金红石TiO2基质中[MoO4]2-基团的上转换发光

在978nm激光二极管的激发下,Mo掺杂的TiO₂材料表现出很强的宽带上转换发光,该发光来源于[MoO₄]^2-基团的激发态³T₁,³T₂能级到基态¹A₁能级的电子跃迁,X射线衍射表明样品为金红石单一相,红外吸收光谱证实了[MoO₄]^2-的存在,由光电子能谱推测体系中还含有低价态的Mo离子,它们提供了上转换得以进行的中间态,高温下的氧化还原处理会改变低价Mo的数量,从而严重影响样品的发光行为。     

ZrSiO4/α-Al2O3反应烧结过程中非晶态物质的形成与演化

采用XRD和TEM等技术研究了ZrSiO₄/α-Al₂O₃反应烧结过程中非晶态物质的形成及演化.结果表明,1400℃莫来石开始形成时体系中的液相是富Al₂O₃的,随着温度的升高,ZrSiO₄分解速率加快及富Al₂O₃莫来石的形成,液相逐渐向富SiO₂方向演化.液相的形成及其演化与莫来石的形成密切相关.     

赤泥黑色玻璃晶化过程的红外光谱研究

本文利用红外吸收光谱（ＩＲ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）对赤泥黑色玻璃及其晶化过程的结构进行了研究．结果表明：赤泥黑色玻璃晶化析出主晶相为钙铁透辉石,次晶相为钙黄长石．玻璃网络中主要有 ＳｉＯ_４、 ＡｌＯ_４及 Ｆｅ^３＋Ｏ_４四面体结构单元,玻璃结构中具有和钙铁透辉石结构类似的近程排列,这个近程排列具有析出主晶相（钙铁透辉石）的先驱结构．随核化时间延长及晶化温度提高,红外最强吸收带朝低波数方向移动,吸收带强度随晶化温度的提高而明显增大．随Ｆｅ_２Ｏ_３含量增加,网络无序度增大,玻璃红外吸收谱带也向低波数方向移动．     

LiCl/SiO2-Al2O3薄膜的纳米结构和湿敏特性

通过溶胶－凝胶工艺制得具有良好湿敏特性的LiCl／SiO₂－Al₂O₃薄膜材料,利用XRD和AFM对这类薄膜进行了结构表征．结果表明,具有纳米分相结构的薄膜在全湿范围内阻抗值的变化＞3个数量级,阻抗的对数值与相对湿度的关系具有较好的线性度,吸湿响应＜30s,脱湿响应＜60s．     

PbBr2-PbCl2-PbF2-PbO-P2O5系统玻璃的热性质和化学稳定性

重点研究了ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－ＰｂＦ_２－ＰｂＯ－Ｐ_２Ｏ_５系统玻璃的热性质、耐水性和抗潮解性．结果表明：该系统玻璃的热膨胀系数较大,一般在 ２５×１０^－６°Ｃ^－１左右． ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－Ｐ_２Ｏ_５系统的玻璃具有较低的玻璃转变温度,可低达 １４６℃．加入 ＰｂF_２和／或 ＰｂＯ可显著提高玻璃的转变温度和密度,其中 ＰｂＯ对试样的影响更为显著． ＰｂＢｒ_２－ＰｂＣｌ_２－ＰｂＦ_２－ＰｂＯ－Ｐ_２Ｏ_５系统玻璃的抗潮解性一般较好。多数玻璃在水中的溶解速率可达１０^－５ｍｍ／ｄａｙ,具有较好的耐水性．     

K2O-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的分相与析晶

利用HREM和其它分析手段研究了含氟或含锆K₂O－MgO－Al₂O₃－SiO₂系统玻璃液滴状分相对成核的影响．实验中观察到成核首先从液滴相内部开始,根据晶核的电子衍射图样和晶格条纹数据结合晶面间距计算,分析了分相对成核的影响以及引起整体析晶的主要因素和析晶次序等．     

Al2O3-SiO2复合膜的制备与结构表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备无支撑体Al₂O₃-SiO₂复合膜.应用XRD、DTA-TGA、IR、BET等测试手段对复合膜的物相组成、热稳定性、孔结构进行表征.并且讨论了化学组成和煅烧温度对复合膜孔结构的影响.研究结果表明:550℃煅烧10h的复合膜物相组成为无定形的SiO₂和γ-Al₂O₃晶体,粒度大小在2-4nm之间,化学组成为Al₂O₃/SiO₂=3:2的复合膜在不同煅烧温度时,400℃煅烧的物相为γ-AlOOH和,γ-Al₂O₃,550-1150℃煅烧的物相为γ-Al₂O₃,1220℃煅烧的物相为γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃,1300℃煅烧的物相为莫来石相和α-Al₂O₃;化学组成不同的复合膜主要是由Al-O网络和Si-O网络构成,没有形成Al-O-Si网络结构;复合膜具有良好的热稳定性;化学组成和煅烧温度对复合膜的孔结构有一定的影响.     

As2Se3-AsTe-CuI系统玻璃的形成和结构研究

为了探索新的透红外材料,本文研究了As₂Se₃－AsTe－CuI系统玻璃的形成区,制备了一系列不同ASTe和CuI含量的玻璃．研究表明：该系统玻璃的形成范围相当大,AS₂Se₃－ASTe二元系统可以任何比例形成玻璃,AS₂Se₃－CuI和AsTe-CuI二元系统,当CSI含量分别达70和40mol％时,仍可形成稳定的玻璃,直径在20mm厚度在50mm以上的玻璃样品很容易得到．研究了部分玻璃样品的远红外光谱,结果表明：该系统玻璃的结构单元主要是：［AS（SeTe）_3-xI_x］（x＝0～3）、［As₂Te₄］和［CuI₄］,随玻璃的成分不同,这些结构单元的相对比例也不同,根据研究结果提出了该系统玻璃的结构模型．     

连续离子层吸附与反应法(SILAR)生长ZnO多晶薄膜的研究

采用连续离子层吸附与反应法(SILAR),以锌氨络离子([Zn(NH₃)₄]²⁺)为前驱体溶液,在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,以XRD和SEM等手段分析了薄膜的晶体结构和表面、断面形貌,考察了空气气氛下的退火过程对ZnO薄膜晶体结构与微观形貌的影响,并初步探讨了以SILAR方法沉积ZnO薄膜的机理.结果表明,经200次SILAR沉积循环,所得ZnO薄膜为红锌矿结构的多晶薄膜,沿<002>方向择优生长;薄膜表面致密、光滑均匀,厚度约800nm.退火处理使ZnO薄膜氧缺位减少,晶粒沿c轴取向增强;随退火温度升高,锌间隙原子增加;500℃退火时,ZnO薄膜发生再结晶.减小前驱体溶液的[NH₃·H₂O]/[Zn²⁺]比率可提高ZnO薄膜生长速率.     

微晶玻璃的制备与光谱特性

高温熔制摩尔组分为32CaO-12Y₂O₃-24Al₂O₃-31SiO₂-1Yb₂O₃的玻璃, 制得的玻璃于950、1050、1100℃三个不同温度进行热处理, 用XRD分析热处理后样品的相变, 用TEM观察1050℃热处理后的样品, 并研究了1050℃热处理前后样品的光谱特性. 研究结果表明: 玻璃在1050℃热处理后, 在玻璃中产生单一YAG相微晶颗粒; 热处理前后样品光谱特性的变化表明热处理后掺杂的Yb ³⁺离子择优进入到YAG晶格位, 制备得到了透明Yb:YAG微晶玻璃.     

Ultrasonic and structural features of some borosilicate glasses modified with heavy metals

A quaternary glass system \(\hbox {Na}_{1.4}\hbox {B}_{2.8}\hbox {Si}_{x}\hbox {Pb}_{0.3-x}\hbox {O}_{5.2+x}\), with 0 \(\le \) x \(\le \) 0.3, was prepared and studied by Fourier transform infrared spectroscopy, density and ultrasonic techniques to debate the issue of the role of \(\hbox {SiO}_{2}\) in the structure of lead alkali borate glasses. The results indicate that \(\hbox {SiO}_{2}\) generates an abundance of bridging oxygen atoms, [\(\hbox {BO}_{4}\)] and [\(\hbox {SiO}_{4}\)] structural units and changes the bonds B–O–B and Pb–O–B to Si–O–Si and B–O–Si. The latter bonds have higher bond strength and higher average force constant than the former bonds. Therefore, the glass structure becomes contracted and compacted, which decreases its molar volume and increases its rigidity. This concept was asserted from the increase in the ultrasonic velocity, Debye temperature and elastic moduli with the increase of \(\hbox {SiO}_{2}\) content. The present compositional dependence of the elastic moduli was interpreted in terms of the electron–phonon anharmonic interactions and the polarization of \(\hbox {Si}^{4+}\) cation. A good correlation was observed between the experimentally determined elastic moduli and those computed according to the Makishima–Mackenzie model.     

钠镁铝硅系统微晶玻璃的分相成核行为

本文以20Na2O、4CaO、12MgO、22Al2O3、4TiO2、38SiO2(重量百分比)组成玻璃为基础,制备了具有快速微晶化特性的钠镁铝硅系统微晶玻璃。分别采用差热分析技术(DTA)、X射线衍射技术(XRD)研究了不同热处理条件下玻璃分相成核的动力学、热力学和它们之间的依存关系。玻璃分相成核最大速率时的温度接近于923K。在成核温度的热处理对分相的放热行为有影响,成核导致系统自由能的降低与分相峰面积和峰值温度变化有关。用差热分析仪测量的玻璃分相的放热效应,是快速微晶化玻璃的重要特征,用XRD证实分相放热过程中没有微晶相产生。玻璃的分相过程为成核生长机理,采用修正kissinger方程求得玻璃分相活化能为310.445KJ/mol。     

一种组成的CaF2-Al2O3-SiO2系玻璃结构研究

使用DTA、IR光谱、Raman光谱、光电子能谱、XRD、SEM和EDAX等分析方法研究了一种组成的CaF2-Al2O3-SiO2系玻璃的结构，发现玻璃的结构是由［SiO4］和［AlO4］以顶角相连的方式构成基本网络骨架，Ca2＋处于网络间隙，F-有一部分取代O2-进入玻璃网络，另一部分停留在网络间隙，Al3＋也有一部分处于网络间隙．F-取代O2-进入玻璃网络，削弱了玻璃的网络结构，使玻璃发生了分相，其中一相富含Si4＋和Al3＋，另一相富含Ca2＋和F-，热处理时，CaF2晶体首先从这一相中析出．     

SiO2/TiO2复合气凝胶的孔道结构研究

为了在常压干燥下制备高比表面积且具有多级孔道结构的SiO2/TiO2复合气凝胶,以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为原料,利用低聚体聚合将分相平行引入到溶胶凝胶过程中,获得SiO2/TiO2醇凝胶,并通过溶剂替换技术实现气凝胶的常压干燥制备.不同硅钛比气凝胶的内部结构研究表明:合成的气凝胶是由纳米SiO2和TiO2颗粒分散复合而成的介孔块体,其中Ti—O—Ti、Si—O—Si和Ti—O—Si键相互交织.气凝胶的结构变化是分相与溶胶凝胶过程相互竞争的结果.Si含量能显著改善气凝胶的结构,当n(Ti)∶n(Si)为3∶1时,比表面积高达712.2 m2/g,平均孔径为3.36 nm;当n(Ti)∶n(Si)为1.5∶1时,复合气凝胶具有明显双连续孔道,比表面积高,同时孔状结构清晰.     

溶胶-凝胶法制备SiO2基光学玻璃薄膜的红外光谱研究

本文应用傅立叶变换红外光谱仪研究了组分、热处理温度对溶胶 凝胶技术制备的SiO2 、P2 O5 SiO2 、B2 O3 SiO2 以及P2 O5 B2 O3 SiO2 系统薄膜结构的影响规律。随热处理温度增加 ,薄膜中硅氧、硼磷氧、磷硅氧和硼硅氧网络逐渐增强。但薄膜中P2 O5和B2 O3 的含量存在一个饱和值 ,多余的P2 O5和B2 O3 掺入量不能有效进入薄膜网络中     

金属铝与K_4玻璃阳极焊的研究

在大气中对金属铝与K4玻璃进行了阳极焊焊接试验 ,并且分析了焊接过程的影响因素 ,热膨胀系数差异对异种材料阳极焊焊接质量有着重要的影响 ,发现金属铝与K4玻璃在大气环境下具有可焊性。利用扫描电镜 (SEM)、透射电镜 (TEM)和X射线衍射 (XRD)等手段对界面的微观结构进行分析 ,认为在K4玻璃与金属铝的结合面处形成了以Al2 SiO3或Si、Al、Zn、O、Na组成的复合物为主的过渡层 ,将K4玻璃与金属铝连接在一起     

热处理温度对熔融分相法制备纳米TiO2影响的研究

用熔融分相法制备TiO2光催化材料的原理基于通过调节分相结构控制析晶尺寸。本文重点研究在制备过程中热处理条件对玻璃分相与TiO2析晶及光催化效果的影响。试样的组成选在Na2O-B2O3-SiO2-TiO2体系的分相区域,1300℃熔融,在不同的温度下进行热处理,经酸处理后得到负载于富硅多孔玻璃的纳米TiO2光催化材料。结果表明为使分相尺寸与TiO2析晶速度相匹配,获得最佳的光催化效率,对不同组成的试样热处理条件以575～600℃／12h为宜。     

Synthesis of mono and bi-layer of Si nanocrystals embedded in a dielectric matrix by e-beam evaporation of SiO/SiO2 thin films

Si nanocrystals (ncs) were synthesized by e-beam evaporation of SiO/SiO₂ multilayer structures and subsequent annealing at high temperatures. We focused our attention on the possibility to manipulate the ncs dimension by changing the SiO layer thickness. Time of flight secondary ion mass spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy analyses of the annealed samples indicated that the thermal treatment induces a phase separation in the SiO layer. The formation of Si nanocrystals was confirmed by high-resolution transmission electron microscopy, although in the thinnest layers (below 2 nm) the Si clusters are probably amorphous. Preliminary results indicate that a similar approach is suitable also for synthesizing Ge nanocrystals.     

Study of Al2O3 effect on structural change and phase separation in Na2O-B2O3-SiO2 glass by NMR

The effect of Al₂O₃ on the structure change and the phase separation in Na₂O-B₂O₃-SiO₂ glass was investigated using ¹¹B nuclear magnetic resonance (NMR), ²⁹Si MAS NMR, and ²⁷Al MAS NMR together with infrared absorption spectroscopy and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The results show that the structure change from the introduction of Al₂O₃ contributes greatly to the inhibition of phase separation. First, the introduction of Al₂O₃ imparts an ionic character to the boron-oxygen network, resulting in the formation of B-O-Al-O-Si bonds and thus increases the compatibility of the silicon network with the boron-oxygen network. Second, the addition of Al₂O₃ causes the sodium ion to transfer from the boron-oxygen network to AlO₄ tetradedra, changing a number of four-coordinated borons into three-coordinated borons. As the bond energy of the four-coordinated boron is weaker than that of the three-coordinated boron, the -B-O-Si- bond with the four-coordinated boron in Na₂O-B₂O₃-SiO₂ glasses is easily broken and results in severe phase separation during heat treatment. However, the -B-O-Al- bond with the three-coordinated boron formed in Na₂O-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃ glasses is difficult to be broken due to the high bond energy. In addition, the silicon network in Na₂O-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃ glasses is also strengthened by the addition of Al₂O₃, which prevents [BO] groups from further aggregation. As a result, the tendency of the glass towards phase separation is greatly suppressed in the Na₂O-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃ system.     

Na2O-B2O3-SiO2-SnO2系统的分相与析晶

对Na2O-B2O3-SiO2-SnO2四元系统的分相与析晶进行了探讨．通过对不同组成点在热处理、化学处理各阶段的试样进行能谱分析、XRD分析及SEM分析，确认了SnO2分布在分相结构中的富硼碱相中；在该系统中SnO2晶体的析出有赖于分相过程；分相结构尺度限制了SnO2的析晶尺寸．试验结果表明，通过控制分相结构得到了负载于多孔富硅载体的纳米尺寸的SnO2材料．该材料具有较高的CO氧化催化活性．