NaBO2-B2O3体系玻璃的形成和晶化机制

本文用热学分析、高温和室温X射线衍射分析、红外吸收光谱等方法研究了NaBO₂-B₂O₃体系玻璃的形成、热稳定性和晶化机制。这一体系十分容易形成稳定的非晶玻璃,晶化过程与非晶的宏观状态有关。块状玻璃的晶化温度比非晶粉末高。部分成份晶化后形成不同的物相,熔点也不同。晶化产物的晶体结构类似于玻璃的结构。NaBO₂-B₂O₃体系的电导率用交流阻抗直接测量法测定。玻璃态的电导率比晶态试 关键词：     

金属玻璃Pd79.5Ni4Si16.5结晶化过程的慢正电子束研究

首次用单能慢正电子束研究金属玻璃的晶化过程.测量了金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5淬火态、结构弛豫和结晶化状态样品的正电子湮没辐射多普勒展宽能谱与正电子入射能量的函数关系,结果表明,淬态金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5中存在大量的空位型缺陷,其结晶化过程最先开始于表面层.单能慢正电子束是研究金属玻璃晶化过程的有效手段.     

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究

应用小角X射线散射技术研究了Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫，弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区，这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明，晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面. 关键词： 小角X射线散射 非晶合金 结构弛豫 晶化     

超导金属玻璃Zr78Co22的结晶化动力学研究

综合利用x射线小角散射、广角衍射、场离子显微镜等测量,并结合超导临界温度和显微硬度的观测,研究了金属玻璃Zr₇₈Co₂₂的结构及其结构弛豫和结晶化过程.结果表明,淬态金属玻璃Zr₇₈Co₂₂中存在明显的相分离,其中一个相的组分似乎趋向于纯Zr,另一相的组分则与ZO₄Co接近.在结构弛豫过程中,主要是拓扑短程序发生了变化,它受成核长大机理支配.当核的数量足够多时,两相均匀一致地长大. 关键词：     

用原位x射线小角散射研究块体非晶合金Zr55Cu30Al10 Ni5的结构弛豫

应用同步辐射x射线小角散射法在原位对块体非晶合金Zr₅₅Cu₃₀Al ₁₀Ni₅在等温退火过程中的微结构变化进行研究.实验表明：在等温退火过程中电子 密度涨落反映了晶化之前的结构弛豫过程；在一定的退火温度下、随退火时间的增加，拓扑短程序弛豫与化学短程序弛豫之间存在一个电子密度均匀化的过程；导致这两种弛豫过程转变的退火时间与退火温度有关，温度越高，所需的退火时间越短. 关键词： 原位x射线小角散射 块体非晶合金 等温退火 结构弛豫     

(Fe0.1Co0.55Ni0.3578Si8B14金属玻璃的晶化过程及压力的影响(Ⅱ)——晶化温度和晶化激活能

本文用高压下原位电阻测量法研究了3GPa以下(Fe_0.1Co_0.55Ni_0.35)₇₈Si₈B₁₄金属玻璃的晶化温度T_x,并用Kissinger法求得不同压力下金属玻璃的晶化激活能△E_x。测量结果表明,施加压力时这种合金的T_x并不是单调地、更不是线性地升高的,而是在上升的总趋势中还存在某些局部的转折。这和一些被广泛引用的结论是不同的。晶化激活能△E_x也随压力作类似趋势的变化。分析认为,压力促进晶化时的成核过程,而抑制晶核的扩散性长大。两者的综合作用是造成△E_x、从而也构成T_x非单调变化的原因。压力除了通过△E_x影响T_x以外,指数前因子的压力效应也可以使晶化温度产生重要的改变。 关键词：     

(Fe0.1Co0.55Ni0.35)78Si8B14金属玻璃的晶化过程及压力的影响(Ⅰ)——晶化时的相析出过程

用X射线衍射法研究了(Fe_0.1Co_0.55Ni_0.35)₇₈Si₈B₁₄金属玻璃在常压下及20kbar高压下晶化过程中的析出相及析出过程。结果表明在上述压力下晶化过程都分成两个阶段,分别对应于初级晶化和共晶晶化。在常压下,初级晶化时析出fcc-Co晶体,而共晶晶化对应着Ni₃₁Si₁₂和(FeCoNi)₃(SiB)相的析出。随着回火温度的增高或时间的延长,(FeCoNi)₃(SiB)相逐渐转变为(FeCoNi)₂₃B₆相。20kbar高压下的晶化析出过程与常压下不同的是:提高了晶化温度,在共晶晶化阶段出现了Co₂B相。此外,压力还阻止(FeCoNi)₂₃B₆相的形成。从热力学和动力学的角度讨论了压力对金属玻璃晶化过程的影响。 关键词：     

Fe80B20,Fe80Si6B14金属玻璃中近邻原子间的相互作用

用转靶X射线源及弯晶EXAFS谱仪测定了Fe₈₀B₂₀及Fe₈₀Si₆B₁₄金属玻璃中铁的X射线K吸收谱。由EXAFS谱确定了两种金属玻璃的近邻结构参量。此外,通过测定XANES谱并与纯铁及其有关的化合物Fe₂B,FeB中铁的XANES比较发现:吸收边能量、“白线”结构等均出现一些变化,表明两种金属玻璃的近邻原子Fe-B,Fe-Si以及Fe-Fe之间的相互作用比铁与硼所形成的稳定化合物中要强,这对于决定金属玻璃的短程序结构具有重要的作用。 关键词：     

非晶Ni88P12合金薄膜的表面形貌特征与晶化行为的研究

采用化学镀的方法在363K和p型Si（100）衬底上制得非晶Ni₈₈P₁₂合金薄膜．利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描隧道显微镜和原子力显微镜对非晶合金薄膜及其经处理后形成的氧化态、还原态和晶态的结构、组分和表面的形貌特征作了研究，并对它的晶化行为作了初步探讨．结果表明，非晶合金薄膜是由纳米级微粒聚集成微米级颗粒组成；在低于晶化温度条件下经氧化和还原处理后的薄膜表面晶化；在晶化过程中，合金薄膜的非晶纳米微粒转变为微晶后长大成晶粒，其表面结构光滑平坦，几何边界 关键词：     

中子辐照对Pd80Si20与Pd77.5Cu6Si16.5非晶态合金结构的影响

本工作用X射线衍射技术示差扫描量热法(DSC)和内耗测量等手段研究金属-类金属非晶态合金Pd₈₀Si₂₀和Pd_77.5Cu₆Si_16.5中子辐照前后的微观结构变化。结果表明,辐照在两种样品的对关联函数g(r)以及径向分布函数RDF(r)上都引起明显的变化;辐照后样品的晶化温度和晶化热有所提高,结构变得更加无序,Pd₈₀Si₂₀非晶态合金的内耗在T关键词：     

GeS2-In2S3硫系玻璃的物化性质与晶化行为研究

认识玻璃组成-性能-结构之间关系是玻璃科学中经久不衰的研究课题之一. 在制得(100-x) GeS₂-xIn₂S₃ (x=10, 15, 20, 25或30 mol%) 系列玻璃和玻璃陶瓷样品的基础上, 利用可见-近红外透过光谱, DSC, XRD和Raman光谱等测试技术表征了随组份变化的光学带隙, 玻璃转变温度以及晶化行为等, 并结合GeS₂-Ga₂S₃玻璃研究结果探讨了Ga, In 元素及其形成的网络结构对玻璃性质的影响.研究发现, 在硫系玻璃中In比Ga对光学带隙和玻璃转变温度等性质的影响要大. 它们所形成玻璃的晶化行为也截然不同, 但与其各自的材料相图有着密切的联系. 利用偏振拉曼光谱获得玻璃网络中的基本结构单元信息.最后, 结合材料相图, 玻璃随组成变化的物化性质和晶化行为以及基本网络结构单元的认识, 探讨了玻璃的化学拓扑与网络拓扑之间的联系, 为今后研究提供一种新的研究思路.     

粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响

基于金属熔体结构的遗传性, 激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响, 理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义. 本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料, 采用激光立体成形技术沉积Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅块体非晶合金, 考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响. 结果发现, 原始粉末组织由非晶相及粗大的Al₅Ni₃Zr₂相组成; 当激光线能量较低时, 相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al₅Ni₃Zr₂相; 随着线能量的提高, 熔池中Al₅Ni₃Zr₂相消失, 保持了非晶态, 但热影响区晶化加重, 并有大量Al₅Ni₃Zr₂相析出; 当采用退火态粉末时, 即使线能量较小, 相应熔覆层仍主要由非晶构成, 几乎无Al₅Ni₃Zr₂相析出. 这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排, 与Al₅Ni₃Zr₂相关的原子短程/中程有序结构减少, 导致已沉积层非晶区的热稳定性提高, 不利于Al₅Ni₃Zr₂相析出. 可见, 提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化, 而粉末中的Al₅Ni₃Zr₂团簇相状态对Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金沉积层的晶化有重要影响.     

一维纳米材料SmPO4·0.5H2O的制备及光学性质

以氧化钐和H₃PO₄为原材料,在无模板剂的情况下,用水热法通过调控pH、时间和温度制备了SmPO₄·0.5H₂O一维纳米材料,并提出其可能形成机理。用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM,HRTEM和SAED）、红外光谱（IR）和能谱（EDS）对产物的物相结构、微观形貌和组成进行了表征。用紫外-可见吸收光谱研究了产物的光学性质。研究结果表明,实验所制备的产物全部是六方晶系结构,形貌都为一维纳米线。反应体系的pH值、温度和时间的改变对纳米线的长径比有影响,但对其相结构基本都没有影响。分析得到最佳水热制备条件为pH=5、温度和时间分别为130℃和8 h,产物的结晶性、分散性和均匀性都达到最好。光学性质研究表明,该类产物在300~350 nm的紫外区域有吸收宽峰,是属于基质O^2-→P⁵⁺、Sm³⁺的电荷迁移。在350~450 nm处的可见光区域内也有一组吸收峰,是属于Sm³⁺的4f内层电子间的f-f跃迁吸收。依据该类吸收峰,得到禁带宽度在4.67~5.50 eV之间。pH值和温度对产物光学性能均有影响。     

Surface and interface characteristics of TiO2–muscovite nanocomposites

The morphology and chemical characteristics of the surface and the interface of TiO₂–muscovite nanocomposites were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Our results clearly showed that TiO₂ grains formed on the TiO₂ thin film surface, whereas the presence of TiO₂ grains on the interface between TiO₂ thin films and the muscovite substrates was not obvious. While euhedral rutile grains were found in samples doped with Zn ions, none were found in samples doped with Sn ions. The XPS results showed that cations present in the muscovite substrates diffused into the TiO₂ thin films. Etching measurements revealed that diffusion abilities of cation impurities varied: Si and Al diffused more easily than K. The observed differences in chemical composition and oxidation of the elements, especially on the surface and the subsurface, may influence the different crystallization behaviors of elements in TiO₂ thin films and the different active degree of elements diffusing from muscovite substrates.     

预退火时间对Fe_(80.8)B_(10)P_8Cu_(1.2)非晶合金微结构及磁性能的影响

研究了预退火时间对Fe_(80.8)B_(10)P_8Cu_(1.2)非晶合金微结构及磁性能的影响.穆斯堡尔谱研究表明:在660 K的预退火温度下,随着预退火时间的增加,Fe原子不断富集,非晶基体中的类Fe_3B化学短程有序结构向类Fe B结构转变,并且非晶基体中Fe第一近邻壳层中Cu原子的逐渐脱离以及Fe-P配位键数量的明显减少可间接表征CuP团簇的形成过程.同时,本研究通过调节预退火时间来调控非晶基体中CuP团簇和Fe团簇的数量,促进后续退火晶化过程中α-Fe纳米晶相的析出,并细化纳米晶尺寸,从而获得综合磁性能更加优异的非晶/纳米晶软磁合金.     

Dielectric properties and ac-conductivity analysis of Bi3.25La0.75Ti3O12 ceramic using impedance spectroscopy

Investigations have been performed on lanthanum-modified layered ferroelectric bismuth titanate for composition Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂ (BLT) using impedance spectroscopy to understand the role of microstructure on the dielectric properties of this important material. A wide range of frequency and a wide range of temperature passing through the Curie point were chosen for the measurement. The frequency dependence suggested an interfacial polarization controlled Maxwell–Wagner type relaxation at low frequencies, and the impedance spectrum correlated with the mathematical fitting indicated the presence of two types of interfaces, which were attributed to the metallurgical boundaries and the twinned planes parallel to the bismuth oxide layers inherent to the crystal structure within the metallurgical grains. A careful analysis of the dielectric properties, particularly the ac-conductivity analysis revealed that the grain boundaries did also follow their own Jonscher-like relaxation, and the overall relaxation of the sample changed to a purely grain boundary-limited response at low frequency to a pure grain-limited response at higher frequencies. And overall admittance of the ceramic sample neither follow unmodified nor modified Jonscher's law rather its behaviour can be well described by series addition of Jonscher's admittance corresponding to grain boundary and grain. It was demonstrated that the frequency response of the ac conductivity was related to the microstructure exactly in the same way as any other dielectric function, like the impedance or dielectric constant, a fact, which is not much emphasized in the open literature.     

水热制备Sr（MoO4）x（WO4）1-x固溶体微晶及其发光性能

采用水热法制备了Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x固溶体微晶。通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和荧光分析（FA）表征了微晶的结构、表面形貌和发光性能。XRD和FT-IR结果表明制备的Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x微晶皆呈现典型的四方晶相白钨矿结构。SEM结果表明制备的微晶为表面光滑且粒径均匀的球形颗粒。荧光发射光谱显示,在275 nm紫外光激发下,随着x值的增加,Sr（MoO₄）_x-（WO₄）_1-x固溶体微晶在350 nm处的发射逐渐减弱,470 nm处的发射逐渐增强。     

High pyroelectric Ba0.65Sr0.35TiO3 thin films with Ba0.65Sr0.35RuO3 seeding-layer for monolithic ferroelectric bolometer

Ba_0.65Sr_0.35TiO₃ (BST) thin films were deposited by RF sputtering with a very thin Ba_0.65Sr_0.35RuO₃ (BSR) seeding-layer on Pt/Ti/SiO₂/Si substrate. The crystallization of BST thin films and the surface morphology of BSR seeding-layer were characterized by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM), respectively. XRD patterns show that the BSR seeding-layer affected the orientation of BST thin film, which is highly a-axis textured. It was also found that the BSR seeding-layer had a marked influence on the dielectric properties of BST thin films. Comparing with BST thin films directly deposited on Pt electrode, the dielectric relaxation can be suppressed and dielectric constant increased due to a possible reduction of interface oxygen vacancies at BST/BSR interface. Moreover, J–V measurement indicates that the leakage current density of BST thin films on BSR seeding-layer were greatly reduced compared with that of BST thin films directly on Pt electrodes. The pyroelectric coefficient of BST thin films with BSR seeding-layer is 7.57 × 10⁻⁷ C cm⁻² K⁻¹ at 6 V/μm at room temperature (RT). Our results reveal that high pyroelectric property of BST thin film could be achievable using BSR seeding-layer as a special buffer.     

La65X35(X=Ni,Al)非晶合金原子结构的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学和静态电子结构计算,研究了La₆₅X₃₅（X=Ni,Al）非晶合金体系原子结构随温度演化的规律及其相关电子结构特性.使用径向分布函数、Voronoi团簇以及键对分析等给出了从高温液体快速冷却到玻璃态过程中原子结构的演化规律.研究发现,该类合金体系的原子排布符合局域密堆模型,两体系中占比最大的特征多面体类型由溶质与溶剂原子半径比调控;两体系中高五次对称性局域结构随温度的下降而增加验证了其在抑制晶化方面的重要作用;利用投影态密度分析两体系电子结构之间的差异,指出La-5d与Ni-3d电子间强烈的杂化是La–Ni 间键长缩短的电子结构起源,为理解成分相关的结构和物性提供了重要线索.     

ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜的相变性能研究

本文采用双靶(ZnSb靶和Ge₂Sb₂Te₅靶)共溅射制备了系列ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅(GST)薄膜. 利用X射线衍射、透射电子显微镜、原位等温/变温电阻测量、X射线光电子能谱等测试研究了薄膜样品的非晶形态、电学及原子成键特性. 利用等温原位电阻测试表明ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更高的结晶温度. 采用Arrhenius 公式计算发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的十年数据保持温度均高于传统的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的88.9℃. 薄膜在200, 250, 300和350℃ 下退火后的X射线衍射图谱表明ZnSb的掺杂抑制了Ge₂Sb₂Te₅薄膜从fcc态到hex态的转变. 通过对薄膜的光电子能谱和透射电镜分析可知Zn, Sb, Te原子之间键进行重组, 形成Zn–Sb 和Zn–Te 键, 且构成非晶物质存在于晶体周围. 采用相变静态检测仪测试样品的相变行为发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更快的结晶速度. 特别是(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜, 其结晶温度达到250℃, 十年数据保持温度达到130.1℃, 并且在70 mW激光脉冲功率下晶化时间仅～64 ns, 远快于传统Ge₂Sb₂Te₅薄膜的晶化时间～280 ns. 以上结果表明(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜是一种热稳定性好且结晶速度快的相变存储材料.