纳米晶钛酸铅镧体系的软模及铁电相变研究

采用Raman散射方法系统研究了Pb_1-xLa_xTiO₃(PLT)的软模行为和铁电相变.结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Pb_0.86La_0.14TiO₃(PLT14)能从常温常压下的四方铁电相转化为立方顺电相;在高温常压及常温高压下纳米晶PLT14的相变温度和压力均比体材料情况下低;对于不同晶粒尺寸的PLT体系,系统从四方相转化为立方相的相边界随晶粒尺寸的减小移向更低的La离子浓度,还论述了软模随晶粒尺寸、温度、压力和La离子浓度的变化行为以及系统发生相变的机制.     

Y-TZP及Y-TZP/Al2O3陶瓷的微波加热及微波烧结特性

用矩形单模TE_10n(n=3,5)微波腔体成功地烧结得到了致密的Y-TZP陶瓷及Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷材料.材料的微波加热特性与其组分有关.Y-TZP含量高有利于提高样品的加热速率并降低加热所需时间.试样加热至600—800℃之后,需随时调整输入功率、短路活塞位置及可调偶合窗开启尺寸,以保持腔体谐振和最佳偶合状态,从而保持一定的升温速度和达到稳定的最终烧结温度.纯Y-TZP及含20Vol％Al₂O₃的Y-TZP/Al₂O₃陶瓷材料均可微波烧结至相对密度98％以上,而晶粒尺寸则分别不大于0.4和1.0μm.实验还发现,温度过高时,试样中心由于达到高于其表面的温度而发生过烧现象.     

四方到正交YBa2Cu3O7-δ过渡体系的超导电性

在不同的退火温度下,由空气淬火方法制备出理想正交相和典型四方相的YBa₂Cu₃O_7-δ。单相样品,以及结构介于两者之间的过渡相样品。从X光衍射、电阻温度关系、交流磁化率温度关系等实验结果我们得到了如下结论:(1)样品的结构随着淬火温度的逐渐降低而产生由四方相向正交相的过渡;(2)YBa₂Cu₃O_7-δ四方相直至2.4K都是不超导的;(3)过渡体系样品中超导临界温度的高低依赖于样品结构的正交畸变程度;(4)本文中首次发现了不超导的四方相在100K附近结构相变可能存在的证据;(5)淬火温度较高的样品在高温区(>100K)的电导特性可以用样品中氧缺位的影响加以解释。     

ZrO2相变多晶体塑性变形局部化行为的宏观—细观实验研究

本文首次综合运用高密度光栅、形貌仪以及激光Raman微探针技术对ZrO₂相变多晶体陶瓷材料的应力协助相变塑性行为进行了宏观—细观实验研究,发现了室温下材料受单轴拉伸和单轴压缩均匀应力以及受三点弯曲载荷时的塑性变形局部化行为,实验结果表明:相变塑性变形局部化以体膨胀剪切带的形式发生,宏观的变形局部化对应着微观上马氏体相变的局部化,这为进一步深入研究相变塑性局部化和相变塑性本构关系提供了重要的实验依据。     

晶粒尺寸对Bi2Ti4O11在静水高压下的Raman光谱及软模相变的影响

本文测量了晶粒尺寸为30nm的Bi₂Ti₄O₁₁在静水高压下的Raman光谱,发现在压力为3.35GPa时发生软模相变,其低频部分的Raman谱随压力的变化表明该体系存在着明显的量子尺寸效应。     

纳米ZrO2固体低温内耗谱的研究

本文系统研究了不同颗粒度的纳米ZrO₂块状固体从室温至-200℃的内耗和模量.发现三个内耗峰(P₁,P₂和P₃——对应升温测量或P''₁,P''₂和P''₃——对应降温测量),通过这些内耗峰行为的研究,可以看出,P₃或P''₃峰可以归因于晶界的弛豫,即它是由于纳米ZrO₂固体中晶界的滑动产生的.P₂(或P''₂)与纳米ZrO₂在低温下的相变有关.随着退火温度的升高,能量耗散迅速减小,模量明显增大.     

添加稀土氧化物的热压氮化硅陶瓷

本工作制备了一种添加稀土氧化物的热压氮化硅陶瓷,其抗弯强度从室温到1300℃可保持在800—900 MPa,1400℃时为680 MPa,室温断裂韧性值为4.38—4.96 MPa m^1/2。X光扫描电子显微镜、电子探针及能量色散谱分析表明,这种材料由细小的β-Si₃N₄晶粒、α-Si₃N₄晶须、四方形含La晶体和含La玻璃相组成。对断口的观察发现这种陶瓷直到1400℃仍以穿晶断裂为主。此外,还就添加剂对强度和断裂韧性的影响进行了讨论。     

纳米复合材料Fex(SiO2)1-x中的界面相互作用和渗透效应对磁性的影响

采用机械合金法制备了纳米复合材料Fe_x(SiO₂)_1-x系列样品 .用X射线粉末衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM )、M ssbauer谱和Faraday磁天平系统地研究了该系列样品不同Fe合量和不同球磨时间的微结构和磁性 .实验表明样品的微结构和磁性与球磨时间和Fe含量密切相关 .当样品的Fe含量少于 2 0wt% ,并球磨了 80h后呈现出非常复杂的微观结构 :α -Fe纳米晶粒和Fe团簇镶嵌在SiO₂ 基质中 ,形成α -Fe纳米岛状和纳米尺度的类三明治结构 .Fe-SiO₂ 界面的相互作用和渗透效应、纳米晶的尺寸效应和类三明治的特殊微观结构导致了纳米复合材料Fe_x(SiO₂)_1-x的物理性能的变化     

应用Rietveld方法研究氧化锆的晶体结构

采用XRD及Rietveld粉末衍射峰形拟合方法对氧化锆的晶体结构及其相变进行了研究 .当掺杂CeO₂ 和Y₂ O₃后 ,氧化锆的晶体结构发生了由单斜向四方的转变 .四方氧化锆的空间群为P42 /nmc ,Z =2 ,对于CeO₂ ,Y₂ O₃稳定的ZrO₂ 其晶格常数分别为a =0 .3 62 6( 5 )nm ,c =0 .5 2 2 6( 3 )nm及a =0 .3 60 2 ( 8)nm ,c =0 .5 179( 1)nm ,单胞中阳离子Zr⁴⁺ ,M (M =Ce⁴⁺ ,Y³⁺ )和阴离子O^{2 -} 分别占据空间群的 2b和 4d晶位 ,还从晶体学角度讨论了立方、四方、单斜 3种不同结构的氧化锆之间的相互转换关系 .     

Tl-Ba-Ca-Cu-O体系一系列超导相的晶体结构

本文用粉末烧结法合成了Tl-Ba-Ca-Cu-O体系一系列超导试样。用X射线粉末衍射法对它们进行了结构分析,发现了一组点阵常数α值相同,c值不同的四方超导相。超导相由隔层(Tl-O单隔层或双隔层)和缺氧类钙钛矿型结构单元Ba₂×Ca_n-1Cu_nO_2n+1(n为整数)所组成。从晶体结构观点可分为两类:一类属Tl-O单隔层、简单四方点阵,空间群为p4/mmm,理想化学式为TlBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+2.5,n=1,2,3,4;另一类属Tl-O双隔层,体心四方点阵,空间群为I4/mmm,理想化学式为Tl₂Ba₂Ca_n-1Cu_nO_2n+1,n=1,2,3,4。这些超导相随n值的增加,超导转变温度升高。当n值相同时,体心四方点阵的超导转变温度比简单四方点阵高。并讨论了超导相结构之间的相互关系。提出了依据第一条衍射线面间距d值或点阵常数c值推测超导相晶体结构的方法。     

Tl-1223超导体及其复Ag带

研究了用部分熔化法制备T1-1223超导体的工艺,样品的名义组成为(Tl_0.5Pb_0.5)(Sr_0.8Ba_0.2)₂Ca₂Cu₃O_y,调整样品中Ba的含量,出现了织构的迹象,经烧结一部分熔化—退火的样品,其磁化电流在77K和1T下大于2×10⁴A/cm²,用这样的样品作原料所制备的Tl-1223复Ag带短样,在77K和0T下,J_c达2.1×10⁴A/cm²,超导带横断面的SEM显微观察表明,在1223相中夹杂了BaPbO₃和Sr-Ca-Cu-O相.     

纳米微晶软磁合金随机局域磁各向异性及磁性

本文根据非晶合金局域磁各向异性随机分布的处理方法,提出了纳米微晶软磁合金的随机局域各向异性模型,对纳米微晶合金的结构与磁性的关系进行了探讨。结果表明,纳米微晶合金的软磁特性不但与随机分布的纳米晶粒的尺寸有关,而且与晶界非晶相的铁磁性有关。相邻晶粒通过晶界非晶相发生铁磁耦合,所以晶界非晶相的铁磁性严重地影响合金的宏观磁性。Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉纳米微晶软磁合金的X射线衍射及磁性测量结果为上述理论提供了有利的支持。     

新化合物Sr2FeWO6的相变和晶体结构

用固态烧结法合成了新化合物Sr₂FeWO₆。用差示扫描量热法(DSC)、X射线物相分析及点阵常数的精确测定等方法研究了新化合物Sr₂FeWO₆的相变,证明该化合物在(360±5)℃存在一级位移型相变。低温相α-Sr₂FeWO₆,属四方晶系,空间群为I4/m,室温时点阵常数a=5.5702A,c=7.9094A。测量密度D_m=6.93g/cm~3,单位晶胞内具有2个化学式量。高温相β-Sr₂FeWO₆,属立方晶系,空间群为Fm3m,在400℃时的点阵常数a=7.939A,z=4。计算密度D=6.780g/cm³。     

高压下层状钙钛矿结构锰氧化物Ca3Mn2O7的结构相变

采用金刚石压砧高压装置(DAC),对Ca₃Mn₂O₇的粉末样品进行了高压能散X射线衍射实验. 实验结果表明,由于岩盐层易被压缩,在压力作用下层状钙钛矿结构锰氧化物Ca₃Mn₂O₇的结构不稳定. 在0~35 GPa压力范围内,Ca₃Mn₂O₇晶体结构发生了两次相变. 在1.3 GPa左右,由原来的四方相变为正交相,在9.5 GPa左右,又由正交相向新的四方相转变.     

同时观察纳米锰钙钛矿中的隧穿型GMR及本征CMR

采用溶胶 凝胶法制备出稀土锰钙钛矿La_0.85Sr_0.15MnO₃ 的纳米微粒 .通过控制烧结条件获得了一系列具有不同晶粒尺寸的锰钙钛矿块材 .变温电阻实验显示 ,该类锰钙钛矿颗粒材料的输运性质 ,包括其磁电阻效应 ,随晶粒尺寸的增加呈系统性变化 ,从一个界面效应主导型输运行为转变为锰钙钛矿晶体的本征输运行为 ,从而其磁电阻效应亦由界面隧穿型GMR转变为本征CMR .当晶粒尺寸适中 (～ 1 0 0nm)时 ,可在一块样品中同时观察到这两种磁电阻效应 .并且 ,这两种磁电阻效应的共同作用可在磁电阻-温度(MR-T)曲线上造就一“平台” ,即磁电阻效应可以在相当宽的温度范围内不随温度变化     

YBCO中微结构对Jc的影响及机制

本文揭示了YBa₂Cu₃O_7-x超导陶瓷材料中微结构特征参量与临界电流密度(J_c)以及Cu-O面行为之间的关系.实验用3个样品的T_c均为90K,但他们的J_c分别为30,300和2000A/cm².结果表明,l/w≥3晶粒数,含畴晶粒数和平直晶界数这3个微结构特征参量,在YBCO超导材料中起着重要作用.研究结果还表明,这些微结构特征参量与结构中二维Cu-O面的行为密切相关,并且也是解释微结构影响J_c原因的关键.     

YBa2Cu3O7-δ超导体的物相及相变

本文利用原子集团变分方法,同时引入YBa₂Cu₃O_7-δ超导体Cu一0平面上O—O,O—□和□—□之间的近邻和次近邻相互作用的J,J′,取J′/J=0,±1/4,1/2和1几种值进行计算,给出了相应情况下的相图。理论计算指出,当J′/J=1/4时,其相图所给出的相变情况与目前YBa₂Cu₃O_7-δ超导体中的正交-四方相变一致;并讨论了低温下可能存在的几种相及其相变。     

随机级联α模型中的非热相变

用随机级联模型对高能碰撞中的非热相变作了仔细研究 ,用MonteCarlo模拟得到了表征相变的特征参数λ _q 与矩阶数q之间的关系 ,证实了自相似多粒子系统中存在两相 ,求出了相变点q =q_c 对起伏参数α的依赖关系 ,并和NA2 2实验结果进行了比较 .在中心极限近似下用解析计算作了同样的研究 .对中心极限近似的适用程度进行了讨论 .     

新化合物——Sr2CdWO6的相变和晶体结构

本文用差热分析、X射线物相分析及点阵常数的精确测定等方法,研究了新化合物——Sr₂CdWO₆的相变,证明该化合物在807℃±5℃存在一级位移型相变.低温相a-Sr₂CdWO₆属正交晶系,空间群为P_mm2,室温时点阵常数为a=8.1673,b=5.7436,c=5.8188.测量密度D_m=7.01g/cm³,单位晶胞内具有2个化学式量.高温相β-Sr₂CdWO₆属于立方晶系,空间群为F_m3m,在860℃时的点阵常数为a=8.201,z=4.本文还用X射线多晶衍射方法分别测定了上述a-Sr₂CdWO₆和β-Sr₂CdWO₆的晶体结构,并研究了相交机理和畸交度.     

新化合物——Sr2CaWO6的相变和晶体结构

本文用差热分析、X射线物相分析及点阵常数的精确测定等方法,研究了新化合物Sr₂CaWO₆的相变,证明该化合物在860℃±5℃存在一一级位移型相变。低温相α-Sr₂CaWO₆属正交晶系,空间群为P_mm2,室温时点阵常数为a=8.2033,b=5.7676,c=5.8489。测量密度D_m=5.981克/厘米³,单位晶胞内具有2个化学式量。高温相β-Sr₂CaWO₆属于立方晶系,空间群为F_m3m,在900℃时的点阵常数为a=8.308,2=4. 本文还用X射线多晶衍射方法分别测定了上述a-Sr₂CaWO₆及β-Sr₂CaWO₆的晶体结构,并讨论了结构的特征及相交的可能性。