高压穆斯堡尔谱学在材料科学中的应用

穆斯堡尔效应是原子核对γ射线的无反冲共振吸收和无反冲共振散射现象。这一现象是德国物理学家穆斯堡尔(R.L.Mssbauer)1957年在实验中发现的。穆斯堡尔效应对γ射线能量的变化是十分敏感的,它可以探测出γ射线能量小至10-~(11)eV~*的变化。由于产生穆斯堡尔效应的γ射线能量大多在10~4eV以上,因此,穆斯堡尔效应所能探测到的γ射线能量的相对变化可达10~(-15)。     

高能球磨法制备铁/聚四氟乙烯纳米复合材料

高能球磨法制备了铁 /聚四氟乙烯纳米复合材料 ,其形貌与结构采用高分辨透射电镜与穆斯堡尔谱方法进行研究 ,高分辨透射电镜照片显示铁颗粒周围有非晶状边界存在 ,铁粒子的平均粒径约为 8nm。穆斯堡尔谱结果表明有二价铁以及界面谱叠加在原有的α -Fe六线峰之上     

热释光剂量计刻度过程中有关电子平衡的Monte-Carlo模拟计算与实验验证

采用Monte-Carle模拟和实验测量的方法,开展在不同能量X射线辐照时LiF(Mg,Cu,P)热释光剂量计(TLD)达到电子平衡所需补偿材料厚度的研究.实验结果表明:模拟计算和实验测量的结果符合较好,在X射线有效能量为83 keV、118 key、208 keV时,均需在TLD照射面添加一定厚度的补偿材料,且厚度随能量不断增加.     

电气石晶体穆斯堡尔谱特征的聚类分析

利用穆斯堡尔谱,对比研究了广西、河北、内蒙、新疆等地电气石晶体中Fe离子的微观结构特征.首次尝试利用聚类分析的方法来揭示电气石晶体中Fe离子的价态和占位特征.研究结果表明,不同电气石的分类特征明显:河北、广西、内蒙电气石的穆斯堡尔谱特征类似,Fe离子具两种价态,分别占据Fe2+(Y)、Fe2+(Z)、Fe3+(Y)位;新疆电气石中Fe离子呈二价,主要占据Y位及在Y-Z位出现次近邻效应.     

转炉烟尘制备氮化铁磁性材料及其性能的研究

在NH3/H2气氛下对转炉烟尘进行了还原与氮化的连续处理,以穆斯堡尔谱学结合X光衍射方法对处理试样进行物相分析.实验结果表明,氮化温度为560℃,NH3/H2比小于11时,γ-Fe4N的含量超过70%,处理试样的比饱和磁化强度σs高达140emu/g,较原始样品的有明显增加.     

Fe-Cr-Co永磁合金的穆斯堡尔效应和铁磁共振的研究

本文利用穆斯堡尔效应和铁磁共振研究了不同热处理条件对Fe_(62)Cr_(23)Co_(15)永磁合金磁性能的影响。热处理分为淬火,淬火后时效和淬火后磁场热处理再加时效三种。实验结果表明,经过磁场热处理和时效处理的样品、磁矩都出现明显的取向,其中磁场热处理效应更为明显。由低温(约80K)和室温穆斯堡尔谱,观测到后两种处理在室温下的顺磁相,测定了谱参数和磁矩的平均取向角。比较了从圆柱形样品轴向(纵向,亦为一般加磁场方向)和横切取的薄片样品的共振磁场随角度的变化,实验结果也表明易磁化方向不在轴向。差热分析曲线在约660℃出现的放热峰,这为选择适当的磁场热处理温度提供了一定的根据。     

穆斯堡尔谱学在材料分析中的应用简介

穆斯堡尔谱学是新近发展的一种谱学技术,由于穆斯堡尔效应具有能量分辨本领高,测量方法简便,在基础学科研究和应用研究方面有着广泛应用。本文阐述了穆谱学中基本的参数,同质异能移,四极分裂,超精细场等。并通过对5Ni钢的应用,腐蚀产物分析,居里温度的测定等实例,介绍了穆斯堡尔谱学在材料分析中定量相分析,残余奥氏体的测定,同一相中不同原子和电子组态的分析,表面分析及磁性材料研究等方面的应用。     

用HXCF测量物质X射线质量衰减系数

X射线质量衰减系数是研究X射线的一个重要物理量,硬X射线探测器地面标定装置由于其单色性、稳定性以及其可测的绝对光子数,成为了研究质量衰减系数的一套理想装置.使用Cu、A12种不同材料分别在X射线能量为30 keV、50 keV、80 keV、100 keV和110 keV的情况下对其质量衰减系数进行测量,并将测量值与NIST的参考值进行了对比,得到了其标准偏差.根据NIST提供的质量衰减系数曲线,验证了Cu和Al在110keV处的质量衰减系数,为进一步研究做好了基础.     

铌酸锂晶体化学键性质研究

利用平均能带模型研究了ＬiNbO3晶体化学键性质,结果表明,铌氧键的共价性为０．２,锂氧键的共价性为０．４２,利用由共价性和极化率定义的化学环境因子h计算LiNbO3中Ｃr^3 的Ｒacah参数和ＬiNbO3中Ｆe^2 的穆斯堡尔同质异能位移均与实验值一致。     

Mossbauer spectra and magnetic properties study of CoFe2O4 nanoparticles prepared by hydrothermal method

用水热法在不同温度下制备结晶性较好、颗粒均一的CoFe2O4纳米颗粒,无需进一步煅烧。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）、穆斯堡尔谱仪和综合物性测量系统（PPMS）对不同温度下合成的样品进行表征。结果表明,随着合成温度的升高,CoFe2O4纳米颗粒的结晶性增强,粒径逐渐增大,样品的饱和磁化强度逐渐增强。当合成温度为500℃时,CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度达到64.1A.m2/kg,与块体的CoFe2O4（72A.m2/kg）接近。穆斯堡尔谱分析表明,当晶粒粒径超过了超顺磁性的临界尺寸,样品的超顺磁性消失,随着合成温度的升高,B位上Fe3＋离子的比例增高,磁性能增强。     

水热法制备CoFe2O4纳米颗粒及其穆斯堡尔谱与磁性能研究

用水热法在不同温度下制备结晶性较好、颗粒均一的CoFe2O4纳米颗粒,无需进一步煅烧。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、穆斯堡尔谱仪和综合物性测量系统(PPMS)对不同温度下合成的样品进行表征。结果表明,随着合成温度的升高,CoFe2O4纳米颗粒的结晶性增强,粒径逐渐增大,样品的饱和磁化强度逐渐增强。当合成温度为500℃时,CoFe2O4纳米颗粒的饱和磁化强度达到64.1A.m2/kg,与块体的CoFe2O4(72A.m2/kg)接近。穆斯堡尔谱分析表明,当晶粒粒径超过了超顺磁性的临界尺寸,样品的超顺磁性消失,随着合成温度的升高,B位上Fe3+离子的比例增高,磁性能增强。     

纽介堡方程计算精度的研究

研究了纽介堡方程的计算精度,即用不同尤尔-尼尔森系数n修正的纽介堡方程计算印品青、品、黄的网点百分比,然后讨论计算精度.实验发现,随着n值的增大,纽介堡方程计算精度降低,且黄色对n值最敏感.     

使用单能X射线辐射装置对CdTe探测效率的实验刻度

CdTe探测器对单能平行光子源的绝对测量之前,需要进行效率刻度。利用MCNP5蒙特卡罗模拟程序建立CdTe探测器物理模型,模拟计算了10~260keV能量段能点的本征探测效率,在10~60keV能量段探测效率高于75%。用单能X射线装置和HPGe探测器对CdTe探测器本征探测效率进行了实验刻度。结果表明,在10~100keV能量范围内CdTe探测器的模拟效率与实验效率趋势一致,最大误差不超过5.6%。因为Te元素在27keV和32keV处会产生逃逸峰,导致探测效率在这2个能量处有明显下降趋势。用241Am和133Ba放射源对CdTe探测器进行效率刻度验证,在能量为59.54keV和81keV放射源标定的探测效率与单能X射线辐射装置测量值相符。     

30~160keV单能X射线装置的单色性实验研究

单能X射线光源是由X射线光机、双晶单色器、标准探测器以及准直系统组成。X射线光机产生的连续X射线,通过与双晶单色器发生布拉格衍射完成单色化,调节不同的特定布拉格角度得到能量范围30~160keV的单能X射线。为了研究标定装置的能量展宽,需要对该装置产生的单能X射线的能量分辨率进行研究。结果表明Si(220)晶体产生的单能X射线的能量分辨率为0.91%@30keV和2.3%@70.6keV,Si(551)晶体为1.97%@80.1keV和3.45%@142.6keV。使用这套装置对溴化镧晶体探测器的能量响应进行校准验证,实验发现该装置的能量分辨率良好,可以应用在多种类型探测器的标定实验、X射线质量衰减系数测量以及多层膜反射率测量等领域。     

γ-Fe2O3/聚噻吩纳米复合材料的制备及其导电性能研究

采用单体聚合法以FeCl3为引发剂进行噻吩的聚合反应,得到了导电性好的γ-Fe2O3/聚噻吩纳米复合材料.红外、透射电镜、穆斯堡尔谱等研究表明γ-Fe2O3与聚噻吩之间有着一定的相互作用.复合材料的导电性明显高于纯的聚噻吩样品,随着γ-Fe2O3含量的增加,复合材料的导电性呈增大趋势.     

亚铁氰化锌对放射性废水中铜离子的吸附研究

采用共沉淀法制备了一种普鲁士蓝类似物——亚铁氰化锌(KZnFC),通过X射线荧光分析仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)表征分析,确定样品化学组成式为K1.11Zn1.53Fe(CN)6。采用静态吸附研究了亚铁氰化锌在不同吸附时间、用量、pH值、铜离子初始质量浓度条件下对模拟放射性废水硫酸铜溶液中铜离子的吸附影响,并通过透射电镜(TEM)和穆斯堡尔谱分析对吸附机理进行了初步探讨。实验结果表明:亚铁氰化锌对Cu2+在用量为100mg、pH值为4~7、室温等条件下,2h内去除率可达89.23%,吸附量可达121.86mg/g。KZnFC对Cu2+吸附前后的穆斯堡尔谱表明,此吸附过程主要是KZnFC中的K+同溶液中Cu2+进行离子交换反应。亚铁氰化锌对铜离子的吸附过程符合Freundlich吸附等温模型。     

6～70keV同步辐射X射线能量标定

为建立高注量率同步辐射X射线计量领域相关的国家标准,对同步辐射X射线能量标定方法进行研究。在北京同步辐射装置上选择6、10和20keV三个能量点进行实验,得到的传递探测器校准因子与辐射能量的关系曲线近似直线,变化趋势呈线性递减;在20keV能量点,不同直径光阑条件下进行的标定实验验证了传递探测器的校准因子与光源照射到基准电离室与传递探测器的光子通量有关。在上海光源上进行10～70keV能量标定实验,得到传递探测器的校准因子拟合曲线;10～20keV能量段的变化趋势与在北京同步辐射装置得到的校准因子变化趋势一致,30～70keV能量段的校准因子随着能量的增加而平稳缓慢增大。对各个能量点标定产生的A类不确定度进行评定,为后续建立国家计量标准同步辐射X射线空气比释动能量值传递体系提供了技术数据。     

光栅单色仪的波长标定实验研究

采用具有线光谱的氖灯和汞灯的谱线为波长标准,研究精密双光栅单色仪的波长特性.进行了波长标定、重复性和稳定性实验,重复性为0.005 nm,稳定性为0.035 nm.给出了相同缝宽设置下波长标定的不确定度评定.实验结果表明,被标定单色仪的波长修正值与波长基本上呈线性关系,并由此确定线性拟合方程.发现单色仪波长误差与狭缝宽度设置有关,对精密测量有不可忽略的影响.     

Y_2Fe_（17）N_y合金相结构稳定性研究

本文分析了Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金相的稳定性，用ｘ射线和高温穆斯堡尔谱进行了实验研究。结果表明：虽然Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金结构比较稳定，但仍为一亚稳相，因为当温度较高时，Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金将分解成更为稳定的ＹＮ化合物和α－Ｆｅ相。     

纳米软磁合金Fe76.5—xCu1.0NbxSi13.5B9.0界面非晶相的？…

主要采用穆斯堡尔谱学方法，研究了非晶晶化法制备的Ｆｅ７６．５－ｘＣｕ１．０－ＮｂｘＳｉ１３．５Ｂ９．０纳米晶合金中界面非晶相的显微结构。用穆斯堡尔热扫描技术测定了残余非晶相的磁有序温度ＴＣ。观察到非晶合金的晶化温度，磁有序温度和平均磁超精细场有规律性的变化。分析了纳米晶粒通过磁相互作用对界面非晶相的影响以及Ｎｂ在该系列合金中所起的作用。