离子导体LiCl(Al2O3)的核磁共振研究

本文报道了含分散第二相粒子的离子导体LiCl(或LiI)中⁷Li核磁共振的观测结果,测量了⁷Li核磁共振吸收谱线的线宽和自旋-晶格弛豫时间(T₁)。实验发现,在LiCl(Al₂O₃)中,⁷Li的核磁共振吸收谱线上叠加了一小峰,且随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。⁷Li核磁共振信号的信噪比显著提高,自旋-晶格弛豫时间变短,且也随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。结果表明,离子电导率的提高和附加小峰的出现都是由第二相粒子引起的,从而提出:靠近第二相粒子的LiCl界面附近的空间电荷区中高的离子传导是离子电导率提高和附加小峰出现的可能机理。 关键词：     

非晶锂离子导体B_2O_3-Li_2O—LiCl一Al_2O_3中VO~(2+)的电子自旋共振

两种非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3-0.1V_2O_5(x=0.05和0.15)的电子自旋共振谱研究表明:(i)ESR线型是高斯型,证实V_2O_5添加量适当;(ii)超精细结构来源于VO~(2+)络离子,具有四角对称性,属C_(4v)群。越精细耦合张量的平行分量平均值A_∥=0.0175cm~(-1),垂直分量A_⊥=0.0063cm~(-1)。由g_∥(g_⊥)求出其基态~2B_(2g)与第一激发态~2E_g的能级间距△_1=2.46×10~4cm~(-1),基态与第二激发态~2B_(1g)的能级间距△_2=3.03×10~4cm~(-1);(iii)变温实验证实:Al_2O_3组分较少(x=0.05)的非晶ESR强度比x=0.15的非晶高3倍至2倍,而Al_2O_3组分越多则ESR强度随温升下降越小。     

非晶态离子导体Li_2B_2O_4的核磁共振研究

本文报道了非晶态离子导体Li_2B_2O_4的~7Li核磁共振研究。测量了~7Li核磁共振谱与温度的关系。实验中发现,Li_2B_2O_4的晶态、非晶态和部分晶化样品的~7Li核磁共振谱有很大的不同,且在部分晶化样品的~7Li核磁共振谱上有附加的小峰,它与LiCl(Al_2O_3)的~7Li核磁共振谱上附加的小峰相类似。我们也对非晶态离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl进行了~7Li核磁共振研究,其结果与上面的类似。研究结果表明,它们都起因于非晶母体与微晶的界面效应。     

AgI(Cr_2O_3)混合离子导体改性的机理研究

本文研究了Agl(Cr_2O_3)混合离子导体的红外吸收光谱、近紫外、可见反射光谱,透射电子显微镜的显微形貌及成份分析,发现混合离子导体的微观结构与纯Agl,Cr_2O_3不同。由透射电子显微镜的显微形貌得出不同于他人的介质模型。提出电介质引起的变形极化,导致了微观精细结构改变的观点。并对其物性改变的机理给予了讨论。     

AgI(α-Fe_2O_3)复合离子导体相转变温度相互影响的研究

通过测量AgI(α-Fe_2O_3)复合离子导体的直流和交流电导率,发现α-Fe_2O_3的Morin转变温度随着AgI含量的增加而降低,电导率测量的结果与磁化率测量和Mossbauer谱测量结果定性的符合。α-Fe_2O_3也使AgI的α→β相转变温度显著下降。结果表明复合离子导体二相材料各自存在的相转变温度彼此产生影响。     

快离子导体的核磁共振研究

近几年来,快离子导体的基础和应用研究都发展很快．这主要有两方面的原因：一方面因为快离子导体是一种具有液一固二象性的异常物态,通过对它的研究,有可能揭示出一些新的物理现象,所以凝聚态物理学家对它很感兴趣;另一方面,快离子导体可以作为各种电池的固体电解质,它是解决能源问题的一个重要途径．同时还可以用它做成一些离子器件或电化学器件,这引起其它领域的科学家对它的注意．随着研究工作的进展,可望形成凝聚?...     

Bi_2O_3-Y_2O_3系高氧离子导体的离子电导和电子电导的研究

用交流电桥法研究了Bi_2O_3 Y_2O_3体系含22.5—30mol％Y_2O_3烧结试样在po_2值由1至10~(-21)atm范围内氧离子的电导率,实验证明该种材料的氧离子电导率比同温度下ZrO_2基固体电解质高若干倍;用这种材料作为固体电解质组成氧浓差电池,电池电动势和理论电动势的比值E/E_0等于1或接近1,说明这种材料几乎为纯氧离子导体,p型电子空穴导电性很小;用库伦滴定抽氧法测定了含Y_2O_3 27.5mol％样品的电子导电特征氧分压,其值为lgpe＇=(-767000/T)+655,电子导电性极小。可期望为一种新型氧离子导体材料。     

Li_2O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系统玻璃的声学性质

本工作测量了Li_2O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系统玻璃的密度、超声速,计算了玻璃的绝热压缩系数,从声学性质分析了玻璃骨架结构随组成的变化,为研究玻璃的离子导电性提供了方法和分析的依据。     

Li_2O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系玻璃的红外光谱

本工作系统地测量和分析了Li_O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系玻璃的红外光谱,据此研究了玻璃中硼的配位数和硼酸盐结构基团随组成的变化以及Al~(3+)和Cl~-离子在结构中所起的作用,并对光谱中某些吸收峰机理作了定性探讨。     

LiF-LiCl-B_2O_3系统非晶态快离子导体结构的研究

本文通过对~(11)B核磁共振(~(11)B-NMR)、红外光谱等实验方法,研究了LiF-LiCl-B_2O_3三元系统玻璃的结构和离子导电性,着重于F~-离子在玻璃网络中所起的作用,以及 F~-,Cl~-和Li~ 离子对导电率的影响。 LiF-LiCl-B_2O_3三元系统玻璃,随LiF含量的增加,B由三角体向四面体变化,从而F~-离子进入网络,使玻璃结构由[B_2O_3]三角体层状结构向三维空间延展,形成了含有[BO_3F]基团的三维空间网络,Cl~-离子以游离的离子存在于网络中,起着松散网络的作用,对提高电导率有利,而Li~ 离子作为传导离子,对电导率的贡献是主要的。本系统玻璃的电导率是随LiF,LiCl含量的增加而增大,在300℃时测得电导率σ= 6.12×10~(-4)Ω~(-1)·cm~(-1)。     

Li_2O-(LiCl)_2-B_2O_3-Al_2O_3系统玻璃的Raman光谱研究

我们用Raman光谱研究了Li_2O(LiCl)_2 B_2O_3-Al_2O_3系玻璃的结构,着重研究了Al_2O_3的影响。对于Li_2O-B_2O_3系玻璃,Li_2O含量增加使玻璃中存在的BO_3三角体转变为BO_4四面体,并形成含BO_4四面体较多的硼酸盐基团;当Li_2O含量达到35mol%左右,开始出现含非桥氧的偏硼酸盐基团。以Al_2O_3置换B_2O_3,在有足够Li_2O的情况下,引入的Al~(3+)以四配位形式存在,形成的AlO_4四面体取代玻璃中BO_4的四面体;但当Al_2O_3/Li_2O接近或大于1时,部分Al~(3+)不再以四配位形式存在。实验还表明,Raman光谱主要决定了形成玻璃网络的O/B/Al之比,LiCl引入玻璃中处于被网络离解的状态。这些结果可以解释玻璃的离子电导率随组成的变化。     

石墨烯在Al_2O_3(0001)表面生长的模拟研究

基于密度泛函理论的广义梯度近似法,对用化学气相沉积法在蓝宝石(α-Al_2O_3)(0001)表面上生长石墨烯进行理论研究.研究结果表明:CH_4在α-Al_2O_3(0001)表面上的分解是吸热过程,由CH_4完全分解出C需要较高能量及反应能垒,这些因素不利于C在衬底表面的存在.在α-Al_2O_3(0001)表面,石墨烯形核的活跃因子并不是通常认为的C原子,而是CH基团.通过CH基团在α-Al_2O_3(0001)表面上的迁移聚集首先形成能量较低的(CH)_x结构.模拟研究(CH)_x对揭示后续石墨烯的形核生长机理具有重要意义.     

非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3晶化初期的核磁共振研究

通过真空密封热处理、避免了样品晶化后吸水引起的误差,采用脉冲法在293K和77K测量了晶化过程初期三种非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3(x=0.15,0.10和0.05)的~7Li核磁共振谱。 发现在低温(77K)只有固相锂离子对应的自旋-自旋弛豫时间T_2=87μs,严格按高斯函数衰减。在室温下固相锂离子对应的T_(2s)=127μs,仍是高斯型;但液相锂离子对应的T_2却按洛仑兹函数衰减。这反映出锂离子导体的固-液二相性。 三种非晶B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3(x=0.15,0.10和0.05)分别在热处理温度401,388和381℃附近,其液相锂离子对应的T_(2l)都剧增,其吸收谱线宽都变窄。由此再次验证了非晶母体与微晶之间的两相界面效应的物理图象。     

Cd_3Al_2Si_3O_(12)玻璃中的Er~(3+)的光学跃迁

徐 迈　中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春１３００２１摘要：根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论,利用镉铝硅酸盐玻璃中Ｅｒ３＋的吸收光谱,计算了实验与理论振子强度,用最小二乘法拟合实验与理论振子强度得到了三个Ｊ－Ｏ强度参数ａ２,ｏ４,ａ６。并由此计算了ＥＪ”在不同能级之间的自发辐射系数Ａ、辐射寿命ｒ、荧光分支比β以及积分发射截面Σ。根据这些参数分析认为掺饵镉铝硅酸盐玻璃可能实现近红外激光输出。     

B_2O_3—Al_2O_3—PbO玻璃组成和物化性质的研究

本文研究了在B_2O_3—Al_2O_3—PbO玻璃中引入SiO_2、Sb_2O_3、Ga_2O_3后,TF光学玻璃化学稳定性及相对部分色散P_(g·F)。论证了B_2O_3—Al_2O_3—PbO光学玻璃光学性质、化学组成和结构关系。TF光学玻璃在3.51铂坩埚熔制。     

蓝宝石Al_2O_3晶体的高压热传导系数研究

对蓝宝石Al2O3晶体在高压下的热传导系数这一在的理论和实验仍处于探索中的问题,本文从较严格的固体理论出发,考虑到晶格声子的最小平均自由程、Debye温度、Gruneisen参数以及冲击温度在冲击压缩状态下的变化,进而对在高压实验中最常用的窗口材料蓝宝石Al2O3晶体的导热系数进行了理论分析,计算结果较好解释了实验结果.     

煤基化学链燃烧技术的Fe_2O_3/Al_2O_3氧载体研究

直接以煤为燃料的化学链燃烧是解决中国燃煤CO_2排放的一种潜在技术,关键问题之一是难以气化和氧化的煤焦与氧载体之间的固固还原反应。本文基于溶胶-凝胶法,利用Al(OC_3H_7)_3和Fe(NO_3)_3·9H_2O制备了12种不同的氧载体,并用XRD、SEM、BET等对其物化性质进行了表征,发现烧结温度以低于1200℃为宜。选择6种不同参数(活性Fe_2O_3质量含量、烧结温度和烧结时间)的Fe_2O_3/Al_2O_3氧载体,在热重中研究了它们与煤焦的反应性能,结果表明,在880℃左右时,氧载体与煤焦快速反应,首先快速还原成Fe_3O_4,然后有一部分FeO出现。综合各方面因素,选用F6A1116氧载体(60%Fe_2O_3含量,1100℃烧结6 h)进行与煤焦/空气的多次循环实验。结果表明,氧载体没有杂质物相生成,表现了良好的循环反应性。反应后氧载体表面发生了一定程度的烧结现象,但仍维持孔隙结构。这些实验结果初步证明,基于Fe_2O_3/Al_2O_3氧载体、燃用固体燃料煤焦的化学链燃烧技术是可行的。     

碱土金属离子共掺杂对铕离子在Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2中发光性能的影响

采用高温固相还原法合成Ca_(12-x-y)M_xAl_(14)O_(32)F)2∶yEu(M=Mg,Sr,Ba)体系荧光粉,分别采用X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪测试其物相及荧光性能,通过掺杂碱土金属离子可以调整Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2∶Eu~(3+)/Eu~(2+)的组成和结构,进而影响Ca_(12-x-y)M_xAl_(14)O_(32)F_2∶yEu的发光性能。研究结果表明:在Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2∶Eu中掺杂一定浓度的Mg~(2+)不利于Eu~(3+)的还原,掺杂一定浓度的Sr~(2+)或Ba~(2+)有利于Eu~(3+)的还原;通过改变碱土金属离子的掺杂浓度调节Eu~(3+)和Eu~(2+)的浓度比,可以调整蓝光发射和红光发射的强度比,进而使发光颜色从蓝色变为淡紫色,再变为蓝绿色。     

非晶态离子导体Li_2B_2O_4晶化前期的离子导电性

本文研究了非晶态离子导体Li_2B_2O_4的离子电导率与温度的关系,特别着重于晶化前期的离子迁移特性。当温度低于T_K(≈310℃)时,离子电导率遵从Arrhenius关系。当高于晶化温度(≈411℃)时,以晶态中的离子迁移为主。在T_kT_p时,出现了少量微晶,但晶化量小于5%,由于非晶母体与微晶之间的界面效应使得离子导电性显著增强。可以通过室温淬火,把晶化前期非晶态的状态保持到室温,从而有可能制备出离子电导率高于纯非晶态的材料。     

Yb∶Y_3Al_5O_(12)/Y_3Al_5O_(12)复合晶体的制作和光谱性能

采用热键合技术,制作中运用不同的工艺参量制作出12片Yb∶Y3Al5O12/Y3Al5O12(Yb∶YAG/YAG)复合晶体。利用偏光显微镜对其键合界面进行了观察,研究了样品的透射光谱,从而确定出复合晶体合适的制作工艺。通过透射光谱的形状和透射率来表征复合晶体键合界面的质量。研究表明Yb∶YAG/YAG复合晶体键合质量较好,可实现一体化。