铕掺杂类水滑石的发光性质及其选择性红外吸收

采用共沉淀法水热合成了稀土Eu掺杂的镁铝类水滑石层状化合物(MgAlEuCO₃-HTlcs)。探讨了溶液pH值、组分配比、陈化时间和温度对水滑石晶体结构的影响。利用XRD、FT-IR和荧光光谱对样品的组成和性质进行表征。XRD、FT-IR结果表明:当n(M²⁺):n(M³⁺)=3,n(Eu³⁺):[n(Al³⁺)+n(Eu³⁺)]=5%~50%,pH=10±0.1条件下进行多种离子共沉淀,并经100℃、12h水热处理后均可得到结晶好、纯度高的镁铝铕类水滑石;MgAlEuCO₃-HTlcs保持了水滑石的层状结构,在600~900cm^-1、1250~1350cm^-1和3420~3480cm^-1有红外吸收;荧光光谱测试发现掺杂稀土Eu³⁺离子的MgAlEuCO₃-HTlcs具有Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J特征光谱。稀土Eu³⁺成功地插层组装进入HTlcs层板,MgAlEuCO₃-HTlcs化合物是一种具有选择性红外吸收和红色发光性质的双功能材料。     

密度泛函理论预测微量元素在Al(100)表面的偏聚

通过周期性层状模型, 利用密度泛函理论预测了微量杂质元素原子M(M=Fe, Si, Mg, Cu, Mn, Ga, In, Sn, Pb)在高纯铝箔(100)表面的偏聚趋势. 计算得到表面偏聚能与已有实验结果相吻合. 表面偏聚能由表面取代的微量元素原子M的位置、原子半径和金属的表面能决定. 当表面偏聚能为负时, 微量元素原子M在表面偏聚, 反之则杂质原子不发生表面聚集. 微量元素原子在铝箔表面偏聚可以使铝箔表面产生大量的缺陷和位错, 它们在铝箔腐蚀时容易成为腐蚀的形核起点, 进而增加铝箔的腐蚀发孔密度.     

含Pb铝合金表面的电化学溶解趋势

利用一个简单层状模型通过第一性原理的密度泛函理论研究了表面Pb含量变化对Al(100)表面Al原子的化学势和电化学溶解电势的影响规律.计算结果表明,当表面层Pb含量为1/9、1/4、1/2和3/4 ML(monolayer)时,与纯铝相比,表面Al原子的化学势分别升高了0.13、0.17、0.57和0.64 eV,表面Al原子的溶解电极电势分别偏移了-0.04、-0.06、-0.19和-0.21 V.溶解电势向负方向偏移,表明含Pb的Al(100)表面的Al原子在更低的电势条件下就可以溶解了.同时,表面Pb含量不同会引起表面Al原子向内不同程度的弛豫,导致表面Al的化学环境和表面结构发生变化,进一步表明金属表面原子的化学势和溶解电极电势受原子周围的化学环境的影响.表面Mülliken电荷布居分析证实,随着表面Pb含量增加,Pb原子与Al原子之间的电荷交换作用增强,使表面Al原子总的负电荷数增加,导致表面电位下降,表面功函数也减小,也促使Al表面更易于发生电化学腐蚀反应.     

In在Al(001)表面偏析的模拟

通过一种空位模型详细的描述了In在Al(001)表面的扩散偏析过程,利用周期性密度泛函理论方法计算了这个偏析过程中每步构型的能量和In原子扩散的能量壁垒,并对可能的偏析机理进行分析.结果表明:In原子从Al(001)表面第二层扩散偏析至表面层时,系统的能量降低了0.64 eV,最大的扩散迁移壁垒为0.34 eV;而从表面更内层向表面第二层扩散时系统能量基本保持不变,扩散需要克服的能量壁垒为0.65 eV,说明In原子在Al(001)表面只能由体内向表面扩散偏析.In在Al(001)的清洁表面具有强烈的偏析趋势,在热力学上是容易进行的. 关键词： 密度泛函理论 表面偏析 扩散 Al合金