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     

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.     

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。     

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. 关键词： 高温拉曼光谱 熔体 BGO晶体     

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。     

硅酸盐熔体分子网络分数维值的高温拉曼光谱研究

采用高温拉曼光谱技术 ,对CaO Al2 O3 SiO2 (简称CAS)三元系硅酸盐熔体试样从 2 5℃ (淬火玻璃相 )～ 170 0℃ (高温熔融相 )的分子网络分数维值进行了系统研究 ,首次获得了该熔体在升温和淬火过程中网络分数维值的变化规律 ,也即在纳米尺度上描述了熔体网络构象的蠕变特征。这对深入研究熔体的粘度、密度和表面张力等物化性质具有重要意义 ,也将为进一步探索地幔岩浆上升速率及其迁移演化规律 ,完善冶金炉渣构成机理和改进低维非晶态材料与高分子材料的制备工艺和性能提供新的重要信息和理论依据。     

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。     

LiTaO3的高温拉曼光谱研究

利用显微共聚焦拉曼光谱技术研究了LiTaO3晶体在298～948K温度范围内的拉曼光谱,通过对其高波数拉曼峰的分析,研究了LiTaO3的相变机制。研究发现,除466.7cm-1峰外,LiTaO3的其余拉曼峰随着温度的升高向低波数方向明显频移;所有拉曼峰的半高宽随着温度的升高逐渐增加,同时拉曼峰的强度逐渐减弱;在933K附近,LiTaO3的三个拉曼峰的消失,表明LiTaO3发生了从低温铁电相到高温顺电相的相变;与此同时,在该温度附近,359.5,385.0以及466.7cm-1峰的半高宽存在超线性增加。研究结果表明,LiTaO3从低温铁电相到高温顺电相的相变是一种混合型相变,其相变过程可逆。     

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。     

若干钠锗酸盐晶体和熔体的温致结构变化及其锗配位数的拉曼光谱研究

本文测定了Na4GeO4、Na2GeO3、Na2Ge4O9和Na4Ge9O20等晶体从273K到1413K升温及熔体的拉曼光谱,结合分析金红石型GeO2的相关结构和光谱,研究了其微结构单元在升温过程中的变化、熔体中的形态和锗的氧配位数及其温致变化。Na4GeO4和Na2GeO3晶体结构单元为GeO4四面体,在升温过程及其熔体中锗维持四配位。Na2Ge4O9和Na4Ge9O20晶体结构单元为GeO4四面体和GeO6八面体共存,升温过程中,GeO6八面体将发生结构转变,在熔融状态全部转变为GeO4四面体,并产生与钠离子等摩尔分数的非桥氧,在熔体中锗的氧配位数为4。研究还表明,桥氧的对称弯曲振动模可以反映不同微结构单元间的连接,并且随着温致结构的变化而产生特征性的变化。     

Li_2B_4O_7晶体、玻璃及其熔态结构的高温Raman光谱研究

采用半导体脉冲激光光源和时间分辨探测技术 ,测定了二硼酸锂 (Li2 B4O7)晶体、玻璃及其熔融态的常温及高温拉曼光谱 (在 2 98～ 1 773K的温度范围 ) ,观察了其在高温下的相转变、升温过程及其熔体的特征光谱变化。通过谱图解析 ,研究分析了熔体微结构单元的分布和转化及其与固态晶体和玻璃态的区别     

偏硼酸锂固体及其熔体结构的高温Raman光谱研究

本文对偏硼酸锂（ＬｉＢＯ２）从室温到１６７３Ｋ进行了Ｒａｍａｎ光谱测试,得到了其在不同温度下的Ｒａｍａｎ谱图。通过分析,阐述了常温下的链状ＢＯ３三角形结构在熔化后逐渐转变为六角环（Ｂ３Ｏ６）＾３－,即相变过程;以及在１２７３Ｋ后,由长链和六角环结构转化为ＣＲＮ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｕｌｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ,ＢＯ３单元组成的连续无规网络）的新的相平衡移动过程。通过各谱峰在相平衡移动过程中相     

钠氟石温致结构变化的拉曼光谱研究

本文测定了钠氟石(NaF·2CaO·SiO2)的常温拉曼光谱, 并运用Dmol3密度泛函(DFT) 理论对其晶体中主要结构单元的简正振动模式进行了计算。通过实验值与计算值的比较, 确定了其特征峰的归属。同时, 采用高温拉曼光谱仪原位实测了钠氟石在不同的升温速率下的变温拉曼光谱。研究表明, 钠氟石在缓慢升温过程中会分解成NaF和Ca2SiO4; 快升至熔点附近, 熔化成液态, 快冷至室温, 仍分解成β- Ca2SiO4。     

硅酸盐熔体高温Raman光谱定量分析中若干问题的探讨

根据Raman光谱定量分析的基本原理,分析了高温Raman光谱定量分析中存在的主要困难及可能的解决方法,得出高温Raman光谱定量分析的基本途径。     

BSO晶体的高温拉曼光谱与高温结构特征

阐述了BSO晶体在常温下的结构特征,通过测量晶体在常温下的拉曼光谱,对晶格主要振动模式进行了指认,测量晶体升温至熔化过程中不同温度下的拉曼光谱,分析研究了其微观结构在升温过程中的变化以及在高温状态下的结构特征。     

硬玉熔体和玻璃的结构研究

硬玉(NaAlSi₂O₆)及其在极端条件下的行为在地质学和宝石学中有极高的研究价值。考虑到现有单一检测条件的局限,本文综合了多种实验检测手段和理论计算方法对硬玉晶体及其熔体和玻璃的结构以及铝配位数进行了研究。对硬玉晶体热熔过程进行了高温原位拉曼光谱测定,结合第一性原理理论计算方法,得到了硬玉结构和铝配位数的变化及其相应的谱学特征。结合量子化学从头计算对熔体结构进行解析。研究表明：硬玉晶体结构单一且铝全部为六配位,1 293 K时大量六配位铝转变为四配位,熔体中四配位铝占主导,其中硅(铝)氧四面体以多元环连接成架状结构。熔体冷却过程中伴随着五配位铝的生成,并呈现分相趋势。     

白硅钙石的高温高压拉曼光谱研究

利用活塞圆筒装置在1.2 GPa,1 473 K的条件下合成了白硅钙石。采用外加热装置和金刚石压腔结合拉曼光谱分析技术,采集了白硅钙石298,353,463,543,663,773以及873 K温度区间的常压及1 atm～14.36 GPa(常温)压力区间的拉曼谱图。扫描电镜下,该研究合成的样品为结构一致的单一相,颗粒大小为10～20 μm。电子探针分析结果表明,样品的组成为Ca_7.03(2)Mg_0.98(2)Si_3.94(2)O₁₆,该组分完全吻合白硅钙石理论组分。Raman分析结果表明,高温时白硅钙石的拉曼谱图中具有29个振动峰。随着温度的升高,部分振动峰出现了合并或者弱化消失的现象。该现象尤其以800～1 200 cm-1范围内的909,927和950 cm-1振动峰峰位最为明显,这些振动峰分别在873,773以及873 K时弱化消失。据此,白硅钙石的结构在实验温压范围内稳定,且随着温度和压力的升高,其拉曼振动峰峰位分别呈现往低频和高频方向线性飘移的趋势。除此之外,根据高温和高压拉曼实验的结果,分别计算了白硅钙石拉曼振动峰峰位的等压mode-Grüneisen参数和等温mode-Grüneisen参数,其算术平均值分别为1.47(2)和0.45(3)。最后结合高温和高压拉曼实验的结果,计算了白硅钙石的非谐系数,结果表明,Si-O振动模式对于非谐效应的贡献要小于其他振动模式。     

高温高压下文石和方解石的拉曼光谱研究

利用金刚石压腔结合拉曼光谱分析技术,研究了文石在18～388 ℃,71～2 014 MPa,以及方解石在19～351 ℃,96～1 823 MPa条件下的拉曼光谱特征,并得到文石和方解石的拉曼位移与温度、 压力三者之间的关系式。研究结果表明,文石和方解石的拉曼位移随温度压力的变化规律相似,都随压力升高向高频移动,除文石的704 cm-1外均随温度升高向低频移动。二者的晶格振动ν_i/T值均大于[CO₃]基团内振动的值,说明CaO₆八面体的热膨胀性大于[CO₃]基团的热膨胀性。二者的对称伸缩振动ν/T及ν/P值不同,由于该振动拉曼位移和C—O键的键长有关,方解石的C—O键的热膨胀性比文石小而可压缩性比文石大。另外升温升压过程中文石和方解石可以相互转化,伴随该过程发生的[CO₃]基团旋转变形等动力学因素也可以造成二者ν_i/T和ν_i/P值差异。