高温高压下cBN单晶转变机理的EET理论分析

使用ab从头算原理计算了六方氮化硼(hBN)和立方氮化硼(cBN)在cBN单晶合成温度和压强下(1800 K,5.0 GPa)的晶格常数.通过EET理论构建了hBN和cBN的共价电子结构,并计算出九组hBN和cBN单晶的不同低指数晶面之间在高温高压下的相对共价电子密度.根据TFDC理论分析判断,发现hBN的(110)与cBN的(110)、hBN的(100)与cBN的(100)分别连续,两组晶面组合的相对共价电子密度差均小于＜10;.这表明:这两组hBN/cBN晶面之间的价电子结构相差不大,可以诱使hBN直接转变为cBN.因此本文认为:从价电子结构的角度分析,高温高压下的cBN单晶极有可能是由hBN直接转变而来的.     

Co包覆纳米Al2 O3/TiC复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结法制备了Co包覆纳米Al2O3/TiC复合材料.当热压烧结温度为1650℃时,复合材料的抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为782MPa、7.81MPa*m1/2和HRA92.7.Al2O3和Al2O3/TiC的断口以沿晶断裂为主,Co包覆Al2O3/TiC复合材料的断口则为沿晶和穿晶混合断口.利用经验电子理论计算了Co、TiC与α-Al2O3三者的价电子结构及其部分晶面的电子密度,并对三相的晶体学取向进行了预测.     

ZrO2/Fe3Al复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结制备了ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料,材料的室温抗弯强度、断裂韧性、HRA硬度分别为1321MPa、39MPa*m1/2、86.7,临界热震温差(ΔT)由单相ZrO2(3Y)的250℃提高至500℃.在此基础上,用EET理论(经验电子理论)计算了ZrO2与Fe3Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度,并对两相的晶体学取向进行了预测.     

晶体的生长习性与配位多面体的形态

本文由配位多面体生长习性法则分析了ZnS,锐钛矿和γ-AlO(OH)晶体的生长习性.发现ZnS晶体的各晶面的生长速度为:v(111)＞v(001)=v(010)=v(100)＞v();锐钛矿各晶面的生长速度为:v(010)=v(001)＞v(110)＞v(111);γ-AlO(OH)晶体各晶面的生长速度为:v(100)＞v(001)＞v(101)=v(110)＞v(010).此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好.指出了当晶体结构中配位多面体只有一种方位时,此晶体的生长习性与配位多面体的形状相类似.即配位多面体顶点指向的方向生长速度快;面指向的方向生长速度慢;棱指向的方向生长速度介于两者之间.此外,本文还指出了PBC理论在分析极性晶体的生长习性时存在的缺点.     

不同晶面单晶铝纳米压痕测试及有限元模拟

采用纳米压入法对单晶铝(100)、(110)、(111)晶面进行力学性能分析,结合实验得到荷载-位移曲线,利用连续刚度技术获得单晶铝的弹性模量和硬度.结果表明:单晶铝具有良好的塑性性能,不同晶面的塑性能力从大到小依次为(110)晶面、(111)晶面、(100)晶面.材料弹性模量和硬度变化趋势一致,不同晶面弹性模量和硬度的大小关系为:(110)晶面＞(111)晶面＞(100)晶面.由于晶体变形时发生位错形核与发射,导致荷载-位移曲线在压入初期表现出位移爆发现象.同时运用ABAQUS有限元软件,使用单晶各向异性本构模型定义材料属性,对不同晶面的单晶铝进行仿真模拟,通过反复对比实验与模拟所得的荷载-位移曲线得到不同晶面各向异性的相关材料参数,并分析得出了最大压深时的正应力、剪应力及残余压痕分布的对称性.     

超高压高温下石墨向金刚石直接转变的EET理论分析

石墨向金刚石在超高压高温下的转变机理经过了数十年的探讨,至今未形成定论.本文根据固体和分子经验电子理论(EET理论),分别计算了静压超高压高温条件下立方合成立方金刚石过程中石墨和金刚石的价电子结构,获得了石墨和金刚石12组不同组合晶面间的价电子密度.结果表明,在超高压高温下其电子密度差均大于10;,说明石墨/金刚石晶面的价电子结构差异太大,不能诱发石墨向立方金刚石的直接转变.分析认为:超高压高温下,石墨先分解出一亚稳相后再转变成立方金刚石结构.     

ADP晶体的化学键和微观生长规律

本文分析了磷酸二氢铵(ADP)晶体中各种可能晶面的结构,并引入键价理论计算了各个可能晶面的相对切向生长速度,以此为基础,推导出了ADP晶体的理想晶型.结合实际晶面结构及其与乙醇分子的相互作用,在不同比率的水-乙醇混和溶液中考察了ADP晶体的微观形貌变化规律.     

KDP晶体各向异性力学特性分析

利用压痕实验研究了KDP晶体在(001)晶面不同晶向上的硬度和断裂韧性力学特性,在此基础上利用划痕实验对(001)晶面不同晶向上的脆塑性转变点位置进行了研究.结果表明:在KDP晶体(001)晶面的[110]晶向上硬度值最小,断裂韧性值最大,最易产生塑性变形,最不易产生脆性断裂,在该方向上可以得到较大的临界切削深度,而在[100]晶向上硬度最大,最易产生脆性断裂,不易产生塑性变形,临界切削深度最小.此研究结果为磨削实验提供指导意义,即在(001)晶面上沿[110]晶向能加工出表面质量较好的KDP晶体.     

形貌可控FeTiO3基光催化材料制备及晶面效应

采用水热法,通过改变反应时间和NaOH用量,制备了不同形貌的FeTiO3和FeTiO3/g-C3N4复合材料.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外可见吸收光谱分析了样品的结构、形貌和吸光性能.实验结果表明,通过改变反应时间和NaOH用量调控FeTiO3 (104)和(110)晶面的生长情况,从而制备了盘状、八面体和立方体形貌的FeTiO3和FeTiO3/g-C3N4复合材料.随着FeTiO3 (110)晶面含量增加,趋向形成盘状形貌,FeTiO3和FeTiO3/g-C3N4复合材料的光催化性能增加.     

Fe3Al/Al2O3纳微米复合材料的界面电子结构研究

利用EET理论计算了Al2O3与Fe3Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度.结果表明,两相界面的电子密度差Δρ＞10;,界面有较大的应力.两相以一定方式取向时,可增强结构的稳定性.     

Electron Microscopy and Electron Diffraction Studies of Morphology and Crystal Structure of Natural Silicas

Crystallography Reports - The development of fundamental and applied geology requires an ever-increasing amount of data on the structures and properties of rocks at different scales. Of particular...     

Electron microscopy of carbon nanotubes

High-resolution electron microscopy was used to study multiwall carbon nanotubes obtained by the arc-discharge technique and double-and single-wall nanotubes produced by the arc-discharge catalytic synthesis. The structure of conical layer nanotubes obtained by the CVD technique is characterized in detail. It is established that heat treatment of nanotubes gives rise to their structural changes. The structure of nanotubes obtained by carbon evaporation in the N₂-Ar atmosphere under high pressure is determined. A new type of nano-and microtubes with surface-modulated walls is revealed. Possible applications of carbon nanotubes are reviewed.     

Electron microscopy of bismuth oxychloride crystallites

Investigations on the crystal structure and morphology of bismuth oxychloride crystallites as a function of the growth conditions are described. A decrease in the concentration of the reactant or an increase in the temperatur during the reaction improves the crystallinity of the bismuth oxychloride precipitate. The crystallites are usually platelets with the c-axis normal to the crystallite plane.     

Structural Studies of Electron Deficient Titanacyclobutanes

Abstract  

Two 16 electron titanacyclobutanes of the formula Ti(C₅H₄R)₂(μ₂-CH₂)₂C(CH₃)(i-C₃H₇) (R=H, CH₃) have been prepared from the reaction of Ti(C₅H₅)₂(μ₂-CH₂)(μ₂-Cl)Al(CH₃)₂ or Ti(C₅H₄CH₃)₂(μ₂-CH₂)(μ₂-Cl)Al(CH₃)₂ with H₂C=C(CH₃)(i-C₃H₇). Structural parameters, most notably lengthened C–C bonds in the titanacyclobutane ring, for both complexes reveal the expected presence of (C–C)→Ti agostic interactions. The complexes are isomorphous, crystallizing in the monoclinic space group Cc. For Ti(C₅H₅)₂(μ₂-CH₂)₂C(CH₃)(i-C₃H₇), a = 11.3459(3) ?, b = 16.2108(4) ?, c = 8.1646(2) ?, β = 105.5276(16)°, V = 1446.87(6)°, D_calc = 1.268 at 150(1) K. For Ti(C₅H₄CH₃)₂(μ₂-CH₂)₂C(CH₃)(i-C₃H₇), a = 12.6591(2) ?, b = 16.2795(4) ?, c = 8.2462(2) ?, β = 107.2421(14)°, V = 1623.04(6) ?³, D_calc = 1.245 at 150(1) K.     

Electron spin resonance in glasses

The present paper reviews a quarter of a century of electron spin resonance (ESR) studies in glasses. Specific subtopics addressed include transition-group ions, radiation-induced defect centers, ferromagnetic precipitates, and photo-induced centers. For brevity, most of the examples in the first three categories are confirmed to the familiar oxide glass systems and only the most concrete conclusions are elaborated. The section treating radiation-induced defects is further abridged in light of several reviews of this topic in the current literature. Even within these limitations of scope, a great diversity of material is summarized. Most of the studies cited provide information concerning the atomic scale structure of the host glasses and several have immediate impact on practical problems ranging from glass technology to geochemistry.     

电子背散衍射花样的数学特征

电子背散衍射(EBSD)花样揭示了材料的物相成分、晶体结构、晶粒取向、晶粒大小和晶界的信息。EBSD花样非常复杂,通常需要借助专门的计算软件才能解析。本文系统地研究了EBSD花样的数学特征,建立了任意晶体取向与EBSD花样之间的数理关系,推导了面心立方、体心立方和六方晶体的基本晶带轴的理论EBSD花样的数学特征,以及面心立方晶体的(001)<110>取向和(001)<100>取向的理论菊池(Kikuchi)花样特征。在实测EBSD花样的分析中与各晶系各点阵的基本晶带轴的理论EBSD花样特征比较,即通过图像特征对比,就可以直接确定实测EBSD花样所属的晶系、点阵和Kikuchi线交点对应的晶带轴[uvw],再由基本晶带轴的坐标计算出晶体取向,还能提供基本晶面信息,如原子密排晶面在样品中的空间分布,这有利于晶体的变形或生长机理研究。EBSD为单晶芯片质量检验提供了新方法。     

基于非弹性电子隧穿的表面等离激元激发

表面等离激元是一种存在于金属(或掺杂半导体)-介质界面的电磁极化和振荡现象,可以显著增强纳米尺度光与物质的相互作用,在波导、生化传感、超快调制、探测以及非线性光学等领域具有重要应用前景。表面等离激元的激发主要采用受衍射极限限制的光学激发方式,通常需要棱镜、光栅等大尺寸光学元件的辅助,这极大限制了等离激元器件的小型化和片上高密度集成。通过将等离激元纳米结构和隧道结集成起来,低能量的隧穿电子可以直接激发该结构的等离激元模式,具有超小尺寸、超快调制速度等优点。本文将回顾基于电子隧穿效应的表面等离激元激发的研究历史,并着重介绍该领域的最新研究进展。     

Electron microscopy of biomaterials based on hydroxyapatite

Three types of biomaterials based on hydroxyapatite are synthesized and investigated. Hydroxyapatite nanocrystals or microcrystals precipitated from low-temperature aqueous solutions serve as the initial material used for preparing spherical porous granules approximately 300–500 μm in diameter. Sintering of hydroxyapatite crystals at a temperature of 870°C for 2 h or at 1000°C (for 3 h) + 1200°C (for 2 h) brings about the formation of solid ceramics with different internal structures. According to the electron microscopic data, the ceramic material prepared at 870°C is formed by agglomerated hydroxyapatite nanocrystals, whereas the ceramics sintered at 1200°C (with a bending strength of the order of 100 MPa) are composed of crystal blocks as large as 2 μm. It is established that all the biomaterials have a single-phase composition and consist of the hydroxyapatite with a structure retained up to a temperature of 1200°C.     

三端纳米分子桥的电子传输特性研究

利用基于Green Function的Tight-binding方法,对由平面共轭分子连结成的三端子纳米分子桥进行了理论研究和数值模拟,得出了入射电子通过纳米分子桥传输到各个端点的电子传输概率,揭示出传导电子与分子轨道共振时传输峰值的出现和电子传输振荡的物理机制。利用Fisher-Lee关系式和电子流密度理论,在传输概率出现峰值的两个能量点E=±1.89处计算了分子桥内的电子流分布,同时得出了键电子流的最大值,并且得出了数值模拟结果。     

Electron Spin Echo Study on Polyacetylene

Electron spin Echo (ESE) measurements on stretch-oriented films of polyacetylene are reported. The electron dipole-dipole interaction is estimated. Effect of oxygen on the phase memory decay has been studied.