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不同压力下烧结CoSb3的热电性能研究 张久兴1,刘科高2 (1.北京工业大学材料学院,北京,100022;2.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101) 摘要:研究了烧结压力不同的CoSb3块体的热电性能.采用机械合金化和放电等离子烧结法快速合成了CoSb3块体,测试了其热电性能.结果表明,烧结压力对样品的热电性能没有明显的影响规律,所得样品具有典型的半导体电学特征及较低的热导率,其热电优值ZT在400℃时取得较大值,200 MPa下烧结的样品最大值达到0.047 9. 关键词:热电性能; CoSb3; 烧结; 压力; [全文内容正在添加中] ......
MM-SPS制备CoSb3及其热电性能研究 项东1,张久兴2,刘科高1 (1.山东建筑大学,材料学院,山东,济南,250101;2.北京工业大学,材料学院,北京,100022) 摘要:为了研究不同球磨时间对CoSb3热电性能的影响,采用高能球磨(MM)和放电等离子烧结法(SPS)制备了CoSb3块体,用X射线衍射仪分析了样品的相组成,并用电常数测试仪和激光热导仪测试了样品的热电性能.试验结果表明,球磨时间为2~20 h的粉末经烧结后都可得到单相的CoSb3块体,所得样品具有典型的半导体电学特征,多数样品在测试温度下的热电优值ZT大小相近,并在300~400℃有较大值,其中最大值为球磨5h的样品在400℃时的0.057 1. 关键词:热电材料; CoSb3; 方钴矿; 高能球磨; 放电等离子烧结; [全文内容正在添加中] ......
颗粒尺寸对CoSb3电极电化学性能的影响 曹高劭1,蒋小兵1,赵新兵1,张丽娟1 (1.浙江大学) 摘要:制备了颗粒尺寸不同的锂离子电池CoSb3电极材料,研究了颗粒尺寸对电极电化学性能的影响.结果表明,CoSb3的首次可逆容量从粗颗粒(约6 μm)的385 mAhg-1提高到球磨粉(约100 nm)的586 mAhg-1.微米尺寸CoSb3的首次不可逆容量主要是嵌锂时颗粒破碎失效引起的,而球磨纳米粉末的不可逆容量来源于锂的氧化反应和形成表面含锂化合物.球磨CoSb3的循环寿命低于期望值,但50次循环后的体积可逆容量仍比石墨负极材料高很多. 关键词:锂离子电池; 阳极材料; CoSb3; 颗粒尺寸; [全文内容正在添加中] ......
金属间化合物CoSb3的电化学嵌锂特性研究 蒋小兵1,吕春萍1,赵新兵1,张丽娟1 (1.浙江大学,) 摘要:研究了金属间化合物CoSb3作为锂离子电池阳极材料在1MLiPF6/EC+DMC(1∶1)电解液中的电化学性能. 具有skutterudite结构的CoSb3和不具有此种结构的CoSb3最大可逆容量分别为573 mAh*g-1 和444 mAh*g-1, 10个循环内可逆容量分别保持在400 mAh*g-1和220 mAh*g-1以上, 采用非原位XRD方法研究二者嵌锂机理, 发现skutterudite结构虽然不起储锂作用, 但它破坏后形成的微观结构却有利于循环过程. 加入10%(质量分数, 下同)微碳球MCMB后CoSb3电化学性能大大提高, 最大可逆容量达715 mAh*g-1, 循环20次后可逆容量保持在500 mAh*g-1以上. 关键词......
CoSb3的机械合金化合成过程及其放电等离子烧结 李敬锋1,张波萍2,刘玮书2,刘静1 (1.清华大学,北京,100084;2.北京科技大学,北京,100083) 摘要:采用机械合金化(MA)在球磨转速为250r/min~350r/min条件下,制备颗粒直径为1μm~4μm的CoSb3粉末,然后利用放电等离子烧结(SPS)得到单相CoSb3块体材料.主要讨论了MA时间,转速以及SPS烧结条件对CoSb3相形成的影响以及MA机理.结果表明,在MA时间为36h时有大量CoSb3生成,但仍存在少量Sb和Co,MA时间过长会有大量CoSb2相生成,说明机械合金化时间存在一个最佳值;在SPS烧结过程观察到有压力突增现象,机械合金化时间越长的样品压力突增的温度点越高.本实验从非平衡热力学观点,解释了利用MA-SPS工艺制备CoSb3的过程. 关键词:CoSb3; 机械合金化(MA); 放电等......
CoSb3纳米晶块体热电材料的制备研究 周美玲1,张久兴1,刘科高1,张隆1,路清梅1 (1.北京工业大学,北京,100022) 摘要:采用机械合金化-放电等离子烧结工艺(MA-SPS), 在200℃~600℃之间制备了纳米晶CoSb3合金块体材料.采用XRD和TEM对材料的相组成和微观组织进行了测试分析.实验结果表明, 烧结前粉末为高能球磨得到的平均晶粒尺寸为20 nm~35 nm的纳米晶CoSb3粉末,SPS烧结后CoSb3合金块体的平均晶粒尺寸小于100 nm, 其致密度达到了91.3%~99.6%.CoSb3块体的晶粒尺寸随着烧结温度的降低而减小,而密度却随着烧结温度的升高而增加.CoSb3纳米晶块体热电材料的制备机理是MA使粉末晶粒细化到纳米级, 放电等离子烧结的快速,短时,低温和特殊烧结机理显著抑制了烧结时的晶粒长大. 关键词:纳米晶; 热电材料; CoSb3; 机械......
机械球磨和烧结制备CoSb3的工艺研究 宋新莉1,朱文1,杨君友1,彭江英1,张同俊1,陈跃华1 (1.华中科技大学,模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074) 摘要:针对skutterudite材料制备工艺中熔融法和固相反应法合成周期长,工序多的不足,尝试将机械合金化法应用于skutterudite材料制备中.探讨了CoSb3的机械合金化和烧结制备工艺,研究表明,Co,Sb粉末的机械合金化在球磨10 h后开始,球磨40h后已全部合金化,得到CoSb,和CoSb2相混合物.合金化过程中CoSb3相先于CoSb2相形成.采用球磨10 h-700℃烧结2 h的工艺可得到单相CoSb3,制备工序简单,所需时间大大缩短. 关键词:热电材料; skutterudite; CoSb3; 机械合金化; 烧结; [全文内容正在添加中] ......
退火对CoSb3块体热电性能的影响 张久兴1,刘科高2 (1.北京工业大学材料科学与工程学院,北京,100022;2.山东建筑大学材料科学与工程学院,山东,济南,250014) 摘要:采用烧结和退火工艺制备了CoSb3块体热电材料,并探讨了退火对热电性能的影响.用X射线衍射分析了样品的相组成,用电常数测试仪和激光热导仪测试了样品的热电性能.结果表明,退火前后样品具有相同的相组成,其电阻率随着温度的升高而降低,具有典型的半导体电学特征;在相同温度下退火样品的ZT值低于或近似于未退火的样品,因此退火对于提高和改善CoSb3块体材料的热电性能没有明显作用. 关键词:烧结; 退火; 热电性能; CoSb3; [全文内容正在添加中] ......
热解碳包覆CoSb3作为锂离子电池负极材料的研究 曹高劭1,邓龙征1,谢健1,赵新兵1 (1.浙江大学材料系,杭州,310027) 摘要:CoSb3合金具有较高的电化学嵌放锂容量.为缓解充放电过程中体积变化引起的容量衰退,制备了热解碳包覆CoSb3合金粉末负极材料,并对其电化学充放电性能进行了研究.实验结果表明,热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能虽然尚不能满足实际应用要求,但与纯CoSb3合金负极材料相比,首次可逆容量和循环稳定性都有明显的提高.进一步降低CoSb3合金的粉末粒度,优化热解碳对合金粉末的包覆完整性,可进一步改善热解碳包覆CoSb3负极材料的电化学性能. 关键词:CoSb3; 热解碳; 包覆; 锂离子电池; 负极材料; [全文内容正在添加中] ......
CoSb3基Skutterudite化合物拉曼光谱研究 杨君友1,彭江英2,张同俊1,陈跃华1,鲍思前1 (1.华中科技大学模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074;2.华中科技大学机械学院机械设计及汽车工程系,湖北,武汉,430074) 摘要:Skutterudite材料因具有特殊的晶体结构成为当前最有前途的热电材料之一,为深入研究填充Skutterudite化合物的热传导机制,对化合物的声子振动模式及置换,填充原子对声子模的影响进行了研究.通过对CoSb3,Co3.5Fe0.5Sb12的偏振拉曼谱研究,确认了一个Ag模,且与理论计算吻合较好.对CoSb3,Co3.5Fe0.5Sb12和La0.6Co3.5Fe0.5Sb12拉曼谱的对比研究表明,单纯Fe置换对拉曼谱影响很小,而La部分填充则使部分拉曼峰明显展宽,分析认为,这一现象主要源于填充原子在晶格空隙中的扰动. 关......
