铀在Nd_2Zr_2O_7烧绿石中的固溶量及重离子辐照效应

Nd_2Zr_2O_7烧绿石因其稳定的物理化学性质和辐照稳定性可以作为高放废物中锕系核素的固化基材.通过溶胶凝胶—喷雾热解—高温烧结方法制备了含铀的Nd_2Zr_2O_7烧绿石固化体;开展了Nd_2Zr_2O_7和Nd_(1.9)U_(0.1)Zr_2O_7固化体的重离子辐照实验,辐照剂量为1 dpa和3 dpa;利用X射线衍射和Raman光谱对固化体结构进行了分析.研究发现铀在Nd_2Zr_2O_7烧绿石体系的固溶量仅为10 at%,高价态铀掺杂导致固化体结构向无序化转变.重离子辐照实验表明, Nd_2Zr_2O_7烧绿石基材具有较高的抗辐照稳定性;而Nd_(1.9)U_(0.1)Zr_2O_7在较低辐照剂量下,固化体烧绿石体系结构破坏,重离子辐照诱导固化体结构转变为更加无序化的萤石结构.低固溶量和抗辐照能力减弱主要是由于锕系核素烧绿石固化体的结构无序化所致.     

固态电解质锂镧锆氧(Li_7La_3Zr_2O_(12))制备及第一性原理研究

固态电解质(SSE)是锂离子电池(LIB)的关键材料.Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)固体电解质是全固态锂离子电池开发中的关键部分.采用高温固相法制备了不同烧结温度后的四方Li_7La_3Zr_2O_(12)(t-LLZO)和立方Li_7La_3Zr_2O_(12)(c-LLZO),分析了两种样品的结构性能.800℃下烧结12小时的t-LLZO呈四方相,晶格尺寸为a=b=13.13064?,c=12.66024?,离子电导率为3.42×10~(-8)S·cm~(-1);1000℃下烧结12小时的c-LLZO呈立方相,晶格尺寸为a=b=c=13.03544?,离子电导率为8.48×10~(-5)S·cm~(-1).另基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了四方相和立方相的LLZO固体电解质材料的能带结构、晶格参数、态密度和键布居.通过理论计算解释了四方相LLZO离子电导率低于立方相LLZO的原因.     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

纳米La_(0.8)K_(0.2)FeO_3和La_(0.8)K_(0.2)Fe_(0.97)Pt_(0.03)O_3催化剂对柴油机NO_x和碳烟排放的影响

通过柠檬酸凝胶-浸渍法制备了具有介孔结构的纳米La_(0.8)K_(0.2)FeO_3和La_(0.8)K_(0.2)Fe_(0.97)Pt_(0.03)O_3催化剂,并利用XRD、SEM和BET对其性能进行表征。基于台架试验,研究了温度对纳米La_(0.8)K_(0.2)FeO_3和La_(0.8)K_(0.2)Fe_(0.97)Pt_(0.03)O_3催化剂同时脱除柴油机NO_x和碳烟排放的影响。结果表明,在温度150~350℃范围内,La_(0.8)K_(0.2)Fe_(0.97)Pt_(0.03)O_3作用下NO_x转化率较高;在温度350~400℃范围内,La_(0.8)K_(0.2)FeO_3作用下NO_x转化率较高,最高达27.5%。此外,在催化剂作用下副产物N_2O排放也得以降低。     

(Fe,N)共掺杂TiO2红外光谱的电负性原理研究

采用电负性原理,构建合理的红外光谱模型,对TiO2红外光谱的振动频率与元素电负性之间的各种经验关系进行探究.采用溶胶-凝胶法制备(Fe,N)共掺杂TiO2,利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)对样品的物相和红外光谱进行了表征.XRD物相分析表明当煅烧温度为600 ℃时,TiO2样品中的无定形结构己基本转化为锐钛矿型结构.随着煅烧温度升高,TiO2的X射线衍射峰逐渐由宽变窄,衍射强度由弱变强.当煅烧温度为700 ℃时,锐钛矿型的衍射峰基本消失,取而代之的是金红石相的衍射峰,但TiO2的主晶相并没有发生改变.红外光谱分析表明(Fe,N)共掺杂TiO2在650~500 cm-1区间有一个较宽的吸收峰.电负性模拟计算了(Fe,N)共掺杂TiO2红外光谱的伸缩振动频率,获得了Fe、N掺杂的位置、分子结构和键价特征:首先计算出约化质量μ,然后按照经典力学伸缩力常数k与频率V之间满足的关系,结合力常数与电负性关系、键级的计算方法,计算了基本单元都是氧八面体的掺杂金红石、锐钛矿TiO2的分子振动频率.结果表明:通过电负性理论计算的(Fe,N)共掺杂的TiO2的红外光谱与实验测量的红外光谱的伸缩振动频率比较吻合.     

Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法合成了Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)荧光粉,X射线粉末衍射数据分析结果表明,试样为氧磷灰石结构,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.荧光光谱分析结果表明,Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)激发光谱为位于200~600nm,由275nm、336nm两个宽峰和392nm、461nm、466nm、523nm等锐线峰组成.两个宽带激发峰可由272nm、300nm、336nm三峰拟合而成,峰面积比为1:0.52:4.09.272nm、300nm峰归属于Eu3+的电荷迁移激发跃迁态,336nm峰来自Eu2+的f-d跃迁.在393nm激发下,Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)发射光谱在500~750nm范围内呈现多条锐线发射,在613nm处发射峰最强,以电偶极跃迁5D0→7F2为主,Eu3+占据无反演对称中心格位.Eu3+磁偶极跃迁5D0→7F1处的峰可由584.5nm、588.5nm、594nm、597nm四峰拟合而成,表明Eu3+进入基质晶格中占据4f(C3)和6h(Cs)两种格位.X射线光电子能谱图分析结果表明,试样中Eu3+与Eu2+的含量比接近2∶1.Eu2+与Eu3+存在能量传递作用,试样在紫外灯下照射呈现烛光黄色,可用于LED.     

(Fe,N)共掺杂TiO_2红外光谱的电负性原理研究（英文）

采用电负性原理,构建合理的红外光谱模型,对TiO_2红外光谱的振动频率与元素电负性之间的各种经验关系进行探究。采用溶胶-凝胶法制备(Fe,N)共掺杂TiO_2,利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)对样品的物相和红外光谱进行了表征。XRD物相分析表明当煅烧温度为600℃时,TiO_2样品中的无定形结构己基本转化为锐钛矿型结构。随着煅烧温度升高,TiO_2的X射线衍射峰逐渐由宽变窄,衍射强度由弱变强。当煅烧温度为700℃时,锐钛矿型的衍射峰基本消失,取而代之的是金红石相的衍射峰,但TiO_2的主晶相并没有发生改变。红外光谱分析表明(Fe,N)共掺杂TiO_2在650~500cm-1区间有一个较宽的吸收峰。电负性模拟计算了(Fe,N)共掺杂TiO_2红外光谱的伸缩振动频率,获得了Fe、N掺杂的位置、分子结构和键价特征:首先计算出约化质量μ,然后按照经典力学伸缩力常数k与频率ν之间满足的关系,结合力常数与电负性关系、键级的计算方法,计算了基本单元都是氧八面体的掺杂金红石、锐钛矿TiO_2的分子振动频率。结果表明:通过电负性理论计算的(Fe,N)共掺杂的TiO_2的红外光谱与实验测量的红外光谱的伸缩振动频率比较吻合。     

热处理温度对MgB2超导线材临界电流密度及磁通钉扎的影响

将化学计量比为1∶2的Mg粉和B粉直接装管,采用原位粉末套管(PIT)技术制备了MgB2/Fe线材,在四个温度条件下(650℃,750℃,850℃,950℃)进行了热处理.采用四引线法测量了不同温度和磁场下线材的临界电流密度(Jc),分析了热处理温度对磁通钉扎的影响,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了线材中MgB2超导相的微观结构.结果表明:热处理温度对MgB2/Fe线材的Jc和磁通钉扎特性有显著影响,最佳热处理温度应为750℃.     

热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度(650℃,700℃,750℃,800℃,850℃,900℃)制备了MgB2超导块材.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响.采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性.结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响,700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性,细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因.     

Al~(3+)/Mo~(6+)双离子取代ZrV_2O_7中Zr~(4+)/V~(5+)实现近零膨胀

采用固相烧结法制备了Zri_(1-x)Al_(2-x)V_(2-x)Mo_xO_7(0≤x≤0.9),并通过调整Al~(3+)/Mo~(6+)对ZrV_2O_7中的Zr~(4+)/V~(5+)离子替代量来实现近零膨胀,对于较小的x值(x≤0.3),材料保持了与ZrV_2O_7相同的立方相结构.随着Al~(3+)/Mo~(6+)替代量的增加,(Al/Zr)~-和(Mo/V)~+之间的库仑相互作用逐渐加强,这种库仑相互作用导致材料中未发生畸变的立方相晶体结构逐渐减少.当x≥0.7时,材料中立方相晶体结构完全消失.在425-750 K温度区间内,Zr_(0.5)Al_(0.5)M_(0.6)O_7展示出近零膨胀性质(-0.39×l0~(-6)K~(-1)).Zr_(0.5)Al_(1.5)V_(1.5)Mo_(0.5)O_7的低热膨胀性能可能与Al~(3+)/Mo~(6+)对ZrV_2O_7中Zr~(4+)/V~(5+)部分替代引起部分晶体结构发生的畸变及其对未替代部分的晶格结构的影响有关.     

MOD法制备Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜及其谱图分析

采用有机金属沉积法(MOD)制备了Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)前驱体溶液,分别在单晶硅基片上制备了BIT和BLT铁电薄膜.前驱体溶液的干凝胶粉体和铁电薄膜分别用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和环境扫描电镜(ESEM)进行了表征.结果表明600℃时晶粒实现了由焦绿石相向类钙钛矿相结构的完全转变;温度升高,晶粒尺寸增大,薄膜结晶效果得到改善;引入镧使Ti-O和Bi-O键吸收峰位置向低波数频移,高温时频移率较大;500℃热处理时,干凝胶中乙二醇甲醚、乙酰丙酮完全分解,温度超过600℃后,残留的水及硝酸根离子挥发或分解.     

热处理温度对铜镍镀层的光谱性能的影响

采用电沉积法在镍表面制备铜镍镀层,并将该铜镍镀层在不同温度下进行热处理。分别用扫描电镜法(SEM)、能谱法(EDAX) 和X衍射法(XRD)等对热处理后的铜镍镀层进行表征,研究热处理温度对铜镍镀层的光谱性能的影响。用电镀的方法获得的铜镍镀层表面是由节瘤组成,热处理温度在25~600 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层表面的节瘤变小;热处理温度在600~900 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层表面的节瘤变小,铜镍镀层表面的节瘤间的分界线越不明显。热处理温度在25～900 ℃范围,随着热处理温度的升高,铜镍镀层中铜的含量减小,从82.52 at%减小到78.30 at%;镍的含量增加,从17.48 at%增加到21.70 at%。铜镍镀层为Cu_0.81Ni_0.19立方晶型结构,热处理温度在25～300 ℃范围,随着热处理温度的升高,Cu_0.81Ni_0.19的晶型结构更完整;热处理温度在600～900 ℃范围,铜镍镀层中可能有部分的Cu_0.81Ni_0.19立方晶型结构转变为Cu_3.8Ni立方晶型结构;随着热处理温度的升高,有利于Cu_3.8Ni(311)和Cu_0.81N_i0.19(311) 晶面的生长。     

LED用La2(WO4)3∶Eu3+红色荧光粉合成及光谱性能

 采用水热法并进行热处理成功合成了Eu3+掺杂La2(WO4)3红色荧光粉.通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜,以及能谱来表征荧光粉的晶体结构、颗粒大小、形貌及成分|用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来表征荧光粉的荧光性能.X射线衍射分析确认了水热的前驱体和后期热处理的样品主要相分别为三斜晶系的La2W2O9和单斜晶系的La2(WO4)3.激发光谱表明La2(WO4)3∶Eu3+荧光粉样品在395 nm处有一个最强的吸收峰,与紫外InGaN LED芯片发射波长相匹配|而且La2－xEux(WO4)3荧光粉在395 nm激发下有强红光发射.因此,La2－xEux(WO4)3荧光粉有望成为新一代白光LED用的红色荧光粉.     

无水五硼酸钾晶体高温性质振动光谱的研究

利用自行设计的反应器研究了高温条件下水蒸汽对无水五硼酸钾晶体结构的影响,借助于X射线衍射、红外光谱、Raman光谱等手段分析了无水五硼酸钾晶体高温性质的振动光谱。在水蒸汽的作用下,五硼酸钾的B₂O₃/K₂O(摩尔比)变小,X射线衍射分析表明750 ℃时晶体中有K₅B₁₉O_<sub>31存在,而红外光谱与Raman光谱分析表明由于水蒸汽的作用使得晶体中的三角形B₍₃₎—O结构单元向四面体B₍₄₎—O结构单元转变,四面体的B₍₄₎—O含量增加并且硼氧网络结构被进一步打断。     

Eu3+掺杂BaO-TiO2-3SiO2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了以BaO-TiO₂-3SiO₂为基质的稀土Eu³⁺掺杂的发光材料,各材料的量比为 n(Ba):n(Ti):n(Si):n(Eu)=1:1:3:x。 通过DTA-TG、IR、XRD、激发和发射光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明,样品在50~400 ℃之间出现明显失重现象,说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇、醋酸等物质发生了脱附释放。IR光谱显示,制备的样品中主要存在Ti-O-Si和O-Si-O键。XRD测试证明,材料属于非晶态。激发和发射光谱图显示,材料制备的最佳退火温度为800 ℃,Eu³⁺的最佳掺杂比例为x(Eu)=5.75×10^-3。在612 nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光395 nm 和可见光465 nm,即在395 nm和465 nm光激发下,材料发射的红光单色性好且强度基本相同。     

Phase evolution studies of sol�Cgel derived lead zirconate titanate (PZT) nanopowder using X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy

We report here the formation of single phase lead zirconate titanate (PZT) nanopowder with composition Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ and average crystallite size 12?C20?nm, synthesized by sol?Cgel process. The phase evolution of PZT gel powder, heat treated at temperatures 550, 650 and 800°C was monitored by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photo-electron spectroscopy (XPS). The high resolution XPS spectra of Pb4f, Zr3d, Ti2p and O1s show that PZT with pure perovskite structure is obtained at 800°C while at lower temperatures pyrochlore phase co-exists with perovskite phase. The XRD results also support this analysis. We have also identified the pyrochlore phase using XPS by analyzing the corresponding variations in the FWHM values, peak positions and the separation between the spin doublets of Pb, Zr and Ti associated with it. The composition of the final powder obtained with pure perovskite structure is calculated and is close to the designed value.     

退火温度对Ti0.95Fe0.05O2纳米颗粒结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Fe掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.研究发现:退火温度450℃和500℃时样品为锐钛矿结构,在600℃时既有锐钛矿相,又有金...     

Ti/Si比例对Tb3+掺杂TiO2-SiO2复合粉末的发光影响

用溶胶-凝胶法制备了Tb3+离子掺杂的TiO2-SiO2复合粉末并研究了Ti/Si比例对复合粉末光致发光的影响。采用X射线衍射(XRD)、Raman和光致发光谱(PL)对Tb3+离子掺杂的TiO2-SiO2复合粉末进行了一系列的表征。PL谱的结果表明Tb3+离子5D4-7F5跃迁对应的550nm绿光发射最强。随着Ti/Si比例的减小, Tb3+离子在可见光范围的发光逐渐增强, 这可能是由于Tb3+离子周围环境的非晶化加剧引起的。     

Phase stability and pressure dependence of defect formation in Gd2Ti2O7 and Gd2Zr2O7 pyrochlores

We report dramatically different behaviors between isostructural Gd2Ti2O7 and Gd2Zr2O7 pyrochlore at pressures up to 44 GPa, in which the substitution of Ti for Zr significantly increases structural stability. Upon release of pressure, the Gd2Ti2O7 becomes amorphous. In contrast, the high-pressure phase of Gd2Zr2O7 transforms to a disordered defect-fluorite structure. First-principle calculations for both compositions revealed that the response of pyrochlore to high pressure is controlled by the intrinsic energetics of defect formation.     

NiFe_2O_4纳米粉末的制备及磁性研究

以硝酸铁、硝酸镍以及柠檬酸为原料,采用凝胶-热分解法制备了N iFe2O4纳米粉末。利用X射线衍射确定了粉体的相结构、比表面积和晶格常数,扫描电子显微镜(SEM)观察了颗粒的形貌,振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性能。结果表明:所制备的样品均为尖晶石结构,颗粒粒径为36nm~68nm,且颗粒的粒径随着热处理温度的升高而增大,样品的比饱和磁化强度最大可达54.63 emu/g。同时,文章也对反应的动力学原理进行了研究,得出N iFe2O4纳米颗粒形成的活化能为15.8kJ/mol。