BaTiO_3正交相晶体结构的X射线研究

在低温下,用X射线四园衍射仪收集了BaTiO_3单晶的衍射数据237个,对其正交相晶体结构作了进一步研究并讨论了BaTiO_3相变的性质,结果表明,Ti原子在正交相是有序的。

TiN/Si_3N_4复相陶瓷电火花线切割加工效率的正交试验研究

通过对TiN/Si3N4复相陶瓷电火花线切割加工电参数的优化试验,找出影响加工效率的主要因素和较优的参数组合,为进一步开发TiN/Si3N4复相陶瓷材料的加工及应用提供依据。

TiN/Si_3N_4纳米复相陶瓷电加工表面质量的正交试验研究

通过对TiN/Si3N4纳米复相陶瓷电火花线切割加工电参数的优化试验,找出了影响表面粗糙度值的主要因素和较优组合,为进一步开发TiN/Si3N4纳米复相陶瓷材料的应用提供了依据。

钙钛矿结构RFeO3晶体研究进展

稀土正铁氧体RFeO3晶体是一类重要的多功能磁性材料,稳定的正交结构RFeO3晶体具有丰富的磁性,优异的磁光和光磁特性,在磁光和光磁调控方面取得一系列重要研究进展。另外,正交相DyFeO3和GdFeO3等晶体由于R3+与Fe3+交换收缩作用,在极低温度下表现出磁电耦合特性。相比较而言,近年来涌现出的六方相RFeO3晶体被报道具有室温磁电耦合特性,受到国内外广泛关注。由于六方相RFeO3晶体属于亚稳态,晶体生长有一定的难度。本文主要综述了正交相RFeO3晶体和六方相RFeO3晶体的生长、磁光、光磁和磁电耦合特性,为该体系晶体的结构设计、材料制备和性能研究提供参考。

固相线下Pr_(1-x)Ba_(2-y)Ca_(x+y)Cu_3O_(7±δ)体系的相关系和晶体结构

利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修的方法研究了固相线下Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ体系的相关系和晶体结构。研究表明:950℃、空气条件下,Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ(y=0)体系系列样品总是含有两相:Pr123(PrBa2Cu3O7±δ)和BaCuO2;而且,随Ca含量的增加,杂相BaCuO2的含量也随之增加。Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ(x=0)体系y=0.1、0.2、0.3、0.4的样品都只含有Pr123单相;y=0.5的样品含有3相:Pr123、Ca2CuO3和Pr4Ca10Cu24O41。另外,Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ(x=0)系列样品(y=0.1、0.2、0.3、0.4)中Pr123相还发生了正交-四方晶系的结构转化。y=0.1和0.2的样品为正交晶系,晶胞参数分别为a=0.39033(4)和0.38936(1)nm,b=0.38953(4)和0.38773(1)nm,c=1.17338(4)和1.16820(2)nm;y=0.3和0.4的样品为四方晶系,晶胞参数分别为a=b=0.38780(0)和0.38767(0)nm,c=1.16600(2)和1.16520(2)nm。在Pr123结构中,Ba离子可以被Pr离子代替,但不能被Ca离子所代替。Ca离子占据部分Pr离子的位置。在Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ(x=0)体系中Pr、Ba和Ca离子间的相互替代中,离子半径比化学性质起到了更大的作用。在950℃、空气条件下,Ca离子在Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ体系中的最大溶解量是当x=0时,y≤0.4。

正交相Al_4(Cr,Fe)的结构研究

通过单晶X射线衍射的方法确定了成分为Al80.6Cr10.7Fe8.7 的正交相Al4(Cr,Fe)的晶体结构. 该单胞中共有11个晶体学独立原子位置被Cr/Fe占据,其中有10个原子呈二十面体配位. 28个位置由Al原子占据,其中5个原子是二十面体配位. 由于结构中有大量的点位存在这种情况,所以导致二十面体的有效本位数CNeff 12.

Na_5[B_2P_3O_(13)]晶体双晶结构的研究

采用泡生法和b向籽晶生长出尺寸为22mm×24mm×20mm的透明Na_5[B_2P_3O_(13)]晶体。晶体定向中发现(100)和(001)晶面的一级衍射出现双峰;正交偏光显微镜下观察晶体的(010)切片,看到清晰的明暗条纹;当一束激光正入射(010)切片时,产生衍射现象;用同步辐射白光X射线形貌术拍摄了(100)、(010)和(001)切片的Laue像,观察到了晶体的孪晶结构,再借助(010)切片的化学腐蚀研究,推出该晶体为规则的聚片双晶,其结合面为(001)。

电磁搅拌对Al-14Ce合金初生/共晶相与力学性能的影响

针对Al-14Ce合金中富Ce相粗大引起强化效果不佳的问题,通过正交分析法和单一变量法研究电磁搅拌对合金富Ce相及力学性能的影响。结果表明,搅拌频率21 Hz,搅拌电流50A,搅拌方向为连续正转下,合金获得较优力学性能。抗拉强度达184.6 MPa,屈服强度达107.6 MPa,伸长率达7.06%。在10~50A范围内,随着搅拌电流的增加,Al_(11)Ce_(3)相平均尺寸先减小后增加,力学性能随之先降低后提升。电流过大达70A易导致粗大初生相与孔洞缺陷的产生而恶化性能;在7~21 Hz范围内,随着搅拌频率的提升,Al_(11)Ce_(3)相逐渐细化使得力学性能逐步提升。频率过大达28 Hz时则会导致初生相聚集粗化降低力学性能;连续正转利于合金组织与性能改善,交替搅拌会导致局部区域Al_(11)Ce_(3)相聚集生长而恶化性能。

共沉淀法制备Ce-TZP/Al_2O_3纳米复合粉的工艺研究

通过正交设计试验法研究了共沉淀法制备Ce TZP/Al2 O3纳米复合粉的工艺条件。结果表明 ,当混合溶液的浓度为 0 5M ,加入活性剂PEG及络合剂EDTA作为分散剂 ,溶胶的pH值为 8～ 9并采用醇洗 +共沸蒸溜进行脱水时 ,所得到的粉末粒径最小 。

基于孔隙网络模型的三相相对渗透率模拟计算方法

为准确获得注气驱、水气交替注入等提高采收率过程中的油、气、水3相的相对渗透率,基于孔隙网络模型,采用孔隙级流动模拟方法进行多相流动模拟。采用正交设计方法,优化网络模型参数拟合油、水2相实验数据,选取拟合程度最高的方案作为油、气、水3相渗流的模型参数。基于逾渗理论,采用优选出的模型,进行油气水3相渗流模拟,最终得到油、气、水3相相对渗透率,从而为油气田开发提供必要的基础数据。

Ca掺杂的Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体实验

应用固态反应法,制备了Ca掺杂的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(x=0、0.1、0.2、0.3)超导粉体及超导块体。主要研究了Ca掺杂对Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ超导体显微结构及捕获磁通能力的影响。结果表明,掺Ca量为x=0.2的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ超导体,晶粒进一步长大呈棒状,晶粒尺寸在15 um左右,各晶粒间紧密结合,晶界尤为明显;其捕获磁场的峰值随外加磁场的增大而变化的幅度最小,这表明合适的摻Ca量为x=0.2。本实验对制备高临界电流密度Jc的YBa2Cu3O7-δ超导体具有重要意义。

新型钽酸锂LiTa_3O_8粉体制备工艺研究

以乙醇钽和乙醇锂为原料用溶胶-凝胶法在1250℃烧结制备了LiTa3O8粉体;以碳酸锂和氧化钽为原料用固相反应法在1330℃制备了对比的LiTa3O8粉体。用XRD测试表征了新制备的LiTa3O8粉体的结构和特性。实验结果表明,两种方法制备的LiTa3O8粉体都具有正交相结构,但是溶胶-凝胶法比固相反应法制备的LiTa3O8陶瓷粉体具有更低的烧结温度和更高的粉体纯度。

HoBa_2Cu_3O_x的超导电性

通过交流磁化率和X-ray衍射分析,对用固态反应法制备的Ho Ba_2 Cu_O_x 超导体的超导电性进行了研究。实验结果表明:随淬火温度的升高,由正交相(123相)向介于正交和四方相之间的过渡相变化;超导转变温度T_c(0)(零场下)从90K降到38.5K;交流磁化率虚部峰值温度T_p(H)随附加直流磁场的增加而降低,T_p与H_(dc)之间的关系偏离[l-T_p(H)/T_(io)]∝H^(2/3)规律。

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe^(3+)/Mn^(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti^(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10^(–6)/℃~149.1×10^(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10^(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。

基于组分Ca_2Pr_2Cu_5O_(10)三元固溶区的范围和晶体结构

利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修方法研究了基于组分Ca2Pr2Cu5O10三元固溶区的范围和晶体结构。根据X射线分析结果和相消失法,为了保持Ca2+xPr2-xCu5O10结构单位晶胞中恒定的氧含量和电价平衡,基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶区的范围可确定为:在Ca2+xPr2-xCu5O10固溶区的富Ca区(Ca/Pr>1),其表达式仍可以表示为一般的化学计量式Ca2+xPr2-xCu5O10(x=0.4,0.2,0);在富Pr区(Ca/Pr<1),其表达式为Ca1.7Pr2.2·Cu5O10、Ca1.4Pr2.4Cu5O10,即:Ca2+xPr2-xCu5O10固溶区范围从Ca2.4Pr1.6Cu5O10至Ca1.4Pr2.4·Cu5O10。研究表明:基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶体晶体结构可以看作是正交晶系NaCuO2型亚晶胞的无公度相;Ca2.4Pr1.6Cu5O10亚晶胞的点阵常数为a0=0.28246(7)nm,b0=0.63693(1)nm,c0=1.06794(1)nm;其正交超结构的点阵常数为a=5a0,b=b0,c=5c0。Ca2.4Pr1.6Cu5O10的结构也可以用单斜超晶胞来表述,该单斜超晶胞的空间群为P21/c,Z=4,a=5a0,b=b0,c=c0/sinβ,β=104.79°或136.60°,V=5a0b0c0。在基于组分Ca2Pr2Cu5O10的三元固溶体晶体结构中,Ca和Pr之间在一定范围内是可以相互替代的,而且它们在结构中的占位是无序的。

LaCr_(1-x)Mn_xO_3系陶瓷材料导电性能研究

研究了掺Mn对LaCrO3材料晶体结构和导电性能的影响及Mn离子的作用机制 .实验发现 :①LaCr1 -xMnxO3(0≤x≤ 1 ) 为正交钙钛矿结构 ,且随Mn含量的增多 ,材料晶格面间距逐渐增大 .②LaCr1 -xMnxO3固溶体在x =0 .1时电阻率异常增高 3个数量级 ,且随x的增大 ,电阻率逐渐下降 .应用缺陷化学理论对LaCrO3中掺Mn的电荷补偿过程进行了分析 。

Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3系无铅压电陶瓷制备工艺的优化及其结构分析

借助正交试验设计，通过对无铅压电陶瓷压电、介电性能的测试，研究了BaTiO3含量、预烧温度、烧结温度及保温时间对（1-x）（Bi1／2Na1／2）TiO3-xBaTiO3（简写为BNBT-100x）陶瓷性能的影响。研究结果表明制备BNBT系陶瓷的最优化工艺条件为：BaTiO3摩尔分数x=0．06、预烧温度850℃、烧结温度1130℃、保温时间2h。通过XRD分析了BNBT系压电陶瓷的晶体结构类型、晶胞参数及晶格畸变随着BaTiO3摩尔分数的变化，确定了该体系的三方-四方的准同型相界在x=0．06～0.08之间。

Si掺杂正交相SrHfO_3电子结构与光学性质的第一性原理计算（英文）

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了正交相SrHfO3和以Si替换Hf方式形成的掺杂态SrHfO3的形成能,几何结构,电子结构和光学性质。负的形成能表明在由单元素形成Si掺杂态的SrHfO3的反应中,Si占居Hf位置与Sr位置两种情况在能量上是有利的,并且Si原子更加倾向于占居Hf位置。纯的SrHfO3计算得到的晶格常数与文献报道的实验值和理论值是一致的,而Si占居Hf位置后会导致SrHfO3的晶格常数减小。能带结构显示在掺入Si原子后会使带隙变小。布居分析与电荷密度图一致,说明在Hf位置掺入Si后掺杂位置附近的Hf-O键以共价键为主,Sr-O键以离子键为主。最后,对Si掺杂后SrHfO3在(100)方向上的介电常数、反射率、吸收系数、折射率进行了计算与分析。