鈣鈦礦金屬氧化物

鈣鈦礦錳氧化物磁制冷材料/Ru改性(類)鈣鈦礦金屬氧化物

磁制冷是利用固體磁性材料的磁熱效應來制冷的目的。磁卡效應(ＭａｇｎｅｔｏｃａｌｏｒｉｃＥｆｆｅｃｔ,ＭＣＥ)是指當分別對磁性材料等溫磁化和退磁時該材料相應地放熱和吸熱的一種現象。對于鈣鈦礦氧化物磁制冷材料,利用振動樣品磁強計或導量子干涉儀測量其等溫磁化Ｍ＿Ｈ曲線或等磁場下的Ｍ＿Ｔ曲線,計算樣品在Ｔｃ溫度下的磁熵變(即較大磁熵變),以此判斷該材料作為磁制冷工質的可行性[13]。如果Ａ位被離子半徑更小的離子或Ｂ位被離子半徑更大的離子取代,那么取代的結果使容差因子減小,晶格收縮,鐵磁耦合變小,從而使磁熵變減小。Ｓｚｅｗｃｚｙｋ等[14]、陳偉等[15]以ＬａＭｎＯ3為基質材料用Ｃａ、Ｋ、Ｓｒ、Ｔｉ為摻雜離子詳盡研究了不同磁場下摻雜后ＬａＭｎＯ3的較大磁熵變,然而實驗結果不甚。目前實驗室合成磁制冷材料的居里溫度或高于室溫,或低于室溫,均不適合作為室溫磁制冷材料。       

因此,改進稀土鈣鈦礦材料的合成工藝及優化摻雜等參數,將現有的稀土錳鈣鈦礦復合,研究ＮｂＦｅＢ等永磁體產生的中低磁場在室溫附近獲得較大磁熵變,以期獲得在室溫附近中低磁場較大磁熵變的磁制冷材料。該系列材料在室溫磁冰箱等方面有廣闊的應用前景,有望推動制冷領域的革命。  

 多功能導電陶瓷材料

以鈣鈦礦氧化物制備的導電陶瓷具有化學性能穩定、、等特點,具有的導電性和高溫ＰＴＣ效應(ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ),即在某些陶瓷材料中加入微量的稀土元素,其室溫電阻率會下降而成為半導體陶瓷,當溫度上升到它的居里溫度Ｔｃ時其電阻率急劇上升,ＢａＰｂＯ3是一種多功能導電陶瓷,的導電性可做成薄膜和復合材料;其高溫ＰＴＣ效應可做成大功率、高溫發熱體和電流控制元件及高溫傳感器等,用作Ｃｒ2Ｏ3基的陶瓷濕度傳感器電有的綜合性能。Ｃｈａｎｇ[16]從動力學角度研究了ＢａＰｂＯ3的反應機理,試圖降低溫度來制備ＢａＰｂＯ3化合物,但不。Ｙａｍａｎａｋａ[17]次使用共沉淀法制得了該化合物同時降低了合成溫度,獲得了分布均勻的粉末。Ｗａｎｇ[18]利用該法在700℃下制得了ＢａＰｂＯ3化合物薄膜。ＢａＰｂＯ3是電子導電的多功能導電陶瓷,Ｋｕｎｄａｌｉｙａ等[19]利用穆斯鮑爾譜中子衍射研究多晶態鈣鈦礦化合物的磁電阻現象,結果表明,與未摻雜Ｆｅ樣品相比,Ｌａ0.67Ｃａ0.33Ｍｎ0.9Ｆｅ0.1Ｏ3具有巨磁電阻效應,在40ｋＯｅ的應用磁場和50～80Ｋ下該化合物的巨磁率為98%。Ｘｕ等[13]實驗合成了Ｌａ0.67Ｃａ0.33ＭｎＯ3、Ｌａ0.67Ｓｒ0.33ＭｎＯ3、Ｌａ0.67Ｂａ0.33ＭｎＯ3錳類鈣鈦礦的巨磁材料,從磁化數據獲知在居里溫度附近產生的熵變,而且這些樣品焓變均發生在它們的相變溫度附近。Ｈｕ等[20]對(Ｌａ1-ｘＣａｘ)[(Ｆｅ0.5Ｎｂ0.5)1-ｙＺｒｙ]Ｏ3(ｘ=0.4,0.6;ｙ=0.05,0.1)在微波頻率下進行了微波介電性研究,Ｚｒ4+被Ｆｅ3+或Ｎｂ5+在Ｂ位取代后,對介電常數ε影響不大,但共振頻率的溫度系數ｔｆ近似為零(ｘ=0.55,ｙ=0.1),實驗條件下獲得介電常數ε為85.3。       

目前存在主要問題是化合物合成重復性差、鉛易氧化揮發,難保持材料的化學計量平衡等因素,因此,研究新制備工藝、優化離子摻雜和燒結溫度等條件,從而合成性能穩定、導電性好的功能陶瓷材料。

氧分離膜與氣敏材料

鈣鈦礦型復合氧化物因其電子和氧離子導電性對氧有的吸附和脫附性能。高溫下,當膜兩側存在氧濃度梯度時,外接電路可以選擇氧。固體電解質作為透氧膜材料時,使用具有催化活性的電極(如Ｐｔ或混合導電體)以促使氧的吸附和脫附,該反應只有在氣相—電極—電解質三相界面上才能進行,而對于Ｌａ1-ｘＳｒｘＦｅ1-ｙＣｏｙＯ3材料,反應能在整個界面上進行。高溫下這類材料是電子或電子空穴和氧離子的混合導體,金屬離子Ｓｒ2+的摻雜導致空穴和氧空位的出現,其協同作用可實現對氧氣的選擇透過性,且隨著Ｓｒ和Ｃｏ含量的增加而增加。由于是通過氧空穴機理來傳導氧,制備的膜對Ｏ2有的選擇性,可以用于氧氣的分離、純化和涉氧反應。因此,具有混合導電性的鈣鈦礦型復合氧化物Ｌａ1-ｘＳｒｘＦｅ1-ｙＣｏｙＯ3可望成為一種的氧分離膜介質材料[21]。葛秀濤等[22]采用溶膠凝膠法在800℃下熱處理2ｈ制得鈣鈦礦氧化物ＹＦｅＯ3微粉,呈ｐ型導電行為,用在350℃下焙燒2ｈ和800℃焙燒3ｈ所得細微粉制作的元件對Ｃ2Ｈ5ＯＨ有較高的靈敏度和的選擇性,257℃下對4.5×10-5ｍｏｌ.ｄｍ3Ｃ2Ｈ5ＯＨ的靈敏度是相同濃度干擾氣體汽油的7倍以上,它有望成為一類酒敏傳感器。鈦酸鍶(ＳｒＴｉＯ3)是鈣鈦礦氧化物體,被用于生長高溫導薄膜的襯底,作為高電容率材料在晶格和下一代大規模集成器件中具有潛在的應用價值。崔大復等[23]研究了摻雜Ｓｂ的ＳｒＴｉＯ3透明導電薄膜,用紫外脈沖激光淀積法在ＳｒＴｉＯ3襯底上制備了鈣鈦礦型氧化物ＳｒＴｉ1-ｘＳｂｘＯ3(ｘ=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜,結果表明,可見光波段薄膜的透過率大于90%,當Ｓｂ摻雜ｘ=0.05時,薄膜具有的導電性。侯峰等[24]進行了ＬａＮｉＯ3納米陶瓷薄膜的制備,并制成了氧敏傳感器,實驗測試了ＬａＮｉＯ3的響應速率,發現摻雜Ｃｅ后從還原氣氛到氧化氣氛和從氧化氣氛到還原氣氛的響應時間縮短為2ｓ。Ｔｏａｎ等[25]用反鐵磁鈣鈦礦氧化物ＬａＦｅＯ3膜在270℃和420℃溫度和不同ＣＯ、ＣＨ4和ＮＯ2濃度下進行了氣敏性研究,用兩種感應膜測試了不同的混合物ＣＯ和ＣＨ4,用Ａｕ和Ｐｔ作電極測量了納米膜ＬａＦｅＯ3的響應時間,實驗對ＣＯ和ＣＨ4可測到的10×10-6數量級,而對ＮＯ和ＮＯ2可達1×10-6以下的度,有望成為煤礦上可燃氣體的氣敏傳感器。膜Ｌａ0.7Ｓｒ0.3Ｇａ0.6Ｆｅ0.4Ｏ3-δ的透氧率遠低于商業氣體分離膜,但涂上Ｌａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3-δ后,透氧量增加,是不涂樣品的2～6倍,涂層的多孔性對透氧量影響很大[26]。       

鈣鈦礦氧化物透氧膜材料的選擇應滿足下述條件:(1)透氧量是決定透氧膜具有應用價值與否的關鍵,透氧量大于1.0ｍＬ.ｃｍ2才有應用價值;(2)透氧膜材料應具有較強的抗氣體侵蝕能力,實際環境中保持結構和化學穩定性;(3)透氧膜應具有高的機械強度。目前存在的問題是,實際應用中透氧量降低和膜組件破裂致使反應器報廢損壞。今后的研究應集中在研究合成新氣敏材料以氣敏性、選擇性和傳感器的穩定性,設計的合成工藝以降低其成本,同時其性、性和再現性。  

上述產品齊岳生物均可供應，用于科研！

小編：wyf 02.26