Ca_9Fe(PO_4)_6(OH)_2的电子结构与形成能的第一性原理计算

基于第一性原理和热力学统计原理计算了单个Fe^(2+)替代羟基磷灰石晶胞中Ca^(2+)后晶体(Ca_9Fe(PO_4)_6(OH)_2)的电子结构和能够说明替代后结构稳定性的替位缺陷形成能.电子结构计算得出(Ca_9Fe(PO4)_6(OH)_2)的带隙值是1.85eV,而没有掺杂的是4.93e V,两者态密度特征相似,只是前者峰值变小了.理论形成能和溶液环境中的形成能的计算结果都表明Ca(B)更易被取代,但是两种形成能的值都大于0eV,具体是理论缺陷形成能的值都在7e V到8e V之间,溶液环境中的缺陷形成能主要和替代的位置、溶液的pH值以及Fe^(2+)在溶液中的浓度有关,且其值大于0eV,说明它们需要吸热才能发生替代,所以在羟基磷灰石中Fe^(2+)替代Ca^(2+)不容易发生.

高压合成翡翠微结构的研究

利用溶胶凝胶法制备高压合成翡翠的初级料,对初级料进行多次高温熔融处理以减少其内部的气泡,最后淬火得到具有翡翠化学成分(NaAlSi_2O_6)的透明玻璃料。采用带温加压及卸压的方法对玻璃料进行高温高压处理,以促进样品的塑性形变并减少残余应力,防止样品开裂。高压合成的翡翠样品块体完整,X射线衍射及扫描电镜检测表明,合成样品具有与天然翡翠高度一致的相组成与微结构。研究发现,影响高压合成翡翠样品品质的主要因素是初始玻璃料晶化后硬玉的微结构,即样品中硬玉晶粒的大小、形貌、排列取向和致密性等。