铜的亚氧化物Cu_(64)O的HREM研究

前已报导,用HREM研究铜的初期氧化时,发现在生成Cu_2O之前,还存在比Cu_2O含氧量低的Cu_4O、Cu_8O。本文报导的是比Cu_8O含氧量更低的又一种铜的亚氧化物Cu_(64)O。它存在于储存多年的铜粉中,也能在空气中加热铜粉生成。用JEM—200CX进行观察,通过电子衍射确定这种晶体为B心正交结构。通过结构模型的设计和动力衍射理论的计算,用模拟计算象和观察相比较的方法确定Cu_(64)O晶体的单胞内含有的128个Cu原子和2个氧原子的位置。图1给出Cu_(64)O的晶体结构和母体Cu的关系。粗线划出的为Cu_(64)O的单胞,晶格常数a=     

Bi—Sr—Ca—Cu—O系超导相中共生结构的会聚束观察

按照Bi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2的原子比制成Bi-Sr-Ca-Cu-O单晶样品,超导转变温度约为85K·采用会聚束及选区电子衍射的方法在 Philips EM420电子显微镜上对其结构进行研究,结果证明,这是一种正交结构·由图d的[001]带轴衍射图(EDP)可知单胞的a=5.4A,b=27.7A,而在c方向至少存在3种不同周期·较多的情况如图a所示:由全图及暗场的对称性可知其点群为mmm,箭头所指的一阶Laue环表明了[001]方向c=30A的周期排列。但在同一种样品中还发现了如图b和c中上下箭头所指的双重一阶Laue环现象,这显然是[001]方向不同周期排列共生所产生的效果计算表明,     

铜的亚氧化物Cu_4O_(1-0.25)的HREM研究

我们曾用HREM的方法研究铜的初期氧化物,确定了Cu_4O,Cu_8O和Cu_64O等几种初期氧化物的存在和结构。本文报导我们继续上述研究又获得的另一铜的初期氧化产物—Cu_4O_(1-0.25)。它比Cu_4O少1/4氧原子,可看作Cu_4O的缺氧结构。这种缺氧结构的氧原子排列有几种形式,它们具有相同的电子衍射谱,但HREM像的特征却不相同。本研究报导其中的三种,称其为α、β和γ型。Cu_4O_(1-0.25)是在与生成Cu_4O相同的氧化条件下生成的,常常可以观察到Cu_4O与Cu_4O(1-0.25)相毗邻存在。图1a是Cu_4O[100]取向的晶体结构投影,黑点表示Cu原子,圈表示氧原子的分布,圈中的数字表示氧原子的高度,小方框是Cu_4O单胞的投影。从图可知,处于O高度和1/2高度的氧原子列密度是相同     

高温超导材料Y_yV_(1-y)Ba_2Cu_3O_(9-x)的电子衍射分析

本文用透射电镜双倾台围绕某一密排点列旋转拍摄了一系列电子衍射谱图,然后利用几何构图法以及正空间和倒空间的关系,确定了高温超导材料YyV_(1-y)Ba_2Cu_3O_(9-x)的晶系和晶胞参数及可能的空间群,经研究该材料由相(主相)和相组成,它们皆为正交晶系,相的晶胞参数a=3.85A,b=3.26A,c=11.7A,相的晶胞参数为a=6.60A,b=5.35A,c=11.71A,可能的空间群为Pmmm或P222,同时,我们还将电子衍射和X光衍射结果相比较,二者十分接近,另外我们还结合Y—Ba—Cu—O体系的晶体学特征,讨论了α相、β相的晶胞参数和成分之间的关系,认为由于Y~(+3)、V~(+3)、Ba~(+2)离子半径差异较大,且含量不同引起了品胞大小和性能上的差异。     

含硅的钇石榴石(YAG)晶体结构象初探

自从钇铁石榴石(YIG)作为磁性材料,钇铝石榴石作为激光材料问世以来,石榴石结构材料的研究受到重视。研究表明,其空间群为Ia3d(O_h~(10))在单胞中24个八配位的Y处于(C)晶位,16个六配位的Al处于(a)位,24个四配位Al处于(d)位,96个氧处于(h)位,化学式为:8x[y_3Al_2(AlO_4)_3]最近发现,如果以N置换O,则Al可能部分地被Si置换而形成基元为y_3Al_2[(Al_(1-x)Six)(O_(4-x)N_x)]_3的含Si YAG。图1a、b为摄得的结构象之一,图1a对应电子束沿001方向入射,衍射谱如右上图。根据晶位绘出的[001]投影如左下角图。图1b中电子束沿111方向入射,相应的衍射谱及晶位沿[111]方向的投影在图中相应的位置上。样品的0.1由图初步可直接实证计算与观察符合良好。     

Cu—Zn—Al合金马氏体结构的电镜研究

一般认为Cu—Zn—Al合金电子浓度大于1.454时,马氏体为18R和2H两种类型的长周期结构,其基面(001)面上的原子有序排列,X射线分析初步判断18R型马氏体为单斜晶系,点阵参数为a=4.45A,b=5.29A,c=38.3A,β=88.7°。但X射线法难于肯定地排除它是基面原子无序排列,因而b与c都减半的9R结构,因为18R中的超结构反射强度非常弱。此外,还须区别β=90°的N18R与β(?)90°的M18R两种结构。为此,对Cu—Zn—Al合金中马氏体的结构进行了电子显微镜研究。     

安康矿无公度调制结构的研究

安康矿是近年在我国陕西安康发现的一种新矿物,其化学式为Ba_(0.827)(Ti_(5.827)V_(2.294)Cr_(0.053)_(8.174)O_(16)。X射线衍射测定其平均结构属四方晶系,a=10.118A,c=2.956A,空间群为I_4,并发现有沿c方向的一维无公度调制衍射。安康矿晶体结构属柱红石类型,与锰钡矿相类似,而锰钡矿中无公度调制结构的形成通常认为是由Ba原子填充在四方通道所引起的。图1a,b,c是沿安康矿[001]、[100]和[110]带轴的电子衍射图。由此可知安康矿沿c轴方向存在无公度调制结构,其调制波波矢(?)=(?)/2.27。     

一维长周期反铁电畴界的电镜研究(Ⅰ—电子衍射)

对于CuAuⅡ合金中长周期有序结构的研究表明,CuAuⅡ电子衍射谱中的卫星斑点是由于每5个有序单胞间存在反相畴界而造成的。不久后的晶格象直接观察证实了这一事实。在由Sn置换的钙钛矿结构的锆钛酸铅(PSZT)中也发现了类似的卫星衍射(图1及2)在图2b中存在的1/2 1/2 0弱衍射在图2a中即不存在。图2a的000—110衍射间有6个斑点而2b中有7个卫星点,根据有{1/2 1/2 1/2}超点阵判定其反铁电相的电偶极子具有图3所示的立方胞结构。类似CuAuⅡ的有序模型提出了图4的一维反铁电畴长周期结构。以M个反铁电胞为单元的边界上,由于是反相畴界,电偶极子作平行排列。对这种两相共存结构推导得的结构振幅表示式如(1)式:     

大别山榴辉岩中发现的Ti^0、Fe^0和FeTi合金相及其结构的确定

在中国大别山榴辉岩中,发现了金属钛(Ti0)、金属铁(Fe0)和铁钛合金,它们均以石榴石包体的形式产出。经TEM研究测量确定它们分别为:(1)Ti0属四方晶系,a=b=0·4263nm,c=0·2734nm,α=β=γ=900;(2)Fe0属面心立方晶系,a=b=c=0·7839nm,α=β=γ=900;(3)铁钛合金为面心方晶系,a=b=c=0·739nm,α=β=γ=900。钛和铁(特别是Ti0)是化学活泼性极高金属元素,极易与氧、氢、氮和碳等元素形成化合物。这是首次在柯石英榴辉岩中发现金属相组合(自然钛(1)、自然铁和铁钛合金)。在自然界很少见到自然铁和自然钛。特别是自然钛的出现更是罕见。自然铁常…     

ZrO2—6mol%Y2O3陶瓷中Y原子的选择成像

本文测定了ZrO2-6mol Y2O3陶瓷中新发现的两种有序相(Y0.25Zr0.75O2-x和Y0.5Zr0.5O2-y)的结构,并确定了能使Y原子亚单胞单独成像的条件.图1(a)是[100]取向的高分辨像(HREM),表明从立方相ZrO2(c-ZrO2)到两种有序相的结构变化.图1(b-d)分别是图1(a)中用字母C,L和O表示区域同一倍数的放大像.图1(a)中嵌入了c-ZrO2(左)和一种新相(右)的电子衍射谱(EDP).对HREM和EDP进行的计算机模拟结果表明,图1(c,d)以及图1(a)中右边嵌入的EDP均不能用c-ZrO2或在c-ZrO2中氧离子沿<001>或<111>方向发生位移的结构来解释.显然,这是新相的高分辨像.     

Bi2Sr2Can—1CunO2n＋4＋δ调制结构中的缺陷

众所周知,Bi系超导氧化物Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4+δ)晶体结构的特征是具有一维调制结构。其基本结构中的原子在位置和成份两方面沿[010]方向作周期性变化的结果,使(BiO)_2层中交替出现Bi密集和Bi疏稀的区域,形成a=0.54nm,b=2.7nm和C=2.46nm,3.1nm和3.7nm(对应于n=1,2和3的2201,2212和2223相)的调制结构。由于b和c较大,沿[100]方向较容易得到调制结构的晶格象。和一般晶体结构相类似,在调制结构中也会出现各种缺陷,我们利用[100]方向的晶格象。结合电子衍射图,研究了B_i系超导氧化物调制结构中的缺陷,讨论了它们的特征和作用。1.(001)90°旋转孪晶面(图1),一维调制使晶体对称性由四方降为正交,ab轴不等价,上部晶体沿[001]轴     

钛—锆合金系的中子衍射性能探讨

钛和锆的合金系属连续置换成固溶体。钛的热中子散射相位与锆的热中子散射丰位成及相关系。它们的散射方式分别是:b=-0.38×10_(-12)厘米;b=-0.62×10_(-12)厘米,含钛62％（原子）和锆38％（原子）的合金。在它的中子衍射图中不出现衍射峰。这时制作不希望出现热是子散射的装置时,是极为有用的。在同一元素的各同位素对热中子散射呈正负方位基础上,提出了同位素合金新概念。     

Cu—Ni—Be高导电耐磨合金时效析出的TEM研究

本文用TEM确定了Cu—Ni—Be合金时效时G·P区和γ’析出相(NiBe)是合金硬度、电导率变化的重要原因,同时确立了NiBe与母相之间的相位关系:(110)_P//(100)_M,[001]_P//[001]_M;惯析面为[001]。     

高临界温度超导材料BiSrCaCu_2O_y的电子显微镜研究

新的高Tc超导材料B:SrCaCu_2O_y具有两个主要的超导相,它们的超导转变温度分别为89k(称之为A相)和110k(称之为B相)。电子衍射分析得到A相和B相的平均结构都是正交晶胞。A相的晶胞参数为a=0.541nm。b=0.543nmc=3.07nm,B相的晶胞参数为a=0.541nm,b=0.543nm,c=3.68nm。图1 a、b分别是A相沿[001]和[110]方向的高辩象,沿b方向有无公度的调制,调制周期约为2.53nm。这种超导材料具有沿c方向的层状组织,并且A相和B相存在交生(图2)。此外也观察到沿c方向周期为2.48nm的铋锶钙铜氧化物。     

Tl—Ba—Ca—Cu—O体系超导相的会聚束电子衍射研究

在 Philips EM420上,用会聚束电子衍射(CBED)研究转变温度为114K超导材料 TIBaCaCu_3O_(6.5)。发现了两个超导相,属四方晶系。对应超导相的转变温度120K和90K,其点阵参数分别是a=5.47A,c=36.1A和a=5.47A,c=29.7A。点群4/mmm,空间群14/mmm。图a是c=36.1A相的[001]会聚束带轴图。其对称性为4mm,镜面在[100]和<110>方法,{200}和{400}暗场对称性为含一个二次轴的2mm,这意味着存在一个垂直[001]带轴的镜面,因而点群为4/mmm。第一个劳埃环投影到零层衍射位置,第二个劳埃环投影到零层衍射之间,这说明点阵是有心的.空间群是14/mmm。从高阶劳埃环的半径(G),可测得沿带轴方向的周期(H)。C~2=2KH     

Cu_3Ti-Ag-Cu活性金属封接法

在研究Ti—Ag—Cu法封接区域的物相转变的基础上,发展而成一种新的活性金属封接法—Cu_3Ti—Ag—Cu法。封接所使用的粉态Cu_3Ti,是从Ti—Cu或Ti—Ag—Cu合金中制取的。实验表明,Cu_3Ti—Ag—Cu法在封接强度、耐热冲击性能等方面均优于Ti—Ag—Cu法,平均封接强度可达1220公斤/厘米~2;对1毫米厚的无氧铜零件与95％Al_2O_3瓷的平封试验件,基本上能耐室温到500℃热冲击三次。封接样品经X射线分析,其过渡层为Cu_2(Ti,Cu)_4O。最后,对Cu_3Ti—Ag—Cu法95％Al_2O_3瓷与无氧铜封接的反应过程进行了初步的探讨。     

HREM测定K_2Nb_8O_(21)的晶体结构

K_2Nb_8O_(21)晶体属正交晶系,空间群为P2_12_12,晶胞参数a=3.75nm,b=1.25nm,c=0.396nm(1)由于晶体中有大量90°微畴,难以用x射线衍射方法测定其结构,本文用高分辨电子显微术先找出Nb和K原子的位置,然后定出晶体的结构模型。根据赝弱相位物体近似的象衬理论(2),当晶体的厚度超过其临界值时,重原子象衬为白,其余仍为黑。图     

用SEM研究Y系超导单晶的生长习性

本文报道用SEM观察研究R-Ba-Cu-O(R为Y、Gd、Tm)超导单晶的形貌、生长习性、生长台阶,并讨论了单晶生长过程。这些结果对超导单晶生长研究具有重要意义。高温氧化物超导单晶RBa_2Cu_3O_x是用自助溶剂法生长的,Tc(zero)为91K。图1为充分发育的超导单晶的形貌照片。(a)为YBa_2Cu_3Ox(b)为GdBa_2Cu_3O_x,(c)为TmBa_2Cu_3O_x。可见,发育良好的Y系超导单晶外形的矩形片状,具有相交为90°的方角。晶体外形反映了晶体的对称性——正交结构。显露的晶面为(100),(010),(001)等。其中(001)面最大,说明晶体沿C轴方向生长速度最慢。图2为发育初期的晶体,     

紫外双折射晶体α-BaB2O4的光学特性

偏硼酸钡晶体(BaB2O4)以高温相和低温相两种晶型结构形式存在,其晶型转变温度为925±5℃。其中低温相的β-BaB2O4(简称β-BBO)是一种优越的非线性光学材料,被广泛应用于激光领域,而作为高温相的α-BaB2O4(简称α-BBO)晶体属三方晶系,R3c,a=b=0.7235nm,c=3.9192nm,α=β=9...     

高介电材料CaCu3Ti4O12光电子能谱研究

采用固相反应法制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)高介电陶瓷材料,X-射线衍射的结果表明,制备的样品为体心立方结构,晶格常数a=0.737 8 nm。光电子能谱研究结果显示,在CCTO样品中出现了Cu3 和Ti3 ,O1s芯能级谱出现双峰特征。