α-HgI_2晶体附着能的计算

为研究碘化汞(HgI_2)晶体生长形貌的变化规律,使用Material Studio(MS)软件中的Morphology和Forcite模块计算HgI_2晶体的附着能(Eahtktl)明确晶体的生长速率Rhkl.采取封端法辅助切面法将非收敛结构转换为收敛结构后计算α-HgI_2晶体的附着能.以β-HgI_2晶体为参照,通过对β-HgI_2使用生长形态法与封端法辅助切面法同步计算附着能,分析封端法辅助切面法计算晶体附着能的合理性.结果表明:使用封端法辅助切面法计算出α-HgI_2晶体(001)、(101)和(110)的Eahtktl分别为-9.86,-23.04和-26.87kJ·mol-1.分别采用生长形态法与封端法辅助切面法同步计算的β-HgI_2晶体(001)、(110)、(111)、(020)和(021)的Eahtktl结果相同,说明封端法辅助切面法可以用于计算α-HgI_2晶体Eahtktl.

水热法合成α-Al_2O_3晶体的晶面形态

本文研究了高温高压水热法合成α Al2 O3 晶体的形状和表面形态。原料为Al(OH) 3 ,矿化剂的浓度为 1MKBr、0 .1MKOH ,填充度 35 %,温度 388℃时 ,可部分自发生成α Al2 O3 晶体。温度超过 395℃以上 ,可全部转化成α Al2 O3晶体 ,晶体形状为六棱柱体 ,显露底面 { 0 0 0 1}和柱面 { 2 110 }、{ 112 0 }、{ 12 10 } ,晶体的表面呈现阶梯。在矿化剂为 1MKOH ,填充度 35 %,温度为 380℃时 ,部分自发生成α Al2 O3 晶体 ,晶体的底面 { 0 0 0 1}和柱面 { 112 0 }消失 ,呈现双锥形 ;当温度达到 395℃时 ,可全部转化成α Al2 O3 晶体 ,晶体呈双锥形 ,晶面呈条状阶梯形 ;温度达到 40 5℃以上 ,晶体又呈现六棱柱体。

碘化汞(α-HgI_2)晶体的形貌预测及制备

为了获得应用于核辐射探测器的碘化汞(α-HgI_2)单晶,采用布拉维法则理论,通过Material Studio(MS)软件预测理想晶体形貌,建立了以二甲基亚砜为溶剂,控制溶液初始温度为25℃,每4h升温1℃的近平衡态液相生长工艺.研究结果表明:{001}是最重要生长晶面,理想晶体的最优/大面应为(001);经过4d的生长,获得具有规则自然晶面,与模拟形貌结果比较接近的α-HgI_2晶体,同时X射线衍射检测表明晶体最大晶面为(001).通过理论模拟和实验结果证明在近平衡生长环境下结构因素控制α-HgI_2生长.

非完整形态KH2PO4晶体薄表面层生长特性

实时观察了非完整形态的KH_2PO_4(KDP)晶体在过饱和溶液中以薄表面层生长形式恢复其结晶学形态的过程。提出了晶体形态恢复的"最小多面体原理",即:在自由生长系统中,对于非完整形态的KDP晶体,当其以薄表面层形式恢复其结晶学完整形态时,薄表面层将选择相应的奇异面方向生长,使晶体形态最终恢复为一个由各结晶学显露面所围成的体积最小的凸多面体。利用PBC理论分析了生长基元在非结晶学显露面上的附着情况并阐述了锥顶处薄表面层倒垂生长的原因。结果表明,薄表面层形成与晶体非完整结晶学形态及不均匀水动力学条件相关联。柱面凹角与非正常棱边及Z切片正常棱角均可诱发产生薄表面层,且薄表面层生长终止于其所在奇异面的正常结晶学晶棱。

Na_2O-P_2O_5系晶体微结构形态的拉曼光谱研究及其ab initio计算

本文采用激光拉曼光谱仪测量了磷酸钠二元系(1-x)Na2O·xP2O5(x=0.25,0.33,0.50,1.0)几种晶体的拉曼光谱,比较并解释了随化学组成而变化微结构单元的拉曼振动模。同时用Gaussian98W量子化学软件从头计算了这几种化合物的拉曼光谱。实验和计算均表明,磷酸盐晶体的基本结构单元为磷氧四面体犤PO4犦,并且晶体中磷氧四面体的伸缩模振动频率与连接中心磷原子的桥氧数密切相关,随桥氧数增加而升高。此外还解释了模拟图谱与实验谱差异的原因。

亚稳β-HgI_2晶体形貌预测与研究

为研究亚稳β-HgI_2晶体形貌,采用Material Studio(MS)软件,通过BFDH模型计算了亚稳β-HgI_2晶体形貌,发现其晶面重要性为(001)>(110)>(111)>(010)>(021)>(112);考虑到生长环境对晶体习性的微观影响,建立了主要晶面的六种不同生长速率比下的晶体模型,研究了晶体在生长过程中可能出现的习性;采用溶剂蒸发法,以α-HgI_2为原料,以DMSO和HI分别为溶剂,生长了菱形和四方形的亚稳β-HgI_2晶体;晶体形貌与模拟结果基本一致,表明微观环境变化会影响晶体习性.

熔铸AZS33材料中Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)共晶体结构研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了熔铸AZS33材料表面到内部的显微结构差异,尤其是Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)共晶体的结晶形态以及共晶体中Al_(2)O_(3)、ZrO_(2)物相共存关系的变化。结果表明:AZS33材料中Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)共晶体主要呈胞状形态,是熔体凝固时的成分过冷造成的。AZS33材料中的Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)共晶体主要以小平面-非小平面的方式耦合生长,Al_(2)O_(3)结晶的各向异性控制着共晶体的结晶生长过程。在内部结晶区,柱状或胞状Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)共晶体边缘的斜锆石形态发生“粒状”向“棒状”的转变是结晶潜热的释放和最小界面能共同作用的结果。

Fe_(2)O_(3)对建窑黄兔毫釉纹路及结构的影响

以建阳当地原料红土、建瓯石、草木灰等为主要原料,研究不同Fe_(2)O_(3)含量对建窑兔毫釉黄色纹路及显微结构的影响规律,解析毫纹的变化机理。实验结果表明:Fe_(2)O_(3)含量影响着釉中ε-Fe_(2)O_(3)晶体析出的数量、形态及尺寸,使得毫纹呈现不同形态。Fe_(2)O_(3)含量为0.11 mol,釉中主要为玻璃相,析出晶体较少,形态为不规则块状,尺寸约50~100 nm,釉面呈灰青色而未出现毫纹。Fe_(2)O_(3)含量增至0.13~0.15 mol,ε-Fe_(2)O_(3)晶体析出较多,形态为短柱状,尺寸约50~150 nm,釉面形成细短蓝白色毫纹。当Fe_(2)O_(3)含量增至0.17~0.19 mol,ε-Fe_(2)O_(3)晶体发育形成单层和多层枝状晶花,尺寸约250~450 nm,釉面形成较长拉丝状黄色兔毫纹。Fe_(2)O_(3)含量增至0.21~0.23 mol,ε-Fe_(2)O_(3)晶体发育成树叶状大晶花,尺寸约1~2μm,釉面形成柿红。釉中Fe_(2)O_(3)含量处于0.15~0.21 mol,釉面形成的黄色毫纹数量适中,形态纤细,呈较好的拉丝状。

一维TiO_2纳米材料的微观形态与结构的控制

采用水热法在不同温度下制备了TiO2一维纳米材料,并对其进行了微观形态和晶体结构研究.结果表明,通过控制系统的温度和压力可以分别得到TiO2纳米微粒、纳米管和纳米带.纳米管和纳米带材料具有不同于金红石和锐钛矿型的锐钛矿和钛酸的混合结构;将产物在500℃下热处理后,纳米管/带完全转变为锐钛矿型结构.

TiAl-B合金凝固过程中初生TiB_2的固-液界面形态演变特征

用原位自生法制备了 Ti Al- B合金 ,并用 XRD、SEM对材料的相组成、微观组织和初生 Ti B2 晶体的界面结构特征进行了研究。结果表明 :该合金主要由 Ti Al和 Ti B2 两相组成 ;初生 Ti B2 呈六面棱柱状 ,在其 (0 0 0 1)面存在清晰的生长台阶、凸台状或柱棒状分枝 ,它们的各晶面取向与母体的取向一致。分析表明 ,在 Ti Al- B合金凝固过程中初生 Ti B2 晶体的固 -液界面是不稳定的 ,使固 -液界面由一完整光滑的界面逐渐演变为由多个相互独立的次级界面构成的复杂界面 ,次级界面亦为小面结构。

140℃高温下SiO_(2)晶态对硅酸三钙水化产物的影响

目前,在G级油井水泥中加入SiO_(2)是降低其水化产物在温度高于110℃下力学性能衰退的主要手段。然而,SiO_(2)晶体形态不同,导致水泥水化产物不同,耐高温性能也不同。为了探究SiO_(2)晶体形态对水泥水化产物的影响,笔者以油井水泥的主要成分硅酸三钙(C_(3)S)为研究对象,采用核磁共振、X射线衍射、热重分析和扫描电镜以及能谱等手段分析了晶体SiO_(2)(石英砂)和非晶体SiO_(2)(微硅)对C_(3)S水化产物的影响。结果表明:SiO_(2)通过填充孔隙以及转化水化产物,能有效防止C_(3)S水化产物在高温下强度衰退,以及孔隙度和渗透率的增加。微硅比石英砂更活跃,能迅速与Ca(OH)_(2)发生火山灰反应生成次生水化硅酸钙。此外,SiO_(2)还能将高钙硅比的水化硅酸钙(针硅钙石(Ca_(2)SiO_(3)(OH)_(2))、羟硅钙石(Ca_(6)Si_(2)O_(7)(OH)_(6))和重硅钙石(Ca_(5)(SiO_(4))_(2)(OH)_(2)))转化为低钙硅比的水化硅酸钙(雪硅钙石(Ca_(5)Si_(6)O_(16)(OH)_(2)·4H_(2)O)、白钙沸石(Ca_(4)Si_(6)O_(15)(OH)_(2)·3H_(2)O)、水硅钙石(CaSi_(2)O_(5)·2H_(2)O)和新硅钙石(Ca_(3)Si_(6)O_(12)(OH)_(6)·5H_(2)O))。

Na_(2)SO_(4)盐结皮对风沙土水分蒸发的影响

干旱区盐结皮对土壤水分蒸发有着重要影响,但Na_(2)SO_(4)盐结皮研究不足.利用风沙土进行盐水土柱蒸发试验,观测并分析了盐结皮的形态以及盐晶体的变化情况,结果表明:1)当Na_(2)SO_(4)盐水土柱表面结皮形成后降低了风沙土水分的蒸发速率,从而使盐水土柱的土壤水分平均蒸发速率比纯水土柱降低了14.30%;2)土壤内部有盐结晶形成也会降低土壤水分蒸发,蒸发期间盐水土柱土壤水分蒸发速率比纯水土柱降低了19.34%;3)当盐结皮由无水Na_(2)SO_(4)或Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O潮解为一层液膜时,会短暂促进土壤水分蒸发,盐水土柱的土壤水分蒸发速率比纯水土柱提高了48.44%;4)Na_(2)SO_(4)表面结皮和内部结晶均会有效降低含盐风沙土水分的蒸发速率,延缓含盐土壤内部水分蒸发损失速率,而盐结皮的潮解则会加剧土壤水分的蒸发,不利于土壤的水分保持.

CaCl_2-HCl-H_2O体系中铁、镁、铝对二水硫酸钙转晶过程影响研究

以Ca Cl2-HCl-H2O电解质溶液为转晶介质,在70℃、3.5 mol/kg氯化钙、0.5 mol/kg盐酸的实验条件下,研究金属杂质Mg2+、Al3+、Fe3+对二水硫酸钙转半水硫酸钙的转晶时间、晶体形态变化的影响。以结晶水含量变化确定转晶时间,以晶体图片表征晶体形态的变化。结果表明:在该体系中,杂质离子促进转晶过程的进行。当Mg2+、Al3+质量分数超过0.01%后,转晶时间分别缩短至1.5、1.0 h左右后趋于稳定;当Fe3+质量分数超过0.001%后,转晶时间缩短至1.0 h左右后趋于稳定;杂质离子含量较低时,不同金属杂质离子对转晶过程促进作用的大小顺序为Al3+>Fe3+>Mg2+;晶体逐渐由片状变为针状,且维持针状形态。

CaCl_2-HCl-H_2O体系中由CaSO_4·2H_2O制备CaSO_4·0.5H_2O的相转变过程研究

为了合理利用低浓度氯化钙废液,以浓硫酸与氯化钙废液反应制备的二水硫酸钙为原料,再以CaCl2-HClH2O混合电解质溶液为相转变介质,制备应用价值高的半水硫酸钙。文中研究了该体系中温度和HCl,CaCl2,Mg2+质量分数对CaSO4·2H2O脱水转变为CaSO4·0.5H2O所需的相转变时间、晶体形态变化的影响。以结晶水质量分数确定相转变时间,以晶体图片表征晶体形态的变化。结果表明:相转变时间随着温度以及HCl,CaCl2,Mg2+质量分数的增加而逐渐缩短;单因素实验研究中,温度高于343.15K,HCl,CaCl2,Mg2+质量分数分别超过3.65%,38.85%,0.001%时,相转变时间缩短趋势减缓;晶体形态逐渐由片状转变为针状。该方法可作为HCl法湿法磷酸工艺中低浓度氯化钙废液利用的有效途径。

制罐用覆膜铁材料中膜成分的迁移特性

PET/TiO2复合膜是制罐用覆膜铁材料使用最广泛的膜,其中二氧化钛的特性对于其在膜中的稳定性与向食品迁移的重要影响因素。本文利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、傅里叶红外光谱仪(Fourier infrared spectroscopy,FTIR)以及差式扫描量热仪(Differential scanning calorimetry,DSC)分析测试了复合膜中二氧化钛的晶体构型、微观形貌、结构以及迁移前后膜的热力学参数。研究结果表明在此复合膜中的二氧化钛主要是稳定的金红石构型,其与PET复合均匀无明显团聚现象,并且PET与二氧化钛有较强的化学键结合。二氧化钛在酸性模拟液中迁移后膜的结晶度降低,Tg略有下降,Tm则基本不变。

改性凹凸棒石粘土吸附工艺的研究

凹凸棒石粘土（凹土）是一种具有独特纤维状或棒状晶体形态的含水富镁铝硅酸盐矿物，由于其特殊的晶体结构，使其具有优异的吸附性能，在含重金属离子的废水处理中已有广泛应用。本文利用硝酸改性后的凹土作为吸附剂，用于废水中Cu^2＋的吸附处理研究，从理论上对其吸附性能的改变进行了探讨，为其工业化提供了工艺参数和理论依据。采用不同浓度硝酸活化改性凹凸棒石粘土吸附剂处理含铜废水，