Li2O-In2O3-MOx(M=Ca,B)體系的相圖、晶體結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本論文是以Li2O-In2O3-MOx(M=Ca，B)三元體系為研究對象，通過固相合成、相圖測定、結(jié)構(gòu)解析、物性測試等實(shí)驗(yàn)研究，旨在為探索和設(shè)計(jì)新型光功能材料和鋰離子電池材料及其制備工藝優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
　　采用X射線粉末衍射法確定了Li2O-In2O3-B2O3體系在700℃下的相關(guān)系，證實(shí)了文獻(xiàn)報(bào)道的二元和三元化合物，發(fā)現(xiàn)LiInO2存在一定的固溶度，Li+離子替代部分In3+形成固溶體Li1+xIn1-xO2(x≤0.12

2、)。采用固相反應(yīng)法合成了Li3In1-xEuxB2O6、 Li3In1-xTbxB2O6、Li3Sc1-xEuxB2O6(x=0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14)三個(gè)系列的熒光粉。它們均能被近紫外光(350～400nm)有效激發(fā)發(fā)出紅色或綠色的光，可與近紫外InGaN基LED芯片匹配，在白光LED領(lǐng)域中可能存在潛在的應(yīng)用價(jià)值。另外，發(fā)現(xiàn)純Li3ScB2O6是目前第一個(gè)沒有通過摻雜而發(fā)射紅光的X射線探測用

3、閃爍材料，在X射線激發(fā)下光產(chǎn)額約為BGO的15％。
　　采用X射線粉末衍射法確定了Li2O-In2O3-CaO體系在1000℃下的部分相關(guān)系。發(fā)現(xiàn)該體系存在一個(gè)大范圍固溶區(qū)域xCaO·(1-x)/2(Li1+yIn1-yO2)(0≤x≤1，0≤y≤0.2)。隨著Ca離子濃度(x)增加，固溶體經(jīng)歷三種不同結(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)變:Li1+yIn1-yO2為四方結(jié)構(gòu)(x=0);S1為CaO類型的立方結(jié)構(gòu)(x=0.06～0.08); S2為α-Na

4、FeO2類型的三方結(jié)構(gòu)(x=0.1～0.3);S3為CaO類型立方結(jié)構(gòu)(與S1結(jié)構(gòu)一樣)(x=0.45～1)。根據(jù)相消失法、杠桿定理以及Vigard定律確定了固溶體邊界。并分析了這些不同結(jié)構(gòu)固溶體之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變機(jī)理。
　　發(fā)現(xiàn)三方結(jié)構(gòu)的S2固溶體的晶體結(jié)構(gòu)非常類似于鋰離子正極材料LiMO2(M=Co，Ni，Mn)，可能具有鋰離子正極材料的性能。根據(jù)衍射峰的強(qiáng)度比值I(003)/I(104)反映的陽離子混排程度，推測S2較為靠近富鋰