透辉石-钙长石体系熔体在不同过冷条件下晶体生长研究

实验以透辉石-钙长石二元体系在不同过冷度下形成的透辉石晶体为研究对象,通过光学显微镜、X射线衍射、电子探针、透射电镜等手段进行分析,结果表明在透辉石生长边界发现存在过渡层的特点;透辉石晶体的形貌、成分、结构随着过冷度的增大都发生了明显的变化。随着过冷度的增大,晶体的自形程度逐渐降低,从自形、半自形向骸晶、枝晶变化;在透辉石硅氧骨干中,铝硅比值增大,铝代替镁形成[AlO6]八面体也增多,从而使透辉石的晶胞参数a,b呈减小趋势;c呈增大趋势。

多种ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的制备

以Zn(NO3)2.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法,制备出了棒状、花状、球状纳米氧化锌(ZnO)。将ZnO微球体分散在Na2S溶液中,通过离子替代法,成功制备了ZnO/ZnS核壳结构。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的晶体结构和表面形貌进行了表征,初步探讨了纳米ZnO和ZnO/ZnS核壳结构的生长机理。根据测试结果得知,ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,随着Zn2+浓度逐渐增加,ZnO纳米结构形貌由单分散的棒状聚集成花状,最后演变成球形。ZnO/ZnS复合结构为内核ZnO,外面包覆一层ZnS的核壳结构。所有的纳米ZnO均具有相似的发光特点,ZnO/ZnS核壳结构的发光性能有了很大的改善。

熔体过冷度对透辉石晶体形貌、成分及过渡层性质的影响

在不同过冷度条件下,硅酸盐熔体结晶得到了透辉石晶体含量合适的样品。实验结果表明透辉石晶体形貌的自形程度随过冷度增加而降低。拉曼光谱分析显示晶体的特征谱峰半高宽随过冷度增加而变宽,拉曼光谱还显示出晶体结构继承玻璃结构的特征。运用电子探针详细分析了透辉石晶体及其生长界面附近成分变化的特点,发现存在约几到十几微米厚的过渡层,并且透辉石晶体成分随过冷度增大Al元素进入到晶体的含量也增加,同时Al元素与Mg元素在结晶过程中的协同作用较强。

LiMn_2O_4的结晶度对电化学性能的影响

对燃烧法制备的LiMn2O4材料的团聚体粒度、晶体粒度、晶体形貌和结晶度与电化学性能的关系进行了研究。以LiMn2O4的理论密度与实测密度的差值为依据,定量确定了LiMn2O4晶相的结晶度。结果表明:结晶度不同的材料具有明显不同的比容量和首次充放电效率。结晶度高的LiMn2O4材料首次放电比容量可达135 mAh/g,首次放电效率为92%;而结晶度相对较低的LiMn2O4材料首次放电比容量仅为104 mAh/g,首次放电效率为78%。

衬底温度对N-Al共掺杂ZnO薄膜形貌及光致发光性能的影响

采用超声喷雾热解法在不同衬底温度条件下沉积了N-Al共掺杂ZnO薄膜,衬底为普通硅酸盐玻璃。利用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光光谱仪表征了样品的晶体结构、形貌及室温光致发光性能。结果表明,ZnO颗粒尺寸随着衬底温度的升高而逐渐增大;低温下沉积的样品发光光谱中缺陷发射光占主导,随着衬底温度的升高这些缺陷发射光强度逐渐减弱,当温度升高到450℃时只有紫外发射光。缺陷发射光强度的减弱意味着薄膜缺陷浓度减小、晶体趋于完整,同时反映出施主型缺陷浓度随衬底温度的升高而逐渐减小,这对减弱ZnO薄膜p型掺杂时Vo或Zni等施主缺陷的自补偿效应很有意义。