Co2+掺杂Zn2SiO4结晶釉生长机理的研究

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,ZnO为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2 SiO4结晶釉.利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量.采用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理.结果表明:高温时Co2+置换了Zn2SiO4结晶釉中的Zn2+.随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2SiO4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2.模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃ =0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变.拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 kJ/mol.     

PbI2多晶膜的制备及其晶体结构

采用电子束蒸发法制备PbI2多晶膜,研究了制备条件对沉积速率和晶体结构的影响.结果表明,源-衬间距和衬底温度对沉积速率的影响不具单调性,沉积速率随源-衬间距增大、衬底温度升高呈波动起伏.不同条件下制备的PbI2膜均属六方结构,但结晶质量和择优生长晶面存在差异.实验发现,随着膜层厚度增大,样品的结晶质量提高,当膜厚超出某一临界值,其结晶质量出现明显的下降.同时,随着衬底温度升高,PbI2膜的择优生长方向由80 ℃的(110)晶面转变为120 ℃的(001)晶面,且高级次(002)、(003)、(004)晶面的衍射峰逐渐增强,样品的c轴择优取向生长更加明显.综合以上,在电子枪束流25 mA、电压6.5 kV,源-衬间距30 cm、衬底温度160 ℃的条件下,采用电子束蒸发制备的PbI2多晶膜具有最佳的结晶性能.     

Kx(NH4)2-xNi(SO4)2·6H2O晶体合成、生长及x值对其结构、性能的影响

本文以六水合硫酸镍、硫酸钾、硫酸铵为原料合成了硫酸镍钾铵系列(Kx(NH4)2-xNi(SO4)2·6H2O,x=0.4,1,1.6)晶体(简称KANSH),并用水溶液降温生长方法在3L生长槽内分别生长出“厘米级”尺寸的单晶.根据ICP结果计算出x的数值;通过XRD确定了它们的结构(CCDC No.920443 & 920444 & 920445)随x值变化的规律;采用紫外-可见分光光谱仪、热分析仪等测试手段,分析了钾离子含量的变化对紫外特征吸收峰位置及热分解过程的影响;利用荧光光谱仪测试了K1.6(NH4)0.4Ni(SO4)2·6H2O晶体在10～300 K温度区间的紫外-可见吸收光谱.     

K2Al2B2O7-NaF体系的热分析研究

用热分析的方法研究了KABO-NaF体系的物相关系,提出了KABO-NaF体系的赝二元相图.KABO和NaF可以形成低共熔体系,D KABO含量约30;时低共熔温度约为790℃.KABO在体系中的摩尔百分含量为30;～40;之间为KABO结晶区.KABO-NaF体系在500℃左右发生一个放热过程,675℃左右有一个复杂的吸热相变过程.     

硫镓银晶体活化能研究

本文利用差示扫描量热法对硫镓银进行了热分析动力学研究.采用动态多重扫描速率法测试了AgGaS2在三个不同升温速率5K/min、10K/min和15K/min下的DSC曲线,得到一系列动力学参数.利用FWO模型和Kissinger模型计算出的AgGaS2析晶活化能分别为511.3kJ/mol和517.8kJ/mol,用Kissinger模型公式计算出了指前因子A=1.69×1022min-1.这对于了解晶体的结晶动力学特性,生长大尺寸、高质量的AgGaS2晶体有重要意义.     

脱硫石膏制备硫酸钙晶须结晶动力学研究

结晶动力学能够揭示结晶过程本质,通过测定溶液中Ca2浓度来确定硫酸钙晶须的转化率,从而确定硫酸钙晶须结晶动力学参数,得到转化率与时间的关系式:X=1/｛1+e6^[-10.01977t(0.0956-c)+1.1188]｝,(0≤t≤6.0).研究了影响硫酸钙晶须结晶动力学的影响因素降温速率和陈化时间,利用SEM对制备的硫酸钙晶须进行表征.结果表明:自然冷却条件下,陈化时间6h,制备出的硫酸钙晶须结晶发育完整,晶须平均长径比达到150,平均直径为2.1 μm.     

磷蛋白对牙本质晶脱矿动力学的影响

应用等组分晶体生长方法,研究了牙本质晶、羟基磷灰石、釉质晶脱矿动力学.并探索了磷蛋白对牙本质晶脱矿动力学过程的影响.实验条件为:溶液温度:T=37±0.5℃;溶液酸度:pH=4.5±0.03;初始离子强度:IS=0.15mol/L;溶液的饱和度:δ＝-0.60;-0.74;-0.86.研究结果表明:当δ=-0.60时,牙本质晶、釉质晶和羟磷灰石脱矿反应过程的特征明显不同.前两者的饱和溶解量比后者大一个数量级.羟磷灰石的特征反应周期比釉质晶和牙本质晶短15倍左右,初始反应速率慢30倍.牙本质晶脱矿初始反应速率Ri随δ的减低而快速增加.磷蛋白对牙本质晶的脱矿过程起抑制作用,但存在临界值.当磷蛋白在溶液中的浓度超过临界值后,其反应速率的变化很小.磷蛋白抑制作用在较大程度上依赖于溶液的饱和度.     

Mo掺杂锐钛矿相TiO2磁光性能的第一性原理研究

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法研究了Ti0.97917 Mo0.02083 O2,Ti0.96875 Mo0.03125 O2和Ti30 Mo2 O64超胞模型的晶格常数,能带结构,态密度和吸收光谱分布.研究结果表明,随着Mo掺杂量的增大,掺杂体系的体积逐渐增大,形成能逐渐升高,掺杂越困难.与此同时,掺杂体系吸收带边均显著红移,禁带宽度均变小,所有掺杂体系均转化为n型简并半导体.与未掺杂TiO2相比较,随着Mo掺杂量提高,掺杂体系禁带宽度减小趋势逐渐减弱,吸收光谱红移减弱.同时,体系的磁矩减小.     

矾山磷矿石的结构分析与矾山磷矿石晶体的发光性能研究

本文采用X射线衍射、电子探针、扫描电镜等测试手段,对矾山磷矿石及其所含磷灰石和云母单矿物晶体进行了组成与结构的分析,并采用jade5软件计算了磷灰石及云母的晶体化学式.通过分析矾山磷灰石的荧光光谱,初步研究了其发光性能.结果表明:矾山磷矿石样品主要由磷灰石及镁黑云母晶体组成.所含磷灰石为氟磷灰石,晶胞参数为:a=0.940 nm,c=0.689nm,该矿物晶体有发光性能,其发光性能与其所含Ce元素有关.所含云母为镁黑云母,晶胞参数为:a=0.534 nm,b=0.927 nm,c=1.024 nm,β=100.092°.     

溶胶-凝胶法制备连续MgAl2O4纤维

采用溶胶-凝胶法,通过聚合氯化铝溶液和柠檬酸镁溶液混合反应获得纤维前驱体纺丝液.前驱体纺丝液经离心甩丝和空气气氛下热处理后制备出直径细小、有一定韧性的连续镁铝尖晶石纤维.采用FT-IR、TG-DTA、XRD、SEM等测试手段对纤维进行表征.结果表明,纤维前驱体在585℃时开始结晶,且除MgAl2O4相外无其他相出现.在空气气氛下,前驱体纤维先以3℃/min加热至600℃,而后以5℃/min加热至1000℃并保温2h,经该热处理后的纤维直径为5～8 μm.     

LiRb5(SO4)3·1.5H2SO4晶体铁弹相变的研究

本文利用慢度曲面法研究LRSHS晶体的铁弹相变.画出了LRSHS晶体在发生铁弹相变过程中一些温度下的慢度曲面图,得到了最大慢度.研究结果表明:晶体在三维空间的慢度最大值方向就是发生本征铁弹相变的方向,即声学软模软化的方向.确定出声学模的软化方向,即可确定出发生本征铁弹相变时软化显著的弹性劲度系数,再利用居里原理即可得到晶体铁弹相的对称性.     

块状菱镁矿热压烧结方镁石晶粒结晶度的表征

采用热压烧结法对块状菱镁矿进行煅烧,研究了温度为1400 ℃,压力P分别为1 MPa、5 MPa和9 MPa,热压时间为2h条件下煅烧后试样的结晶度.结果表明,压力P=1 MPa时,方镁石晶粒间间隙较大,液相分布不均匀,晶粒各个方向晶界移动速率不均匀,晶粒多为半自形晶,结晶程度较差;压力P=5 MPa时,方镁石晶粒紧密排布,液相分布均匀,晶粒的结晶度最高,晶粒发育最好;压力P=9 MPa时,试样组织结构产生应力和应变,晶粒发生形变、损毁和晶面断裂,试样中方镁石晶粒结晶程度最低,晶粒发育最差.     

水热合成硅酸锌纳米粉体及其形成机理的研究

以醋酸锌为锌源、正硅酸乙酯为硅源水热合成硅酸锌(Zn2 SiO4)晶体.研究了反应时间、温度、pH以及不同的反应溶剂对Zn2 SiO4晶体生长的影响.采用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品晶粒聚集成球的过程在结构和形貌上进行表征.利用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对Zn2 SiO4晶体进行生长动力学分析.结果表明:随着温度升高与反应时间的延长,球状Zn2SiO4不断长大,结晶性能逐渐增强.水热合成的Zn2 SiO4晶体Avrami指数n145℃=0.55、n165℃=0.60、n205℃=0.71、n185℃=0.85,表明晶体的形成有从扩散机制向成核机制转变的趋势.     

K2SO4/KCl添加剂对脱硫石膏晶须结晶的影响

以提纯后的脱硫石膏为原料,分别以K2 SO4和KCl为添加剂,采用水热法制备了脱硫石膏晶须,研究了添加剂用量对晶须显微结构、长径比和溶液组成的影响,并探讨了其作用机理.研究结果表明:添加剂用量对晶须形貌影响较大,但并不影响其物相组成;当K2SO4、KCl用量分别为3;和5;时,制备的晶须结晶良好,长径比分别达80和50.加入K2SO4后,脱硫石膏在反应溶液中的溶解度减小,而加入KCl,其溶解度增大.强电解质离子K+的加入,促使晶须延c轴生长,从而使其长径比增大.     

硼酸钾钙晶体的脱水动力学研究

采用水溶液法制备了形貌规整,大小均匀的水合硼酸钾钙(K2Ca[B4O5(OH)4]2·8H2O)晶体.采用TG,DTA和DSC同步热分析测试技术,在空气气氛,线性升温条件下,对硼酸钾钙晶体进行脱水过程及其动力学研究,运用Doyle-Ozawa法和Kissinger法计算动力学参数,得出硼酸钾钙晶体的脱水动力学模型.     

在石墨-Ni70Mn25Co5体系中金刚石生长的活化能与表面能的确定

针对国内作为生产锯片级金刚石而普遍采用的石墨-Ni70Mn25Co5反应体系,研究了在一定的高温高压条件下金刚石的成核速率和生长速率.用石墨-金刚石转变的成核与生长动力学理论确定了在5.2GPa压力和1520K的温度下金刚石生长的活化能和表面能分别为3.77eV和0.005eV.比较表明,在石墨-Ni70Mn25Co5体系中金刚石生长的活化能和界面能的大小与国外报道的其它石墨-触媒体系的相关数据有相同的量级.进而评论了金刚石的合成机理.     

钾长石碱熔活化合成4A沸石研究

为了实现钾长石资源的综合利用,本文提出了碳酸钠碱熔活化钾长石制备碳酸钾和4A沸石的工艺.确定了碱熔活化反应的适宜条件.碱熔焙烧活化物料经水溶碳酸化后,得到含有KHCO3的溶液和硅铝质凝胶产物,前者可以经过蒸发结晶制备碳酸钾;后者经NaAlO2,NaOH和水调整合成体系中Al2O3∶SiO2∶ Na2O∶H2O的物质的量比为1∶2∶5∶185后,在45℃下老化反应0.5h,接着在90℃下晶化9h可制得离子交换性能优良的4A分子筛.4A分子筛的钙镁交换量分别为:296.4 mg/g和108.8 mg/g.合成4A沸石后的母液能够实现在4A分子筛制备中循环利用.     

熔盐法合成Bi3NbTiO9的晶粒生长动力学研究

本文采用熔盐法,利用氯化钾作助熔剂成功合成了Bi3NbTiO9多晶粉体.并在此基础上,利用经典的动力学方程系统研究了Bi3NbTiO9多晶粉体在熔盐合成过程中的晶粒生长动力学.结果表明:利用熔盐方法合成Bi3NbTiO9多晶粉体的生长过程,可以划分为高温和低温两个阶段,并且在不同的阶段存在不同的生长机制.进一步对熔盐法合成多晶陶瓷粉体的形核和长大两个反应阶段进行研究,结果表明:粉体的形核过程遵循JMAK方程.低温阶段即低于900℃时,Bi3NbTiO9晶粒的长大速率较小,生长主要依赖于扩散;900℃以后晶粒的长大速率和晶粒生长激活能均显著增加,生长主要依赖于界面反应;高温生长的后期会发生明显的异常晶粒长大.     

一种新的三维网状硼钒酸盐K4[(VO)12O6B18O38(OH)4].6(H3O)·17H2O的水热合成和晶体结构

以V2O5,H3BO3,KSCN,NH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 OH,CuCl·H2O和H2O为原料,按物质的量比1:5:2:2:2:500在180℃条件下晶化,得到黑色块状晶体K4[(VO)12O6B18O38(OH)4]·6(H3O)·17H2O.单晶结构分析结果表明该化合物属正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数a=1.9193(4)am,b=1.8415(4)am,c=1.9231(4)nm,V=6.797(2)nm3,Z=4,R=0.0564,WR2=0.1649.该化合物的结构主要由阴离子簇[(VO)12O6B18O38(OH)4]10-构成.该阴离子簇由B18O38(OH)4十八元环夹在两个以共边方式交替相连形成的V6O18簇中间,通过共用氧原子形成三明治式结构新颖的硼-钒-氧阴离子簇,结构中阴离子簇通过与K离子形成的静电引力以及分子间的大量氢键相互连接,形成三维网状结构.价态计算结果表明,结构中n(VⅣ):n(Vv)=8:4.     

KAl(SO4)2·12H2O晶体聚集体形貌及结晶学规律

采用双玻片凝胶法得到了等轴晶系水溶性晶体KAl(So4)2·12H2O(钾明矾)的晶体聚集体形貌.通过光学显微镜和扫描电镜下的形貌观察和分析,根据结晶学和晶体形貌学的基本原理,探讨了该晶体聚集体形貌中蕴含的结晶学规律.钾明矾晶体发育单形{111},以{100}贴在载玻片上生长,形成聚集体形貌时,晶粒{111}以平行连生的方式形成“十字形”枝晶或柱状枝晶,以(320)或(230)为共格晶界形成“Z”形枝状形貌.