CaF_(2)纳米晶粒结构相变行为的尺寸依赖性

利用原位高压同步辐射X射线衍射方法,对尺寸为11 nm的CaF_(2)纳米晶粒进行高压结构相变和压缩特性研究。当压力为12 GPa时,观察到由萤石结构向α-PbCl_(2)结构转变的一次相变,该相变压力点远高于体材料,但略低于粒径更小的CaF_(2)纳米晶体。相比体材料,纳米尺寸的CaF_(2)样品的体弹模量更大,说明其更难被压缩。当压力释放至常压时,11 nm的CaF_(2)纳米晶粒的α-PbCl_(2)型亚稳相结构被保留下来,相变不可逆。分析了影响11 nm CaF_(2)纳米晶粒独特高压行为的原因,判定尺寸效应为主要因素,该尺寸下较高的表面能导致结构稳定性增强和体积模量增加。