Re_3N的变温拉曼散射与高压同步辐射研究

本工作通过高压固相复分解反应(HPSSM)合成块体Re_3N。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线分析(EDS)对高压样品进行结构表征与元素成分确定,结果表明利用HPSSM法合成的Re_3N具有较高的晶体质量。在77K到873K温度范围内利用拉曼散射研究Re_3N的晶格振动特性。基于三(四)声子耦合模型,研究Re_3N拉曼声子模频率的红移和拉曼峰的宽化现象,结果表明高温条件下Re_3N拉曼散射效应中三声子耦合过程占主导。高压同步辐射研究表明Re_3N具有很高的体弹模量(B0=417GPa),是一种潜在的超硬材料。

非静水压下材料强度对压力标定的影响

采用金刚石对顶砧压腔和同步辐射X射线衍射技术研究了非静水压下材料强度对压力标定的影响。实验中,在同一个高压腔中用Pt和Au作为压标进行压力标定比较。Pt标定腔内压力,分别将Au与β-SiC和NaCl粉末混合,压力均加载到50GPa。结果表明:当使用β-SiC作为样品材料时,Pt标定的压力和Au标定的压力出现了比较大的差别;当使用NaCl作为样品材料时,Pt标定的压力和Au标定的压力十分接近。说明在非静水压下,样品材料强度对于压力标定有很大的影响。

高压合成翡翠微结构的研究

利用溶胶凝胶法制备高压合成翡翠的初级料,对初级料进行多次高温熔融处理以减少其内部的气泡,最后淬火得到具有翡翠化学成分(NaAlSi_2O_6)的透明玻璃料。采用带温加压及卸压的方法对玻璃料进行高温高压处理,以促进样品的塑性形变并减少残余应力,防止样品开裂。高压合成的翡翠样品块体完整,X射线衍射及扫描电镜检测表明,合成样品具有与天然翡翠高度一致的相组成与微结构。研究发现,影响高压合成翡翠样品品质的主要因素是初始玻璃料晶化后硬玉的微结构,即样品中硬玉晶粒的大小、形貌、排列取向和致密性等。

三元铁基金属氮化物的高压复分解反应合成

以二元金属氧化物(氧化铁、氧化钴、氧化镍)和六方氮化硼为反应前驱体,在大腔体压机提供的高温高压条件下(5GPa、1 673K),通过发生复合高压固相复分解(HPSSM)反应合成组分可调控的三元铁基金属氮化物圆球状块体材料ε-Fe_(3-x)M_xN_(1+δ)(M=Co,Ni)。并利用X射线粉末衍射(XPD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等多种材料表征手段对高压合成的三元铁基金属氮化物进行结构表征,同时基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算探究压力对HPSSM反应的影响。研究结果表明,高压密闭环境有利于制备高质量金属氮化物,HPSSM反应合成法是制备铁基金属氮化物块体材料的一种有效方法。