Na_2O-Al_2O_3二元系团簇微结构与特征拉曼振动波数的相关性

针对含铝四配位Na_2O-Al_2O_3二元系熔体团簇结构,构建了九种团簇模型,并对其拉曼振动波数和散射活性进行了密度泛函理论(DFT)计算。微结构的命名参考了硅酸盐体系的命名规则~([1]),其中Al-O四面体简记为Qi(i为桥氧数)。分析表明,Na_2O-Al_2O_3二元系团簇中Q_2和Q_3微结构单元中Al-O_(nb)(non-bridging oxygen,即非桥氧)键对称伸缩振动波数随其键长呈现线性相关性。Q_2和Q_3微结构中铝氧键长随着参与成环铝氧四面体的数目的增加而增加,这些相关性有助于Na_2O-Al_2O_3二元系熔体中铝氧四面体连接方式及团簇的诊断和鉴别。     

乐果晶体及其熔体的拉曼光谱研究

在785nm激发波长观测了乐果晶体及其熔体拉曼光谱,结果显示乐果晶体60℃熔化后在344,428和530cm-1处出现新峰,498cm-1处,(P-S)和648cm-1处,(P=S)峰强度发生反转,,(P=S)峰发生反常蓝移现象。这表明晶体结构长程有序性破坏对乐果拉曼光谱存在较强影响,在有关乐果溶液拉曼光谱实验和理论研究中应予以考虑。     

硅酸盐熔体微结构单元的对称伸缩模的拉曼散射系数

通过一种新开发的模拟计算方法，计算了硅酸钠熔体的拉曼谱，及其在高频区代表5种硅氧 四面体(用Qi表示，其中i表示桥氧数)的特征峰的拉曼散射系数Si，发现成分的变化对5 种Qi的特征峰的拉曼散射系数的影响非常小.在此基础上取平均分别得到：S0=1,S1=0 ．514,S2=0242,S3=0090和S4=0015然后将计算得到的散射系数应用于二硅酸 钠熔体的实验谱图的定量分析中，得到了该熔体中硅氧四面体单元的分布.同时从计算与试 验谱图的定量解谱中发现，钠系硅酸盐熔体谱中Q0和Q2的ASS模所产生的散射信号 不容忽视. 关键词： 拉曼散射系数 硅氧四面体 硅酸盐熔体 高温拉曼谱     

单冰晶石微结构与拉曼光谱特征研究

本文以单冰晶石中的AlF4-基本结构单元为基础,构建了系列团簇,采用Restricted Hatree-Fock(RHF)量子化学自洽场方法和6-31G(d)基组对团簇进行优化,并在相同的方法和基组条件下计算分子振动频率及其拉曼活性,证实AlF4-结构中Al-F键的对称伸缩振动峰位在622cm-1附近。同时,用高温拉曼光谱仪原位实测了单冰晶石成分的物质及其熔体的常温和高温拉曼光谱,研究表明,在升温过程中有单冰晶石相生成,此外,分析了其结构及其振动光谱随温度的变化。     

KTN晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

测量并研究了不同温度(室温—1573 K)范围内KTN晶体的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了KTN晶体结构随温度变化的规律及其熔体的结构特征.随着温度的升高,KTN晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,同时存在不同程度的展宽,并伴随强度的减弱.观察并解释了温度353 K附近KTN晶体样品的四方—立方转相现象.研究了KTN晶体拉曼光谱中538cm^-1,585cm^-1,835cm^-1和877cm^-1谱峰及其 关键词： 高温拉曼光谱 熔体 KTN晶体     

钨酸铅晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

测量了升温条件下(298～1473K)钨铅矿型钨酸铅(PbWO4)晶体及其熔体的拉曼光谱,确定了各振动模的归属,其中波数902.7cm-1的最强拉曼峰为[WO4]四面体的内振动光学模式ν1(Ag),属于对称伸缩振动。同时,随温度上升,谱峰展宽并伴随强度减弱,体系内无序化程度增加。至1398K晶体初步熔化,并且在1473K完全熔融,高温熔体谱中自由[WO4]2-结构单元的内振动模式显现,同时发生了由晶体固定晶胞的S4型对称性向熔体中[WO4]2-结构单元的Td型对称性的结构转化,表明PbWO4的熔体中存在相对孤立的[WO4]2-结构单元。     

二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用铜蒸气脉冲激光光源和时间分辨探测技术,实现了对ＪＹＵ１０００拉曼光谱仪的高温改造,可在样品温度高至２０２３Ｋ下稳定地测谱;二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体的测量结果表明,高温Ｒａｍａｎ光谱不仅可分辨不同的结构相、提供固－液相变信息,而且能分析具有不同桥氧数的硅氧四面体微结构单元,即聚合状况以及它们随温度的变化,因而为物质的结构研究,特别是高温状态的熔体的研究,提供了重要的手段和依据。     

三硼酸铋晶体及其高温熔体结构的拉曼光谱研究

测量了BiB3O6晶体从常温到熔融态的拉曼光谱,考察了其温致结构变化和预测了熔体的结构基元。同时,采用量子化学从头计算和密度泛函理论对拉曼光谱进行了计算和结构分析。结果表明,随着温度的升高,对包含阳离子Bi的外部晶格和[BO3]3-硼氧三角形基团结构的温致结构影响有限,却有效地削弱了[BO4]5-硼氧四面体基团结构,其松弛度增加,稳定性变差,并在熔体结构中彻底消失。研究表明BiB3O6熔体主要以硼氧六元环[B6O12]6-的形式存在,阳离子Bi起电荷平衡作用,其氧配位数为3,有别于晶体中的6。     

碱金属碳酸盐的拉曼光谱研究

报导了用高温激光Raman光谱仪测定了不同温度 (至 1 2 73K)下固体和熔融态的Li2 CO3、Na2 CO3和K2 CO3的Raman光谱 ,分析了CO2 -3 对称伸缩振动模随温度升高的波数移动情况和半高宽的变化 ,结合前人的振动光谱和X射线测试结果以及分子动力学模拟工作 ,讨论了碳酸盐熔体的结构特征 ,以及不同的碱金属离子对碳酸根离子的振动造成的不同影响     

二元钠硅酸盐玻璃及其熔体微结构的高温拉曼光谱及核磁共振研究

本文采用拉曼光谱研究不同配比的二元钠硅酸盐玻璃,结果显示碱金属阳离子的浓度影响结构中桥氧的含量,且不同初级结构Qi具有不同的特征峰。对Na2O·3SiO2玻璃进行高温拉曼和核磁共振研究,分别采用精细结构Qjklmi(m1h,m2q,m3t)和Qjklmi取代初级结构Qi进行解谱拟合和结构分析得到得到初级微结构单元的实际分布,结合量化分析结果计算其拉曼散射截面,定量分析Na2O·3SiO2玻璃及熔体在升温状态下结构随温度的变化。从室温到到熔态,Qi结构之间存在动态平衡,Na2O·3SiO2玻璃随着温度的升高从玻璃态到高弹态,最后经历粘流态到熔态。     

氟对连铸保护渣熔体、玻璃和晶体微结构的影响

连铸保护渣的物化性质与其结构密切相关。而氟化物对调节连铸保护渣高温物化性能具有重要作用,因此研究氟对多元硅酸盐结构影响有助于深入了解氟的作用特性,进而为环保型连铸保护渣的开发奠定理论基础。论文通过拉曼光谱研究了氟对保护渣高温熔体、玻璃及晶体中硅酸盐微结构单元的影响。结果表明：随着CaF₂含量的增加,硅酸盐微结构单元种类和相对数量发生变化,硅酸盐网络化程度降低,熔体粘度减小;在性能相近的无氟渣和高氟渣中,高氟渣晶体中硅酸盐微结构单元主要为单体结构硅酸盐,无氟渣主要为链状结构硅酸盐。论文研究结果对无氟保护渣的开发具有一定的指导意义。     

硅酸盐熔体团粒结构类声子振动的高温拉曼光谱研究

硅酸盐熔体是典型的近程有序,远程无序的准稳定态分数维体系,文章采用X射线小角散射(SAXS)、低波数拉曼光谱(LWRS)及高温拉曼光谱(HTRS)实时、原位分析等技术,对高温熔融法和溶胶凝胶法合成的CaO-Al₂O₃-SiO₂和Na₂O-Al₂O₃-SiO₂系列低维非晶硅酸盐试样进行了团粒结构粒度及其类声子振动频率的定量测定,获得了低温硅酸盐凝胶、高温硅酸盐熔体及其淬火玻璃相均具有纳米级(几个纳米至几十纳米)自相似团粒结构和类声子振动模的重要结论,进而建立了测定高温熔体介观团粒结构粒度的HTRS测定法,结果表明硅酸盐熔体的团粒结构粒度在高温下均会比其室温玻璃相的团粒尺度小,且高温熔体的网络结构基元也向桥氧数减少之基元转变。这些结论为探索自然界岩浆的地球化学特征、岩浆的结晶和演化以及低维硅酸盐材料结构性能的改进提供重要理论依据及信息。     

掺铥钨酸盐晶体的光谱研究

采用丘克拉斯基法生长出Tm3+:BaWO4单晶,并在室温下测量了掺铥钨酸钡晶体的吸收光谱。Tm3+:BaWO4晶体在268nm和362nm光源激发下,可以分别观测到位于477.2 nm(1G4→3H6)和455.5nm(1D2→3F4)的可见荧光。本文还报道了在Nd:YAG激光器产生波长1.06μm强脉冲激光激发ZnWO4:Tm3+单晶时,测得Tm3+离子1G4至3H6跃迁的波长在484 nm范围的蓝色上转换荧光光谱。     

Bi4Ge3O12晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

研究了BGO晶体在不同温度下(在300-1323 K的温度范围)的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了BGO晶体结构随温度变化的规律及BGO熔体的结构特征.随着温度的升高,BGO晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,也存在不同程度的展宽,同时强度减弱.另外,在BGO熔体中存在[GeO4]和[BiO6]的结构基团;但两种结构之间的联键消失,即在熔体中二者是相互独立的生长基元.     

薄膜无序材料微结构的拉曼研究

本文除了回顾近二十年来无序薄膜结构拉曼研究的概况外,还重点地论述了与我们的实验结果有关的一些原理问题,对所关注的光散射与结构间的联系亦给出了较清晰的物理分析结论。     

In2（MoO4)3晶体的高压拉曼振动研究

钼酸铟(In2(MoO4)3)由于其独特的负热膨胀性质,已被广泛应用于燃料电池、光学器件、激光材料等方面. 为了进一步探讨其晶体结构和物理性质,本工作在金刚石对顶砧上原位测量了In2(MoO4)3 的高压拉曼光谱,最高压力达到18 GPa. 在研究的压力范围内,本工作观察到了两次相变. 首先,In2(MoO4)3在压力为1.2 GPa 时, 发生了 由从P21/a相到低对称结构的相转变. 在压力为5.8 GPa 时, 样品又发生了从晶相到非晶相的第二次相转变. 卸压后样品仍为非晶相,说明In2(MoO4)3 在高压下的非晶相变为不可逆相变.      

DKDP晶体的拉曼散射谱分析

根据空间群理论分析和指认了磷酸二氘钾晶体[K(D_xH_1-x)₂PO₄,简称DKDP]的拉曼活性晶格振动模,测量了其室温拉曼光谱。结果表明DKDP晶体的晶格振动谱主要是由D₂PO-₄阴离子团簇的内振动引起的。与H₂PO-₄阴离子稀溶液的拉曼谱和NaD₂(PO₄)₂晶体的拉曼谱比较,DKDP晶体中D₂PO-₄阴离子的四个特征内振动模可被指认为881 cm-1(ν₁),357 cm-1(ν₂),514/541 cm-1(ν₃),965 cm-1(ν₄)。     

NaF-AlF_3二元系熔盐固相晶体与熔体结构的拉曼光谱及其计算模拟研究

采用量子化学密度泛函计算方法对NaF-AlF3系熔盐的若干典型固相晶体结构进行了计算模拟拉曼光谱研究,并对光谱的振动形式进行了归属,发现特征峰位与铝配位数关系明显;同时,对NaF-AlF3二元系熔盐固相晶体及熔体结构进行了原位变温拉曼光谱实验研究。结果表明,基于计算模拟的振动谱峰归属分析,为NaF-AlF3系熔盐的微结构识别和温致结构变化提供了解析依据,而且随着AlF3浓度的增加,熔盐中铝六配位结构逐渐转化为铝四配位结构。