LiBO2玻璃晶化与相变的研究

本文用X射线多晶衍射分析、热学分析和红外吸收光谱分析等方法,对LiBO₂玻璃晶化机制和固态相变进行了研究。LiBO₂玻璃在晶化过程中首先析出一亚稳相-δ-LiBO₂,δ-相的硼氧基团结构与玻璃态相近。继续升温δ-相转变为常压下难以制备的γ-相,而后γ-相再转变成α-相。玻璃晶化过程的比热研究表明,玻璃晶化之前先经过结构弛豫。对于同一种升温速率,颗粒度愈大,晶化温度愈高。     

Pd41Ni10Cu28P21大块非晶合金结构与晶化过程

采用水淬的方法获得了Pd₄₁Ni₁₀Cu₂₈P₂₁大块非晶合金 .结果表明 ,这一合金体系具有很强的玻璃形成能力 ,其约化的玻璃转变温度T_rg为 0 .71 4.结构分析显示 ,Pd₄₁Ni₁₀Cu₂₈P₂₁非晶合金比以往所报道的Pd₄₀Ni₄₀P₂₀ 非晶具有更接近于“冻结”液态的密堆积结构 .非晶的晶化实验表明 ,晶化初期多种晶相同时结晶析出 .低于 71 0K退火非晶样品 ,亚稳相形成 ,继续提高退火温度亚稳相消失 .此外 ,从热力学和动力学角度就Cu部分替代Ni对合金的玻璃形成能力的影响进行了探讨     

微波合成BaTiO3加热机制及反应产物的显微结构研究

采用2450MHz微波源、TE₁₀₃单模腔的加热方式合成电子工业广泛应用的BaTiO_3,探讨微波合成的加热机制,其主要影响因素包括合成体系的介电性质和保温结构,研究合成体系的介电性质及它们对材料加热的影响。在低温阶段,TiO₂和BaCO₃对合成体系的升温速率的贡献相接近;在高温阶段,TiO₂的贡献大,同时产物对升温有较大的影响。微波加热与常规合成加热方式有明显的不同。采用微波合成在1 100℃保温3min即可使合成反应完全,且产物的颗粒细小,粒度分布窄,结晶度好,对微波合成工艺对产物相结构,显微结构的影响进行详细研究。     

Si3N4-Y2O3-La2O3系统的相关系

本文提出了Si₃N-Y₂O₃-La₂O₃三元系统的亚固(固相线下)相图。在此系统中,形成四个含固溶体的两相区和八个三相区。在富Si₃N₄区,发现存在一个新相:0.4Y₂O₃·0.6La₂O₃·3Si₃N₄,它于1550℃开始生成,随着温度升高,生成量增大,然而极难获得其纯单相。钇黄长石Y₂O₃·Si₃N₄可被La₂O₃取代形成有限固溶体,其固溶限为55mol％La_2O₃,即0.45Y₂O₃·0.55La₂O₃·Si₃N₄。在Y-La-Si-O-N系统中,实验测得,具有同结构的三类含氮稀土硅酸盐,都分别形成连续取代固溶体。它们是:J相连续固溶体——2(Y,La)₂O₃·Si₂N₂O,K相连续固溶体——(Y,La)₂O₃·Si₂N₂O和H相连续固溶体——(Y,La)₁₀(SiO_4)₆N₂。     

C2*d3Πg态的布居反转和弛豫动力学

本文给出了在5—43乇五种不同氩气压力和0.07—1乇钠蒸气压下利用Na+CCl_4反应得到的C₂^*d³Π_g到a³П_u态跃迁的△v=0带序的化学发光光谱。假定C₂^*d³Π_g v=6为优先生成,并然后经碰撞逐渐弛豫到低振动能级,这样就可以计算出C₂^*d³Π_g态的总的脱活速率和振动弛豫速率。计算结果是:在温度为 340℃时,在氩气中其总脱活速率为4.1×10⁶乇^-1秒^-1,振动弛豫速率为2.2×10~6乇^-1秒^-1。在氮气中这两个传能速率则要略高一些。C₂^*d³Π_g态被钠原子猝灭的速率约为10⁷乇^-1秒^-1,约比气动碰撞速率高一个数量级。这是由于发生电荷传递形成了Na⁺C₂^*-中间络合物所引起。     

R2O3-AIN-AI2O3(R=Ce,Pr,Nd和Sm)系统的相关系

研究了R₂O₃-AIN-AI₂O₃(R=Ce,Pr,Nd和Sm)三元系固相线下的相关系及R₂O₃-AIN-AI₂O₃系统在1700℃的等温截面.发现存有一个组成为RAl₁₂O₁₈N的新相,其结构同β—Al₂O₃.本文对其它轻稀土元素可否形成新相也作了探讨.发现从La到Eu(除了Pm未测外)都能在组成RAl₁₂O₁₈N处形成含N的β-Al₂O₃相.经测定它们的单相区范围为:当R=Nd和Sm时,含Nβ-Al₂O₃相只发生在RAl₁₂O₁₈N组成处;而其它稀土的含Nβ-Al₂O₃相的组成都扩大到纯氧化物一端,即R₂O₃:11Al₂O₃处.经测定RAl₁₂O₁₈N的晶胞常数(a=5.557和c=22.00)几乎不随R而变化.1700℃时,在Nd₂O₃-Nd₂AlO₃N-NdAlO₃三角形区域中存有一个很大液相区.     

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。     

Bi2Sr2Ca1-xYxCu2Oy系超导—绝缘转变中的结构效应

研究了Bi₂Sr₂Ca_1-xY_xCu₂O_y.(BSCYCO)体系中Y替代Ca后材料从超导体向绝缘体的转变过程.研究结果表明,在替代量X=0.4附近发生的从四方到正交的结构转变是BSCYCO超导性消失的直接原因,并发现结构参数c/0.5(a+b)的变化与材料的超导—绝缘—反铁磁这一性能的转变过程有较明显的对应关系.     

Ce1+εFe4B4一维成分无公度结构的研究

本文用X射线粉末衍射和电子衍射的方法,研究了Ce-Fe-B合金中的富B相Ce_1+εFe₄B₄的晶体结构,发现该化合物具有一种罕见的晶体结构——烟囱-梯子型的一维成分无公度结构,是由两套亚结构即Fe-B亚结构和Ce亚结构所组成,两套亚结构都具有四方对称性,其点阵常数α值相同。Ce_1+εFe₄B₄在室温的点阵常数α=0.7068 nm,c_Fe-B=0.3902 nm,c_Ce=0.3440 nm。在950℃粉末淬炼后的点阵常数α=0.7065nm,c_Fe-B=0.3887 nm,c_Ce=0.3563 nm。Fe-B亚结构的空间群为P4₂/ncm,Ce亚结构的空间群为I4/mmm。     

硬磁性Nd60A110Fe20Co10大块金属玻璃的玻璃转变和晶化过程

采用动态力学热分析（DMTA）,示差扫描量热法（DSC）,X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）考察了Nd₆₀A₁₁₀Fe₂₀Co₁₀大块金属玻璃（BMG）的玻璃转变,晶化过程及晶化过程对磁性能的影响规律.结果表明用DMTA方法确定Nd₆₀A₁₁₀Fe₂₀Co₁₀ BMG在10 K/s的升温速率下玻璃转变温度为480 K,初始晶化温度为588 K.晶化过程为：非晶→非晶＋亚稳FeNdAl新相→非晶＋初晶δ相→初晶δ相＋共晶δ相＋Nd₃Al＋Nd₃Co.该体系合金具有硬磁性是由于合金中存在高度弛豫的非晶相,完全晶化后材料的硬磁性消失.     

Y2O3-Al2O3-Si2N2O系统相关系

本文研究了Y₂O₃-Al₂O₃-Si₂N₂O系统的亚固相关系和1550℃的等温面相关系。研究结果表明,Si₂N₂O可与小于15mol％的Al₂O₃形成O′-Sialon(O′_s.s.)。2Y₂O₃·Si₂N₂O可与2Y₂O₃·Al₂O₃形成连续固溶体(J_s.s.).在Y₂O₃-Al₂O₃-Si₂N₂O系统的Si₂N₂O一端,Si₂N₂O与Y₂O₃会反应生成Si₃N₄和Y₁₀[SiO₄]₆N₂(H相)。因此在该系统中有四个四元相区:H-Si₂N₂O-O′_s.s.-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-O′_s.s.-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-Y₂O₃·Si₂N₂O-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-Y₂O₃·Si₂N₂O-J_s.s..在1550℃等温面相图中,在近Al₂O₃-Si₂N₂O系统一边有一个很大的液相区。其低共熔组成为:Y₂O₃:2Si₂N₂O:2Al₂O₃,T=1450℃。     

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.     

金属型非晶态InSb膜的相变和超导电性

本文利用低温蒸发凝聚技术,第一次获得了金属型非晶态InSb膜,它形成的条件是凝聚底板的温度低于120K。金属型非晶态InSb膜在凝聚温度下发生自发的第一电导跃变,样品由类液非晶态弛豫到类点阵非晶态.当退火温度T_α达到200K左右时,发生结晶相变,即第二电导跃变,并在210K达到电导峰值,形成层状结构的结晶金属相。当T_α继续升高时,这个亚稳金属相逐渐转变成结晶半导体相。实验发现金属型非晶态InSb是个超导体,其超导T_c因底板温度的不同而改变;第二电导峰值对应的亚稳结晶金属相也是一个超导相,其T_c=4.18K;在由结晶金属相向结晶半导体相逐渐转交过程中,超导相的T_c逐渐降低,转变宽度△T_c显著增加,并在T_α达到某一温度以后出现超导相变反常。     

Nasicon结构的快离子导体

本文根据结晶化学原则和快离子导体中离子快速迁移的条件,探索Nasicon结构的快离子导体。研究了Na₃Zr_2-xYb_xSi_2-xP_1+xO₁₂,Na_1.8+xZh_1.2Yb_0.8Si_xP_3-xO₁₂和Li_1+xTi_2-xIn_xP₃O₁₂等系统的相关系和电导及其结晶化学规律性,得到了新的钠离子导体和锂离子导体。     

高压下Pd40Ni40P20过冷熔体的成核及大块金属玻璃形成

本文报道一种新的制备大块金属玻璃的方法.将Pd₄₀Ni₄₀P₂₀铸态合金装在Belt高压腔中,在5.5GPa压力下获得了直径达4.0mm的大块金属玻璃。压力下熔体淬火的冷却速率低达10K/s.样品通过X射线衍射测量和差热分析来确定是否非晶化.利用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了样品的显微组织结构.研究了压力对晶体成核与长大动力学的影响.     

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。     

BaB2O4-Na2B2O4-K2B2O4三元系的研究

本文用实验测定和理论计算相结合的方法,研究了BaB₂O₄-Na₂B₂O₄-K₂B₂O₄三元系.在对该三元系3个侧边二元系相图热力学分析的基础上,用非对称的Toop模型将二元系热力学数据延拓到三元系,计算了BaB₂O₄-Na₂B₂O₄-K₂B₂O₄三元相图,计算结果与该三元系的一个典型垂直截面的测定结果吻合很好.     

Sm(Co,Cu,Fe,Zr)7.4永磁合金的胞状组织的析出发育和Zr的作用研究

用粉末冶金方法制备的Sm(Co,Cu,Fe,Zr)_7.4合金,其磁性能:B_r=1.12(T),_iH_c=1078(kA/m),(BH)_max=243.6(kJ/m³).采用透射电子显微镜和Mo-ssbauer谱仪研究了合金的胞状组织析出过程和Zr的作用.研究发现:胞状组织形成温度为460℃,富Zr长片相在780℃出现,合金的矫顽力随胞状组织发育尺寸,数量多少,完善程度而变化.合金中的Zr促使Fe原子由1:5相进入2:17相,(Zr加速了2:17相中Fe原子由Co₁晶位转移到Co₃晶位,从而增加了两相之间成分差别,增加了单轴各向异性,有利于合金矫顽力的提高.     

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。     

微重力条件下Pd77.5Au6Si16.5合金的凝固组织形态

研究了地面正常重力及卫星搭载微重力条件下Pd_77.5Au₆Si_16.5 合金的凝固组织形态的差异 .发现重力条件下的凝固组织为典型的树枝状初生相和典型的层片状共晶组织 ;而微重力条件下的初生相呈粒块状 ,共晶组织为网络状 .凝固组织形态的差异主要是由于合金类型 (初生相Pd₃Si为化合物结构类型 )以及重力引起的浮力对流增大了界面前沿液相原子的传递能力、减小了溶质边界层的厚度使得晶体长大速度增加造成的