Y_2O_3·Cr_2O_3复合氧化物热力学性质的研究

在1182—1386K温度范围内,用固体电解质氧浓差电池: Mo|Cr,Y_2O_3,Y_2O_3·Cr_2O_3|ZrO_2(+MgO)|Cr,Cr_2O_3|Mo测定了复合氧化物Y_2O_3·Cr_2O_3的热力学性质。对于反应 Y_2O_(3_(s))+Cr_2O_(3(s))=Y_2O_3·Cr_2O_(3(s)),得到 △G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=39160-34.97T(实验误差±350cal/mol)或 △G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=163900-146.3T(实验误差±1450cal/mol).因为△G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0与温度T的关系为直线关系,所以若将△G~0=a+bT与△G~0=△H~0-T△S~0两式比较,a和-b的物理意义可认为分别相当于在公式适用温度范围内△H~0与△S~0的平均值。因此 △H_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=39160cal/mol或193900J/mol, △S_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=34.97cal/(mol·K)或146.3J/(mol·K)。 如将化合物写作YCrO_3的形式,各热力学数据为上述各值的一半。     

非晶态锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3

木文研究了Al_2O_3对B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl非晶态的形成和电学性能的影响,我们发现:加入适量的Al_2O_3后,无需借助液氮骤冷技术,直接将熔体倾倒在室温下的紫铜板上就很容易形成大块非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3。 Al_2O_3的加入使B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl的电导率有所降低,但在高温下不太明显,电导激活能略微升高,实验发现:Al_2O_3含量x=0.03是较合适的剂量,较容易形成大块非晶态,对电导率的影响也不大。     

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。     

非晶态锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3-0.1V_2O_5的电学性质和电子自旋共振研究

对两种非晶态B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3-0.1V_2O_5(x=0.05和0.15),用差热分析、电导率测量、X射线衍射和电子自旋共振进行研究,发现:1)V_2O_5不仅作非晶网络形成剂,而且改变了晶化过程;2)对B_2O_3-Li_2O-LiCl-Al_2O_3-V_2O_5玻璃,与P_2O_5-Li_2O-LiCl-Al_2O_3玻璃类似,粉末压片的离子电导率比60目粉末大26倍,而整片非晶的离子电导率又比粉末压片大近二个数量级,而且激活能明显减小,更适合离子传输;3)添加少于3.9mol%的V_2O_5,对非晶态锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3,未引起电子电导率显著增大,又可应用电子自旋共振(ESR)技术研究其微观结构和电子运动状态。     

包钴型r-Fe_2O_3磁粉各向异性研究

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉的矫顽力可比原γ-Fe_2O_3磁粉提高8000—32000A/m。木文研究探讨了两种包钴型γ-Fe_2O_3磁粉(包钴γ-Fe_2O_3和包钴包亚铁γ-Fe_2O_3)的单轴各向异性的起源和矫顽力增大的机制。包钴γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力增大是由于钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性。包钴包亚铁γ-Fe_2O_3磁粉(Co~(2+)/γ-Fe_2O_3=2—16wt％)的矩形比S.R.为0.5左右,包钴包亚铁后增强的单轴各向异性和多轴磁晶各向异性使矫顽力增大。增强的单轴各向异性的起源:(1)钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性;(2)表面层钴铁氧体微晶易磁化轴从尤排列显示单轴各向异性。     

BaO-Li_2O-B_2O_3三元系中BaB_2O_4-Li_2B_2O_4和BaB_2O_4-Li_2O截面相平衡关系的研究

本文用X射线和差热分析方法对BaO-Li_2O-B_2O_3三元系中的两个截面:BaB_2O_4-Li_2B_2O_4和BaB_2O_4-Li_2O作了研究。在BaB_2O_4-Li_2B_2O_4赝二元系中发现了一个新的化合物4BaB_2O_4·Li_2B_2O_4。化合物在930±3℃由包晶反应形成,并与Li_2B_2O_4形成共晶反应。共晶温度为797±3℃,共晶点组分为79mol％Li_2B_2O_4。在BaB_2O_4-Li_2O截面中也存在化合物4BaB_2O_4·Li_2B_2O_4,其包晶反应温度从930±3℃随Li_2O含量增加下降到908±3℃。在组分60mol％Li_2O处形成另一个新的化合物2BaB_2O_4·3Li_2O。该化合物在630±3℃也是由包晶反应形成,并与Li_2O和Li_2CO_3分别形成共晶反应,共晶温度分别为400±3℃和612±3℃。在BaB_2O_4-Li_2B_2O_4和BaB_2O_4-Li_2O体系中都没有观察到固溶体。 用计算机程序分别对化合物4BaB_2O_4·Li_2B_2O_4和2BaB_2O_4·3Li_2O的X射线粉末衍射图案进行了指标化,其结果:4BaB_2O_4·Li_2B_2O_4的空间群为Pmma,a=13.033,b=14.630 ,c=4.247,每个单胞包含两个化合式单位;2BaB_2O_4·3Li_2O的空间群为Pmmm,a=4.814,b=9.897,c=11.523,每个单胞也含有两个化合式单位。     

Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃的喇曼光谱研究

本文利用喇曼光谱研究了作为组成函数的Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃的结构.发现在含直到10mol%Al_2O_3的酸性玻璃中,几乎所有的铝都处六配位,玻璃的网络主要由(PO_3)_n~(n-)链及环构成;当玻璃组成处Na_2O/P_2O_5≥1和5≤Al_2O_3≤20mol%时,形成AlO_4四面体和各种磷酸盐基因;然而,当Al_2O_3含量超过25mol%及Al_2O_3/P_2O_5≥0.63时,玻璃网络主要由AlPO_4基因构成,与Na_2O/P_2O_5比无关.     

Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-P_2O_5玻璃中铝和硼配位的Raman光谱研究

利用Raman光谱技术研究了Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-P_2O_5玻璃中铝和硼的配位态.研究表明 当硼、铝共存于磷酸盐玻璃时,硼先于铝形成BO_4四面体.硼有3和4两种配位而铝有4和6两种配位.     

γ-Fe_2O_3中的氢含量

利用热中子透射法测定γ-Fe_2O_3的氢含量。利用差热分析、磁分析以及穆斯堡尔效应研究γ-Fe_2O_3的相变,实验结果表明在γ-Fe_2O_3结构中确实含有一定量的氢,当γ-Fe_2O_3结构中的阳离子空位被H~(1 ),Co~(2 ),Si~(4 ),P~(5 )等离子占据时,将有利于γ-Fe_2O_3晶体结构的稳定,从而使γ-Fe_2O_3转变为α-Fe_2O_3的相变温度有所提高。     

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力的研究

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉分为包钴γ-Fe_2O_3(简记为Co-γ-Fe_2O_3)和包钴包亚铁γ-Fe_2O_3(简记为 CoFe-γ-Fe_2O_3)两种,它们的矫顽力可比γ-Fe_2O_3磁粉的提高100至400Oe左右,本工作对这两种磁粉矫顽力增大的原因作了探讨,认为它们矫顽力增大的机制不同:CO-γ-Fe_2O_3矫顽力增大是由于表面包覆一层Co(OH)_2使表面各向异性增大,而CoFe-γ-Fe_2O_3则是由于表面包覆的是钴铁氧体,γ-Fe_2O_3与钴铁氧体之间发生耦合作用,使矫顽力增大。     

Spectroscopic properties of Er~(3+)-doped AlF_3-La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2 glasses

Er~(3+)-doped fluoride lanthanum aluminosilicate glasses with compositions of (65-x/2)SiO_2·(25-x/2)Al_2O_3·xAlF_3·9.1La_2O_3·0.6Er_2O_3·0.3Yb_2O_3(x=4, 8, 12, 20, 30) (mol%) were prepared and their glass transition temperatures and spectroscopic properties were investigated.The Ω_2, Ω_4, and Ω_6 intensity parameters of glasses were calculated by Judd-Ofelt theory from absorption curves. It was found that glasses transition temperature and melting temperature decreased with the increase of fluoride content in glass,Ω_2 decreased gradually with the increase of AlF_3 content,but both Ω_4 and Ω_6 did not increase until AlF_3 content increased to 30 mol%.The quantum efficiency of ~4I_(13/2) to ~4I_(15/2) transition of Er~(3+) ions increases with the increase of AlF_3 content in glass.Fluorescent lifetime is longer in glass containing more AlF_3 content.     

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。     

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。     

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。     

3BaO·3B_2O_3·2GeO_2非晶体晶化过程的研究

3BaO·3B_2O_3·2Ge0_2是BaO-B_2O_3-GeO_2三元系中的一个三元化合物。本文用差热分析法对3BaO·3B_2O_3·2GeO_2非晶态晶化过程进行了研究,非晶的晶化温度随颗粒度减小而下降。用等温晶化法和峰值位移法测定了不同颗粒度的晶化激活能,非晶颗粒度越小,晶化激活能越大。     

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。     

Zn_3V_2O_8和Zn_2V_2O_7的电子结构与光学性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,在零压下建立了α-Zn_3V_2O_8和α-Zn_2V_2O_7晶体模型,分别对模型进行了电子结构和光学性质的计算.实验结果表明:α-Zn_3V_2O_8和α-Zn_2V_2O_7都属于间接带隙,α-Zn_3V_2O_8的禁带宽度为2. 715 eV,α-Zn_2V_2O_7的禁带宽度为2. 540 eV;同时,α-Zn_3V_2O_8和α-Zn_2V_2O_7都具有很强的紫外-近紫外光吸收能力;反射光谱、吸收光谱及能量损失谱的差异,共同导致Zn_3V_2O_8的光学性能要优异于Zn_2V_2O_7.     

Investigation of β-Ga_2O_3 films and β-Ga_2O_3/GaN heterostructures grown by metal organic chemical vapor deposition

In this work,(-201) β-Ga_2O_3 films are grown on GaN substrate by metal organic chemical vapor deposition(MOCVD). It is revealed that the β-Ga_2O_3 film grown on GaN possesses superior crystal quality, material homogeneity and surface morphology than the results of common heteroepitaxial β-Ga_2O_3 film based on sapphire substrate. Further, the relevance between the crystal quality of epitaxial β-Ga_2O_3 film and the β-Ga_2O_3/GaN interface behavior is investigated. Transmission electron microscopy result indicates that the interface atom refactoring phenomenon is beneficial to relieve the mismatch strain and improve the crystal quality of subsequent β-Ga_2O_3 film. Moreover, the energy band structure of β-Ga_2O_3/GaN heterostructure grown by MOCVD is investigated by X-ray photoelectron spectroscopy and a large conduction band offset of 0.89 eV is obtained. The results in this work not only convincingly demonstrate the advantages of β-Ga_2O_3 films grown on GaN substrate, but also show the great application potential of MOCVD β-Ga_2O_3/GaN heterostructures in microelectronic applications.     

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。     

BaB_2O_4-K_2O和BaB_2O_4-K_2B_2O_4赝二元系相图的研究

用X射线衍射和差热分析方法研究了BaB_2O_4-K_2O和BaB_2O_4-K_2B_2O_4赝二元系的相平衡关系。BaB_2O_4-K_2B_2O_4属共晶体系,共晶温度为850±3℃,共晶点成分为45mol％K_2O。在BaB_2O_4-K_2O赝二元系中,一新化合物5BaB_2O_4·3K_2O在903±3℃同成份熔化,它与BaB_2O_4形成共晶体系,共晶温度为813±3℃,共晶点成分为25mol％ K_2O。另一新化合物在860±3℃由包晶反应形成,并与K_2O形成共晶体系,共晶温度为788±3℃,共晶点成分约为67.5mol％K_2O。