离子注入诱发YSZ相变和Pyrochlore纳米晶的电子显微研究

通过剖面电子显微技术研究了离子注入在单晶YSZ中诱发生成Pyrochlore纳米晶(约10nm),并使萤石结构的YSZ局部相变为焦绿石结构。在YSZ单晶中注入180keVTi+离子,注入温度为常温,Ti+注量为1×1017ions/cm2,随后在1100℃的氩气中退火2h。电子显微研究表明,Y(钇)稳定的立方ZrO2转变成为点阵常数a≈(1.024±0.005)nm的焦绿石结构A2B2O7(Y2(TixZr1-x)2O7)。生成的Y2(TixZr1-x)2O7与母相保持共格,有[110]YSZ∥[110]P和(11-1)YSZ∥(11-1)P的取向关系。阳离子有序和化学成分的重新分布被认为是这种相变发生的机理。

烧绿石型富氧相Ce_2Zr_2O_8的Rietveld结构精修及其Raman光谱研究

采用石墨还原法成功制备了烧绿石型富氧相Ce2Zr2O8,选用缺氧型烧绿石Nd2Zr2O7作为Ce2Zr2O8相前驱体CeZrO3.5的替代物与之进行结构对比分析。实验结果表明:Ce2Zr2O8相中富余氧主要占据前驱体中的氧空位,且氧离子扩散不会破坏原本有序排列的阳离子(Ce/Zr)亚点阵;同时,Ce2Zr2O8相中Zr-O配位体由前驱体中共顶联接的八面体转变为共棱联接的立方体,其反相畴界密度和振动光谱谱带亦较前驱体明显提高。以上结果说明Ce2Zr2O8相结构处于亚稳态,该结构特征有利于氧离子的快速吸附或释放,这为其成为汽车尾气净化剂提供了结构上的可行性,但也说明当An2Zr2O7烧绿石在自辐照条件下向富氧相An2Zr2O8发生转变时,其抗辐照和化学稳定等性能有下降趋势。