【摘 要】
:
本文主要研究了Fe-S体系化合物材料在高温高压条件下的人工制备以及对天然Fe-S体系化合物材料的性能调控,主要成果如下:(1)采用高温高压法,在常压至5 GPa的压力条件下以铁粉与硫粉为原料,进行了一系列的变压硫铁反应实验,以研究不同压力与温度下的高温高压硫铁反应。高温高压有助于铁硫元素的充分反应,压力条件能够影响硫铁反应产物的微观形貌与所含各相的相对含量。在1-2 GPa的压力范围内,随着压力的
论文部分内容阅读
本文主要研究了Fe-S体系化合物材料在高温高压条件下的人工制备以及对天然Fe-S体系化合物材料的性能调控,主要成果如下:(1)采用高温高压法,在常压至5 GPa的压力条件下以铁粉与硫粉为原料,进行了一系列的变压硫铁反应实验,以研究不同压力与温度下的高温高压硫铁反应。高温高压有助于铁硫元素的充分反应,压力条件能够影响硫铁反应产物的微观形貌与所含各相的相对含量。在1-2 GPa的压力范围内,随着压力的升高,产物中黄铁矿的含量降低,磁黄铁矿的含量升高。在2-5 GPa的压力范围内,随着压力的升高产物中黄铁矿的含量升高,磁黄铁矿的含量降低。(2)利用高温高压手段,在1 GPa的条件下通过多步反应制备了块体黄铁矿样品。在研究过程中我们发现高压条件有助于黄铁矿的生成,高压条件下形成的黄铁矿与磁黄铁矿层的厚度远大于常压反应。样品是具有天然黄铁矿计量比(1:2)的块体黄铁矿样品。样品在常温下为P型半导体,禁带宽度为1.75 e V,且磁性杂质含量已经相对较少,剩磁强度Br=3.4×10-3(emu/g),矫顽力Hc=99.7(Oe),饱和磁化强度(3T):Ms=20.3×10-3(emu/g),具有软磁性。通过高温高压手段在1 GPa的条件下,制备了纳米黄铁矿颗粒。其中反应温度为870 K时,体系Fe3O4:S12的制备效果最好。纳米黄铁矿以直径为100 nm的颗粒充分的分散在样品中,且产物中并不存在如磁黄铁矿、硫化亚铁和白铁矿等制备黄铁矿时常见的硫铁化合物杂质相。(3)利用高温高压手段通过使用金属添加剂的方式对天然黄铁矿进行性能调控,并研究这种方式对材料热电等性质的影响机制。在3 GPa的压力条件下,制备了不同铝添加量的Alx-Fe S2样品(x=0,0.05,0.2,0.4,0.6)。高温高压下金属铝能将黄铁矿充分的还原成高电导率的磁黄铁矿(Fe7S8)。另一种产物Al2S3则固溶在样品中,为样品提供更多的N型载流子,有效的实现了黄铁矿电学、热学以及热电性质的提升。样品Al0.6-Fe S2具有最大的z T值(1.36×10-3@570 K),比同温度下未添加铝的天然黄铁矿样品的z T值(3.63×10-5@570 K)上升了一个数量级。随着金属铝添加量的增多,天然黄铁矿样品的硬度和密度下降,断裂韧性提升。在3 GPa的压力条件下,制备了不同铋添加量的Bix-Fe S2(x=0.2,0.4,0.6)样品。铋元素同样能在高温高压下对天然黄铁矿进行还原,此时还原后得到的产物是硫化亚铁相与硫化铋相。其中样品Bi0.6-Fe S2具有最高的z T值(1.36×10-2@520 K),比未添加金属铋的黄铁矿同温度下的z T值(1.18×10-5@520 K)提升了三个数量级。(4)通过高温高压手段研究了压力条件(常压至5 GPa)对Cu-Pyrite体系样品的相组成、微观形貌与热电等性质的影响。在常压至5 GPa,870 K的条件下以铜和天然黄铁矿为原料制备了Cu-Pyrite样品。样品的相组成随着合成压力的变化而变化。其中常压反应的产物以黄铜矿(Chalcopyrite,Cu Fe S2)为主,随着压力上升至1 GPa时产物中出现褐硫铁铜矿相(Mooihoekite,Cu9Fe9S16),反应压力高于2 GPa的样品中则出现了斑铜矿相(Bornite,Cu5Fe S4)。其中在5 GPa下合成的样品具有最高的z T值(0.038@570 K),较相同温度下的纯黄铁矿样品提升了三个数量级。(5)通过高温高压手段研究了合成压力条件(1-5 GPa)对Cu5-S2-Pyrite体系样品的相组成、微观形貌与热电等相关性质的影响。在1-5 GPa的压力区间内以铜、硫和天然黄铁矿为原料制备了Cu5-S2-Pyrite样品。样品的相组成随合成压力的变化而发生变化。1 GPa下反应产物中生成了辉铜矿(Copper Sulfide,Cu2S)和斑铜矿(Bornite,Cu5Fe S4)。3 GPa的反应产物中生成了六方硫铁铜矿(Nukundamite,(Cu,Fe)4S4)和方辉铜矿(Digenite,Cu2-xS),5 GPa下产物中主要生成了六方硫铁铜矿(Nukundamite,(Cu,Fe)4S4)和两种不同结构的辉铜矿(Copper Sulfide,Beta-Copper Sulfide,Cu2S)。经过高温高压反应后,所有样品均为p型半导体,塞贝克系数为正值。5 GPa样品具有最高的功率因子(838.8μW/K~2m@670 K)和最大z T值(0.52@670 K),较纯相黄铁矿样品的z T值的提升了四个数量级。利用高温高压手段,有助于以黄铁矿为代表的Fe-S体系化合物材料的快速制备。并且通过调整添加剂与合成压力等条件能够有效的提升材料的性质,更加充分的提升Fe-S体系化合物材料的价值。
其他文献
随着通信行业降本增效的趋势愈发迫切,结合多元发展需要,中国铁塔公司提出了“一体两翼”的发展战略。在企业新的发展战略下,对员工进行有效的绩效管理是提高企业核心竞争力的关键。中国铁塔成立之初,所有员工均从三家运营企业进行选任,随着员工规模不断扩大,如何通过有效的绩效管理提升企业的整体业绩,实现员工和企业的共同成长显得尤为重要。本文通过文献研究法、问卷调查法、深度访谈法等对中国铁塔T分公司绩效管理进行深
在现代化工业的发展历程中,工业设备逐渐趋向复杂化、精密化和智能化,而一旦设备出现故障将会导致整个工业流程的瘫痪,因此如何快速准确地对设备出现的故障进行有效诊断已成为当前工业互联网领域中不可忽视的一个重要问题。本文以轴承作为研究对象,针对轴承故障诊断过程中遇到的不同问题进行建模,提出相应的故障诊断模型,并通过实验验证了模型的有效性。具体研究内容如下:(1)针对传统故障诊断方法过于依靠人工经验以及无法
随着信息时代的发展,依托互联网的社交网络方便了人们的生活,与此同时谣言在社交网络上也不可避免地传播。研究复杂社交网络上谣言传播机制对理解谣言传播规律、制定有效的谣言控制措施具有实际的意义和重要的价值。社交网络中谣言传播者个体存在心理差异,针对传播者个体因素的研究很少,基于此建立Si-SIR(沉默-未知-传播-免疫)谣言传播模型,并考虑随机噪声干扰、最优控制模型等,研究谣言传播过程的动力学行为和谣言
随着无线通信的发展,新型信息技术在5G和未来6G网络中应用正在得到关注,以支持多样化信息共享的需求。区块链无线接入网可能是一种为面对信息共享挑战的资源分配而提出的服务架构与技术,它可能对现有移动网络的无线资源分配、网络控制方式和服务的安全性产生影响。对于传统无线系统的复杂资源分配问题,拍卖机制、遗传算法可能是候选方法,但是面对零信任的网络场景下的资源分配,则需要寻求一种新型的资源分配策略。其次,传
当前,以人工智能、量子信息和物联网为代表的新一代信息技术正在加速发展和应用,对移动通信网络的性能也有了越来越高的要求。和传统的大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统相比,去蜂窝大规模MIMO系统不仅可以解决用户频繁切换蜂窝、蜂窝间干扰和服务质量(Quality of Service,Qo S)不均衡等问题,而且可以通过增强宏分集来有效抑制用
设施黄瓜种植周期短、见效快,经济效益高,已经成为我国设施农业种植产业中发展非常快的产业之一,低温寡照是秋冬季影响设施黄瓜生长发育及果实品质的主要气象灾害,如何有效防御低温寡照气象灾害是设施黄瓜产业发展亟待解决的关键性问题。本研究以“津优101”为试材,利用人工控制试验研究低温、寡照及低温寡照复合胁迫对设施黄瓜开花结果期的叶片生理特性、生长及品质指标的影响机理,构建了基于低温寡照对设施黄瓜植株干物质
青藏高原被称为“世界屋脊”,地球的“第三极”,其降水是全球水分循环的重要环节,不仅会影响东亚和南亚地区的水资源分布,同时还对高原自身的水循环、冰川冻土演变、沙漠化进程以及生态环境等有重要影响。但是由于高海拔和复杂的地形,青藏高原降水的地面观测数据分布不均,而卫星数据虽分布均匀但在高原地区的准确性往往有待提高。因此,本文首先通过优化变分订正方法,将地面台站的观测资料和TRMM卫星降水产品进行融合,以
城市化导致城市和周边郊区近地表大气湿度的差异,形成城市干岛/湿岛效应。与城市化有关的大气湿度变化对气候变化预测及其影响评估具有重要影响,例如影响云的形成、降雨强度、人体热舒适度以及“城市-森林界面”野火等。然而,在全球气候变暖的背景下,目前对于城市化过程中土地利用/覆被变化、生态水文过程以及地表大气湿度和温度如何相互作用尚无共识。本文综合运用地面对比观测、遥感监测技术、中尺度数值模拟、统计分析以及
工业革命以来,对流层温度在全球范围内显著升高。一般认为,增温导致更强的蒸发,空气中的水汽含量随之变多。可降水量变多,降水是有可能增加的。然而,目前时间跨度不够长或空间覆盖范围不够广的各种资料对全球降水长期变化并没有统一的结论。全球变暖背景下降水长期变化是不显著、不确定的。本文以CMIP5多模式历史模拟(1850-2005年)资料为主,从大气水循环发展和水循环关键环节多角度理解变暖背景下降水的长期变
研究背景腹主动脉瘤被认为是一种慢性血管炎症性疾病。巨噬细胞极化在调节腹主动脉瘤形成中起着至关重要的作用。环状RNA是心血管疾病发展过程中调控巨噬细胞极化的重要调节因子。然而,环状RNA是否能通过调节巨噬细胞极化调控腹主动脉瘤形成目前仍然未知。在该研究中,我们通过比较两种不同极化条件(M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞)下的环状RNA微阵列数据,鉴定出了一种在M1型巨噬细胞中富集的环状RNA,circC