多元滲法制備稀土鎢青銅及其磁電性能與結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、采用稀土多元滲對(duì)Keggin結(jié)構(gòu)系列A<,x>MW<,12>O<,40>(A=K,H,Sm;M=B,x=5;M=Si,x=4;M=P,x=3)擴(kuò)滲制備了系列M<,x>Ln<,y>WO<,3>(M=H,Na,K,Sm,Gd;Ln=La,Ce,Sm,Nd,Gd等稀土元素)鎢青銅化合物.經(jīng)能譜(ES)、等離子發(fā)射光譜(ICP)和X-射線熒光(XRF)測(cè)試分析表明滲劑中的稀土離子參與擴(kuò)滲;通過x-射線衍射(XRD)和x-光電子能譜(XPS)分析

2、進(jìn)一步證實(shí)擴(kuò)滲進(jìn)入到產(chǎn)物中的稀土離子進(jìn)入到鎢青銅所特有的隧道中作為填隙離子形成了含稀土的鎢青銅化合物.不同類型的多金屬氧酸鹽可以制備不同結(jié)構(gòu)的鎢青銅.以氫為抗衡離子的Keggin結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽可制備立方結(jié)構(gòu)的氫稀土鎢青銅;以鉀為抗衡離子的Keggin結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽可制備四方結(jié)構(gòu)的鉀稀土鎢青銅;而以稀土元素為抗衡離子的Keggin結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽可制備立方結(jié)構(gòu)的稀土鎢青銅.當(dāng)對(duì)抗衡離子相同的不同Keggin結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽前體進(jìn)行擴(kuò)滲

3、時(shí),可制備相同結(jié)構(gòu)的鎢青銅化合物.本文對(duì)稀土多元滲法制備的稀土鎢青銅導(dǎo)電性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)所制備的鎢青銅為電子導(dǎo)體,載流子是空穴和電子;電導(dǎo)率隨溫度升高而增大,在不同溫度范圍增長(zhǎng)幅度(dσ/dT)不同,這種變化是由填隙離子提供的電子引起.導(dǎo)電性測(cè)試還表明,稀土擴(kuò)滲制備的鎢青銅電導(dǎo)率與經(jīng)甲醇和甲酰胺擴(kuò)滲制備的鎢青銅電導(dǎo)率相比,明顯增高;而混合稀土擴(kuò)滲制備的鎢青銅電導(dǎo)率最高,室溫下達(dá)到8.62 S.em<'-1>.提高擴(kuò)滲溫度

4、和延長(zhǎng)擴(kuò)滲時(shí)間有利于所制備鎢青銅電導(dǎo)率的提高,但不同結(jié)構(gòu)的鎢青銅電導(dǎo)率相差不大.本文首次對(duì)用稀土多元滲法所制備的K<,x>Ln<,y>WO<,3>進(jìn)行了磁性能的研究.在PPMS系統(tǒng)上的測(cè)試結(jié)果證實(shí):K<,x>Ln<,y>WO<,3>不存在長(zhǎng)程磁有序結(jié)構(gòu),磁化率與溫度(5~300 K)相關(guān);室溫下,飽和磁化強(qiáng)度M<,s>=0.0013emu.mg<'-1>,磁-I-化率x為1.9×10<'-2>.此外,本文用量子化學(xué)的密度泛函(DFT)和