纳米晶BaTiO3的高压研究

采用原位高压同步辐射X光衍射技术和Raman散射方法，对小于临界尺寸（120nm)的纳米晶BaTiO3(48nm)进行了研究，在实验压力范围内（0－21．2GPa,0-46.67GPa)，纳米晶BaTiO3始终处于稳定的立方相。     

Fe3O4纳米颗粒的制备和原位高压XRD研究

使用部分还原－共沉淀方法制备了平均粒径为3－11nm的球形Fe3O4纳米颗粒,以16：4：1的甲醇－乙醇－水混合溶液作为传压介质和均分散介质,利用金刚石对顶砧装置（DAC）研究了球形Fe3O4纳米颗粒的原位常温高压（0－31．8GPa)XRD谱和纳米颗粒的压致晶格结构变化。     

晶粒尺寸对锐钛矿TiO2相变压力的影响

采用在位高压Raman光谱和高压同步辐射能散X射线衍射技术，在室温下对晶粒尺寸为10nm的锐钛矿TiO2进行了压致相变研究，压力范围分别为42．9GPa和23．0GPa，实验结果表明，在16．3GPa TiO2发生了一次结构相变，由原来的锐钛矿结构变为α－PbO2结构（TiO2-Ⅱ），该相变是不可逆的。同体材料TiO2的高压相变结果比较，由于晶粒尺寸的效应，纳米尺寸的锐钛矿TiO2的相变压力明显高于体材料的相变压力。     

钙钛矿型复合氧化物LaFeO3纳米材料的穆斯堡尔谱研究

在室温下用Mossbauer谱研究了具有不同晶粒尺寸、不同压力下压实的纳米晶材料LaFeO_3。结果表明,70nm的常规LaFeO_3晶粒呈反铁磁性结构,12.4nm的LaFeO_3纳米晶是较弱的反铁磁结构和较强的超顺磁结构的叠加。纳米晶材料的界面/体相和超精细磁场随着压实力而改变。16nm的LaFeO_3纳米晶的所有变化均小于12.4nm的LaFeO_3纳米晶的变化。转靶XRD结果表明,经过不同压力压实的样品发生了晶粒碎化、晶间接触及位错等现象。     

氢气流量对类金刚石薄膜结构与性能的影响

采用直流/射频耦合反应磁控溅射法在Si（100）衬底上成功制备出类金刚石（DLC）薄膜。利用表面轮廓仪、Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪表征所制备薄膜在不同氢气流量下的沉积速率和化学结构,讨论了氢气流量对薄膜沉积速率和化学结构的影响;利用纳米压痕技术及曲率弯曲法表征薄膜的力学性能;利用扫描电镜和原子力显微镜表征薄膜的表面形貌与粗糙度。研究表明：随着氢气流量的增加,所制备薄膜的沉积速率逐渐减小,而薄膜中sp³键的含量逐渐增大。当氢气流量为25 mL/min时,薄膜中sp³键的含量为36.3%,薄膜的硬度和体弹性模量分别达到最大值17.5 GPa和137 GPa。同时,所制备薄膜的内应力均低于0.5 GPa,有望成功制备出低内应力的高质量DLC厚膜。随着氢气流量的增加,DLC薄膜的表面变得更致密光滑,且表面均方根粗糙度由5.40 nm降为1.46 nm。     

氧化石墨烯薄膜的自组装制备与伽玛射线辐照还原

通过改进的水浴自组装技术,制备出由氧化石墨烯纳米片组成的氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）薄膜,对该薄膜进行γ射线辐照后采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）对辐照前后的薄膜进行表征,分析辐照对GO薄膜的改性作用。结果表明,辐照后GO薄膜的层间距由0．94nm减小到0．80nm,薄膜中GO纳米片的平均厚度从1．69nm减小到0．86nm,证明了γ射线对GO薄膜良好的还原效应,使GO纳米片的层间官能团减少并导致了层间距和厚度减小。本文还探讨了γ射线辐照对GO薄膜的还原机理。     

超高压下CsBr的结构与相变

采用金刚石对顶压砧高压装置（DAC）、同步辐射X光源和能散法，对CsBr粉末样品进行了原位高压X光衍射实验，最高压力115GPa。观测到在53GPa左右压力下，CsBr的最强衍射峰（110）劈裂成两个峰，标志简单立方结构向四方结构的转变；在0至最高压力范围内（相应于V／V0为1至0.463)测量了晶轴比c/a；在115GPa内未观测到样品的金属化现象。     

层状钙钛矿结构锰氧化物Ca3Mn2O7的高压结构相变

利用金刚石压砧高压装置（DAC），对Ca3Mn2O7的粉末样品进行了高压能散X射线衍射实验。结果表明，由于岩盐层易被压缩，在压力作用下层状钙钛矿结构锰氧化物Ca3Mn2O7的结构不稳定。在0－35GPa压力范围内，Ca3Mo2O7晶体结构发生了两次相变。在1．3GPa左右，由原来的四方相变为正交相，在9．5GPa左右，又由正交相向新的四方相转变。     

氘化镱热分解研究

在400℃和初始氘气压力分别为6．53、3．41和1．32MPa下，通过镱与氘气反应，制备出D／Yb原子比分别为2．90、2．53、2．23的氘化镱样品。YbD2.90为面心立方结构，a0=0.5205nm，600℃解析后得到的产物YbD2.06为正交结构（a0=0.5870nm、b0=0.3572nm、c0=0.6794nm）和另一面心立方结构（a0=0.5233nm）的氘化镱。YbD2.53和YbD2.23均由正交结构和面心立方结构氘化镱组成。热分析结果表明：4种氘化镱样品的DSC曲线上均有3个吸热峰，分别是面心立方结构（a0=0.5205nm）、面心立方结构（a0=0.5233nm）和正交结构氘化镱的热解析峰；随吸氘原子比增大，相对应的吸热峰向低温方向位移。     

金属镱低压吸氘研究

在真空系统中的氘压低于0．1MPa条件下研究了金属镱的吸氘性能，并对不同原子比的氘化物的物相进行了分析。在常压、300℃下，金属镱吸氘不明显；400℃时，金属镱经较长时间活化后吸附一定量的氘；500℃时，镱升华。400℃时的吸氘实验结果表明：从活化至开始吸氘直至吸附平衡需很长时间；氘／镱原子比的高低与吸氘时间有关，饱和吸时的原子比最大为2．00；金属镱为面心立方（fcc）结构，a0=0.5492nm。具有不同原子比的氘化镱的X射线衍射（XRD）分析结果显示：氘化镱有2种结构，即面心立方结构（a0=0.524nm）和正交结构（a0=0.588nm、b0=0.358nm、c0=0.678nm）；金属镱吸氘后，立方结构氘化镱晶格常数及晶胞体积均发生收缩现象，收缩率分别约为4％和11％。正交结构氘化镱晶本积收缩约14％。     

一种Zr基核材料的制备工艺、结构及力学性能研究

采用直流磁控溅射法在纯Zr基片上制备ZrCu非晶合金膜形成复合材料,可望作为潜在的核材料。运用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜对其结构表征,最终选用非晶成分Zr65Cu35。对以Zr65Cu35成分合金靶制备的非晶膜及其镀覆在Zr基片上形成的复合材料分别进行力学性能测试。结果表明,ZrCu成分在Zr40Cu60-Zr80Cu20之间均为非晶基体,略含有少量的纳米晶颗粒,纳米晶颗粒尺寸在10 nm以下。且当Zr含量增加时,非晶馒头峰的中心位置由45不断左移,直到~31。另外,Zr65Cu35合金靶溅射时间为30 min的薄膜硬度最大,稳定时为7.7 GPa,其杨氏模量均稳定在~110 GPa,镀膜复合材料与相同尺寸的纯Zr基片相比,其抗弯强度、抗拉强度及塑性形变均有提高。     

有序介孔氧化硅薄膜制备及其TiO2组装

采用正硅酸乙酯（TEOS）作硅源，分别以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和两亲性三嵌段共聚物（EO₂₀PO₇₀EO₂₀）为模板剂，盐酸为催化剂，利用溶胶凝胶工艺（sol-gel），通过提拉法在常压下制备介孔氧化硅薄膜。XRD和TEM测试结果表明,介孔氧化硅薄膜具有高度有序性。分别以这两种薄膜为模板，通过向模板内压入TiCl₄液体，并用水解、高温热处理等方法，合成了直径为50~300nm的纳米TiO₂纤维，并用SEM对其进行了表征。纳米TiO₂纤维并不能形成于未去除模板剂的薄膜或未镀膜的基底上。纳米TiO₂纤维的形貌可通过调节介孔氧化硅薄膜的孔径大小来控制。经200~600℃高温热处理后，纳米TiO₂纤维呈锐钛矿结构。随着热处理温度升高，纳米TiO₂纤维的晶化程度增加。     

三聚氰胺(C3N6H6)分子晶体的压致结构相变研究

本文通过对三聚氰胺（C3N6H6）的室温高奈原位同步辐射能量散射X－ray衍射实验（EDXD），在14.7GPa压力范围内，观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1.3GPa下，三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相；在8.2GPa又转变为正交相。本实验结果为利用三聚氰胺碳氮有机分子晶体高温高压合成超硬C3N4共价晶体的研究提供了重要信息。     

LaFeO3纳米材料电四极超精细相互作用的TDPAC测量

采用时间微分扰动角关联方法测量了LaFeO3纳米中的电四极超精细相互作用。扰动角关联探针核57^140La-58^140‘4Ce由^139La(n,γ)^140La反应产生,实验只观察到一个La晶位的四极相互作用。在室温下20nm、40nmLaFeO3以及晶体LaFeO3的四极相互作用频率ω0分别为：687．4Mrad／s、698．3Mrad／s和742．9Mrad／s,频率分布宽度系数σ分别为：0．014、0．009和0．001,电场梯度不对称系数η=0。实验数据表明,电场梯度主轴与晶轴方向一致;样品具有菱方结构,晶体到纳米发生菱方向正交结构转变,纳米尺度越小,越趋于正交结构;由于邻近核的扰动,随纳米颗粒增大,四极相互作用频率分布宽度系数σ变小,晶体时最小。     

三聚氰胺（C3N6H6）的压制结构相变

本通过对三聚氰胺(C3N6H6)的室温高压原位同步辐射能量散射x-ray衍射实验（EDXRD），在14．7GPa压力范围内，观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1．3GPa下，三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相；在8．2GPa又转变为正交相。     

多波长数据线性组合分光光度测定法同时测定沥青铀矿中的U（Ⅳ，Ⅵ）

研究了偶氮氯磷Ⅲ与U（Ⅳ）和U（Ⅵ）显色反应的条件。结果表明：在酸性介质中，U（Ⅵ）和U（Ⅳ）可与偶氮氯磷Ⅲ显色，其对应配合物的最大吸收波长分别为688nm和670nm；每25mL样品的线性范围分别为0．70μg和0－60μ ,d 620-710nm波长范围内，吸附均具有良好的加和性，其磨尔光系数均在10^4L.mol^-1以上。采用多波长数据线性组合分光光度法处理数据，可同时求得U（Ⅳ）和U（Ⅵ）的含量，采用F^-C2O4^2--PO4^3-混合掩蔽体系消除干扰。经对合成水样及沥青铀矿中U(Ⅳ）和U（Ⅵ）的测定，证实该法精密度和准确度好。     

Fe—B超细微晶合金的正电子湮没研究

用正电子湮没技术对急地制备了Ｆｅ－Ｂ合金结晶态超细微粒（ＣＵＦＰ）的微结构进行了分析，寿命谱研究结果与正电子三态湮没模型相吻合，研究了Ｆｅ－Ｂ－ＣＵＦＰ的结晶与非晶两种结构的微缺陷，并推测Ｆｅ－Ｂ－ＣＵＦＰ聚集体（纳米晶膜）材料具有类原子气态微结构的可能性。     

氧化锡纳米晶气凝胶制备及其表征

介绍一种低体密度、高表面积、具有纳米量级骨架和晶粒尺寸的块状多孔氧化锡(SnO2)气凝胶的制备方法。场发射扫描电子显微镜（FESEM）表明,气凝胶是由大量纳米粒子堆积而成的三维多孔材料。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）表明,气凝胶的骨架粒子由平均粒径为2～3nm的纳米微晶构成。N2吸附表明,气凝胶具有较高的比表面积,约为355.65m2/g,通过该方法计算出的气凝胶的骨架颗粒粒径为2.4nm,与HRTEM结果吻合较好。     

钛酸钡中极化团簇的特征弛豫时间随温度的变化规律

BaTiO3中存在极化团簇已经被大量实验所证明,并且极化团簇的空间、时间信息以及随温度的演化信息对介电性质有着重要影响。因此探测BaTiO3中极化团簇的相关信息对于理解其功能和揭示相变机理具有重要意义。本实验利用光子相关谱方法,在精确温控的条件下,观测到BaTiO3中300nm周期长程极化团簇微秒量级的特征弛豫时间τc,并揭示了该时间在TC附近4K温度范围内变化的细节特征。实验表明光子关联谱是研究铁电动力学的有效方法。     

Y2O3压致结构相变的研究

本文采用金刚石对顶砧高压装置（DAC），利用同步辐射X－ray衍射，对Y2O3粉末样品进行了原位高压X－ray衍射实验，最高压力达到23GPa。在研究的压力范围内观察到两个相变。在12.8GPa压力点，Y2O3由稀土倍半氧化物的立方结构转变为单斜结构。在21.8GPa压力点，样品由单斜结构转变为另一个新相，但由于样品峰的消失，无法判断其结构。卸压后样品为单斜结构，说明Y2O3第一个压致结构相变为不可逆相变。