离子液体阻燃剂研究进展

离子液体是一种新型的绿色环保材料,在绿色溶剂、萃取介质以及催化等领域广泛应用,在阻燃方面的应用也逐渐崭露头角。本文介绍了离子液体的类型,制备方法,阐述了离子液体应用于阻燃方面的可行性,综述了离子液体在阻燃领域的研究进展,并对离子液体在阻燃领域的应用前景进行展望。

铌酸锂晶体铁电畴调控及器件应用研究进展

铌酸锂是一种多功能晶体,具有压电、铁电、热释电、电光、声光、光弹、非线性等物理性质。随着铌酸锂铁电畴工程的不断进步和铌酸锂单晶薄膜技术的发展,铌酸锂的诸多优异性能已被开发出来,广泛应用于光波导、电光调制器、非线性光学、量子器件等领域,未来在光子学方面的广泛应用可能形成“铌酸锂谷”时代。着重介绍了铌酸锂的畴反转方法、生长机制、畴结构表征手段、铁电畴工程的应用,以及铌酸锂薄膜器件如光波导、电光器件、量子器件的最新研究进展。伴随着铌酸锂从“体块”走向“薄膜”,结合微加工技术使铌酸锂的应用领域从独立器件向小型多器件集成芯片转变,铌酸锂铁电畴工程在构建小型全集成芯片过程中将具有更重要的作用。

氧化镁晶须制备及影响因素考查

为了促进氧化镁晶须的规模化生产与工业应用,采用前驱物煅烧法制备了氧化镁晶须.以氯化镁为原料、碳酸钠为沉淀剂制备了结晶良好的水合碳酸镁晶须;控制碳酸镁的热分解条件保持晶须形状不被破坏,在煅烧情况下将其转变为氧化镁晶须.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成、形态和结构进行了表征.结果表明,所得氧化镁晶须直径2～5μm,长度约为60μm.另外,对影响晶须形成的一些主要因素进行了初步探讨,同时简要介绍了利用碱式氯化镁、碱式硫酸镁获得氧化镁晶须的方法,探索性地拓展了氧化镁晶须的工业生产.

无机非线性光学材料的研究进展

从实验合成的角度总结了无机非线性光学材料的发展现状 ,分析了这个研究领域的发展趋势。

超级电容器电极材料的结构设计

超级电容器由于具有功率密度大和循环寿命长的优势受到了广泛的关注.电极材料是超级电容器的核心部分,是发展高性能超级电容器的关键要素.电极材料的组成、晶体结构、微纳结构形态等对其电化学性能具有重大影响.赝电容电极材料的性能与晶体内部的孔道结构密切相关,具有大孔道的电极材料其比容量明显高于只含有小孔道的电极材料.合理调控电极材料微纳结构形态如设计多孔结构、中空结构有利于增大电极的电化学活性表面,进而获得更多的电荷存储量,是提高储能性能的有效途径之一.将赝电容电极材料与导电基体复合生长可以提高材料整体的电导率,进而提高材料的比容量与倍率性能.通过对超级电容器电极材料结构的合理设计进而实现其储能性能的提高已经成为电化学储能领域的研究热点,对于推动超级电容器的发展具有重要意义.

利用化学键方法寻找新型光学晶体(英文)

利用化学键的观点定量地研究了一些具有各种晶体结构实用材料的介电性质。采用已建立的化学键方法 ,分析了这些晶体的介电性质与其组成化学键之间的关系。更进一步 ,基于晶体的化学键方法提出了一个组合方法用于定量确定具有相似晶体结构材料的介电性质。从目前的工作中可以推导出光学晶体非线性起源的结构信息 ,因此可以在一定程度上帮助人们开展非线性光学晶体工程的研究工作。

硼原子的键合形式对硼酸盐晶体非线性光学行为的影响

在几种具有典型复杂结构的硼酸盐晶体中 ,从硼原子的键合形式出发讨论了不同键合情况下的B—O键对硼酸盐晶体的非线性光学行为的具体影响。结果表明 ,晶体中B—O键的键合形式是制约硼酸盐晶体非线性光学行为的重要因素。

晶体材料的设计与模拟

从化学反应热力学和动力学的角度出发,系统地分析和计算了一些具有代表性的功能晶体材料的生长、结构与性能。研究结果表明,晶体组成化学键的微观参量可以很好地计算、分析及预测其非线性光学倍频效应、生长特性及缺陷控制等宏观物理化学特征。因此,化学键方法与模型可以帮助我们实现光电功能晶体材料的结构设计与模拟、性能预测与模拟等晶体工程领域的研究目标。该工作可以为物理、化学、化工及材料等领域的相关研究提供很好的研究思路。

复杂晶体化学键理论在非线性光学材料中的应用

复杂晶体化学键理论在非线性光学材料中的应用薛冬峰张思远（中国科学院长春应用化学研究所稀土无机材料实验室，长春１３００２２）（中国科学院长春应用化学研究所稀土化学和物理实验室，长春１３００２２）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＴｈｅｏｒｙｏｆＣｏ...

化学键观点在寻找新型非线性光学晶体材料中的应用

从晶体组成化学键的角度出发 。

非线性光学材料的几种理论研究方法比较

从理论模型的角度出发，总结了非线性光学材料理论研究的发展现状，分析了几个重要模型在处理材料的非线性极化率时的具体方法，展望了这一领域的发展方向．

尿素晶体介电性能的量子化学计算

利用量子化学的第一性原理,在自洽场理论水平上对尿素晶体的线性和非线性光学介电性质进行了定量计算,获得了与实验值相符的理论计算结果.提供了一种解决分子晶体量子化学理论计算的新思路.

N原子对取代NH_4H_2PO_4盐类晶体的二次谐波发生的影响(英文)

从N—H键在取代NH4H2 PO4盐的 [AH]4 [H2 PO4]类晶体中的突出作用出发 ,作者对几个 [AH]4 [H2 PO4]型晶体的二次谐波发生进行理论上的研究 (这里A =伯、仲、叔胺 )。并对这一类晶体的二次谐波发生和其亚结构单元 [AH]+ 中N原子上的净电荷之间的依赖关系进行了估计。

凝结时空精华,铸就序构材料,力促大尺寸功能晶体新发展

中国科学技术协会发布的2021年重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题,将“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”列为首要问题,位居十个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题之首。这不仅对于进一步激发功能晶体材料领域研究人员的好奇心和自由探索热情,引领科技创新趋势和科研攻关方向,服务国家科技创新发展具有重要意义,而且将引导功能晶体材料领域广大科技工作者围绕问题开展原创性、引领性的科技攻关,为加快建设科技强国作出更大贡献,以优异成绩丰富中国式现代化内涵。大尺寸晶体材料在矿物学领域自然天成,常常令材料科技工作者感到震惊。例如,在所有已获认证的晶体中,最大尺寸的晶体是来自马达加斯加共和国的绿柱石,长18 m,直径3.5 m,体积约为143 m^(3),质量约为380 t。追溯矿物的形成过程,人们不难发现形成大尺寸晶体在时空上的基本要求是时间长、空间大。因此,道法自然,生长大尺寸功能材料装备的研制与晶体生长动力学研究是两个关键自由度。由于晶体生长动力学与热力学互为函数,晶体生长的宏观行为不但在多尺度水平上受到结晶学结构对称性、组成元素间键合行为、晶体缺陷等多种物理化学因素制约,而且在多层次上受到生长装备塑造的生长环境的影响。随着数值模拟计算、SolidWorks和COMSOL多物理场仿真软件,以及结晶固液界面形态可视化技术、装备自动化升级和多种原位检测技术的广泛应用,可利用电子背散射衍射和中子衍射等检测手段,从多维度、多尺度表征晶体的色心、局域配位结构、位错和晶界缺陷。开展晶体生长动力学与热力学研究可以依赖越来越丰富的精确数据。基于对“零缺陷”功能晶体的发展需求,大尺寸人工晶体总体上呈现从传统的单温区向多温区、传统的单加热体向多加热体耦合方向发展,更多深入系统的研究成果将会越来越振奋人心。

基于水合碳酸镁结晶过程的化学键分析(英文)

基于晶体学结构,将化学键理论定量地应用到水合碳酸镁Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和MgCO3·3H2O的结晶行为研究中,以此指导和控制实际晶体的生长行为。根据所选晶面的化学键数目和强度,可以计算出该晶面的垂直生长速率,从而方便地预测出Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和MgCO3·3H2O晶体的理想形貌。Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O晶体表现出六方片状的结晶习性,MgCO3·3H2O则具有六方柱的理想形貌。在实验中,六方片状的Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和MgCO3·3H2O六方柱可以通过简单的液相反应获得,证明我们的理论计算与实验结果完全相符。目前研究结果表明,单晶生长可以通过热力学意义上调整组成原子或离子的成键方式获得本质上的改进,这一过程为我们从动力学角度优化实验策略提供了更广阔的空间。

过渡金属材料的电化学储能性能研究

超级电容器是一种电化学能量储存设备,具有功率密度高、充放电速率快、寿命长等优点.依照反应机理,电化学电容可以区分为双电层电容和赝电容.赝电容超级电容器的能量密度高于双电层电容器.过渡金属氧化物和氢氧化物是一类重要的赝电容器电极材料.为了提高赝电容器的性能,大量的研究工作集中在设计具有特殊结构和尺寸的过渡金属氧化物和氢氧化物电极材料方面.作者综述了电极材料的设计、制备以及性能等方面的研究进展,总结了过渡金属的氧化物和氢氧化物在超级电容器方面的研究与应用.

锂离子电池硅负极材料衰退机理的研究进展

硅负极材料由于具有非常高的理论比容量,使之成为锂离子电池极具前景的负极替代材料.然而,硅负极材料在充放电过程中会发生非常大的体积变形,这会引起活性材料的破坏失效,严重影响其电化学循环性能,成为制约其在锂离子电池领域广泛应用的最大瓶颈.本文介绍了硅负极材料的不同结构形态及其在充放电过程中电化学性能的退化机理,并综述了充放电过程中的力学性能演化、相关理论分析、数值模拟计算等方面的最新国际研究进展,展望了硅负极材料力学失效方面的研究重点.

稀土晶体材料研发现状与未来展望

介绍了稀土晶体的科学内涵,包括稀土晶体的概念、学科特色和分类。阐述了稀土晶体材料的研发现状,包括稀土磁学材料、光学材料、电学材料、催化材料、能源材料、合金材料以及稀土原料。指出中国已建成从稀土矿产勘探开采、选矿、萃取、分离、冶炼等稀土原材料生产技术到下游稀土结构与功能材料研发和工业生产体系,形成了全球门类最齐全、规模第一的稀土新材料产业体系,但是仍未系统掌握稀土高技术材料和器件领域的核心技术。针对创新引领能力不足、稀土资源高端利用能力不强等系列问题,中国还需要在基础科学研究、应用基础研究、产业发展、资源回收等方面进一步加强战略规划。

溶剂热结晶FeS_2及其光吸收特性

以硝酸铁和硫脲为原料、乙醇为溶剂,采用溶剂热法生长了二硫化铁(FeS2、黄铁矿型)微纳米结晶体。通过调节反应温度和原料浓度,有效地控制了FeS2微纳米晶体的微观生长形态。采用XRD和SEM等手段表征了FeS2结晶样品,结果表明溶剂热结晶的FeS2具有良好的立方晶型,随着反应温度、原料浓度的改变,溶剂热法生长的FeS2分别呈现光滑表面球晶、六方片状结晶和堆积状球晶等特殊的微观形态。对于溶剂热法生长FeS2,本文也从化学反应的角度给出了可能的形成机理,同时利用UV-vis光谱测定了FeS2结晶的光吸收性能。

Na_3AlF_6-Al_2O_3熔盐体系中ZnFe_2O_4基阳极的电化学行为

研究了ＺｎＦｅ２Ｏ４基阳极在Ｎａ３ＡｌＦ６－Ａｌ２Ｏ３（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）熔盐体系中的电化学稳定性，讨论了电极的析氧历程并得到了析氧过电位与阳极表观电流密度之间的Ｔａｆｅｌ关系式，η＝０．１２＋０．０５２ｌｏｇｉ（ｉ＝０．０１５－０．４４Ａ／ｃｍ２）。