反钙钛矿晶体Sc3AlN电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理的分子动力学方法,对立方反钙钛矿Sc3AlN的电子结构和光学性质进行了计算．系统分析了Sc3AlN电子结构和成键情况,并利用计算的能带结构和态密度分析了Sc3AlN的介电函数实部和虚部以及由它们派生出来的光学常数,即折射率、反射谱、吸收谱、光电导率和能量损失函数等．计算结果表明Sc3AlN属于导体材料,其价带主要由Al的2s2p,Sc的3d态电子构成,导带主要由Sc的3d态电子构成,静态介电常数ε1（O）=22．1,折射率n（0）=4．7．     

Ti-C-Al-Fe_2O_3反应体系的热力学及形成产物的分析

针对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合DSC及XRD分析,为研究该体系反应合成TiC,Al2O3提供了理论依据.计算结果表明：该体系在发生SHS反应时,可以生成TiC,Al2O3,Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等产物,但TiC,Al2O3的热力学稳定性要远远大于Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等相,因此,在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成TiC,Al2O3两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有TiC,Al2O3两种物质形成.     

Al2O3含量对烧结矿平衡相组成及特性的影响

为寻求烧结矿在Al2O3含量提高后冶金性能变化的内在原因,实验研究不同Al2O3含量烧结矿的平衡相组成、组元分布特性以及Al2O3对烧结矿物相结构、组成的影响行为,分析Al2O3含量对烧结矿冶金性能的影响。得出：烧结矿中Al2O3含量提高时,其全部进入铝固溶复合铁酸钙相并导致该矿物明显增加。该物相的化学组成可由w（Al2O3）=1．5％时的7．7CaO·13．6Fe2O3·Al2O3·3．4SiO2转变为w（Al2O3）=3．0％时的4．8CaO·11．4Fe2O3·Al2O3·2SiO2;磁铁矿相和粘结相硅酸二钙会随Al2O3含量提高而减少。这种改变使烧结矿的还原性能得到一定改善,但也是引起高铝烧结矿性能劣化的主因,对高炉顺行不利。     

喷射水泥中C_(11)A_7.CaF_2与C_4A_3含量的计算

推导出了一组计算熟料中 1 1 Ca O.7Al2 O3 .Ca F2 和 3Ca O.3Al2 O3 .Ca SO4含量的公式 .根据公式 ,可以通过调整硫氟比和配料中 Ca O,Si O2 ,Al2 O3 及 Fe2 O3 的含量 ,使熟料中形成的 1 1 Ca O.7Al2 O3 .Ca F2 和 3Ca O.3Al2 O3 .Ca SO4的量以及二者的比例达到设计值 .在实验过程中 ,运用公式计算出的 1 1 Ca O.7Al2 O3 .Ca F2 和 3Ca O.3Al2 O3 .Ca SO4的含量 ,与熟料的 X-射线衍射目估半定量分析值相比 ,偏差量仅为 (± 1 .0 ) ,证明了这种计算方法的简便性和准确性 .     

喷射水泥中C11A7·CaF2与C4A3S含量的计算

推导出了一组计算熟料中11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4含量的公式.根据公式,可以通过调整硫氟比和配料中CaO,SiO2,Al2O3及Fe2O3的含量,使熟料中形成的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的量以及二者的比例达到设计值.在实验过程中,运用公式计算出的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的含量,与熟料的X-射线衍射目估半定量分析值相比,偏差量仅为(±1.0),证明了这种计算方法的简便性和准确性.     

超细氧化铝的制备及应用研究进展

目的：探索超细Al2O3粉体的制备方法及应用前景。方法：对比了制备Al2O3粉体各种方法的优劣，综述了超细Al2O3的团聚机理及防团聚研究进展，介绍了超细Al2O3的特殊功能及应用前景。结果与结论：液相法将是制备超细Al2O3的主要方法，表面活性剂控制是防团聚的主要手段，超细Al2O3将促进我国电子和材料工业的发展。     

金属氧化物对水煤浆燃烧固硫的促进作用

中高硫煤制备成脱硫型水煤浆能有效的降低燃烧时二氧化硫的排放．为了提高水煤浆的固硫率，试验研究了金属氧化物对水煤浆燃烧固硫的促进作用．结果表明：Al2O3对水煤浆燃烧固硫有明显的促进作用．当ω（Al2O3）与ω（CaCO3）比为1：10时，水煤浆固硫率最高．Fe2O3和TiO2可促进固硫反应，提高水煤浆的固硫率．当ω（Fe2O3）和ω（TiO2）按1：1同时添加到水煤浆中，具有明显的协同作用，水煤浆固硫率提高约11％．     

Al2O3对PbTe微观结构和热电性能的影响

为研究Al2O3对PbTe微观结构和热电性能的影响,在Tl0.02Pb0.98Te材料中添加纳米Al2O3粉末,用高能球磨加热压方法制备了Tl0.02Pb0.98Te样品,并对样品进行实验分析。结果表明：添加纳米Al2O3粉末有效地强化了样品高温机械性能;同时,纳米Al2O3颗粒弥散分布在晶界,阻止热压过程中晶粒长大,使晶粒尺寸降低了约50倍;晶粒细化后界面增多,能更好地散射长波长声子;由于晶格热导率降低了约20％,Tl0.02Pb0.98Te（Al2O3）0．06样品的zr在723K时达到1．3。     

掺杂纳米Al2O3的石墨/Cu基复合材料性能研究

利用均相沉淀法制备了含石墨粉的纳米Al2O3，采用模压成型法制备了含有纳米Al2O3的铜质石墨复合材料，并研究了此复合材料的性能与纳米Al2O3质量分数的关系．根据实验结果分析了实验现象的原因，并由此得出：当纳米Al2O3的质量分数为4％时，其铜质石墨复合材料性能最佳。     

铸造/SHS法制备TiC-Al2O3钢基表面复合层的研究

采用Ti-C-Al-Fe2O3反应体系,结合自蔓延高温合成（SHS）和铸造两种工艺,制备TiC-Al2O3钢基复合材料.对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合XRD及DSC分析,为本体系合成TiC,Al2O3提供理论依据.热力学计算表明：在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成Al2O3,TiC两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有Al2O3,TiC两种物质形成.并对本体系的动力学进行分析,结果表明,紧实率为55%～65%的预制块,反应进行的最充分,钢液的浸渗能力最强;陶瓷增强颗粒尺寸随着过量Al元素的增加而逐渐减小并且分布更均匀.     

苯甲酸单晶的制备及晶体结构、能带结构和光学性质的第一性原理计算

合成了化合物苯甲酸(C6H5COOH),并通过X射线单晶衍射对其结构进行了测定。该化合物属于三斜晶系,P1-空间群,晶胞参数为a=0.515 6(8)nm,b=0.552 1(8)nm,c=2.204 9(3)nm,α=97.19°,V=0.622 8(16)nm3,Z=18。采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法的CASTEP计算模块研究了苯甲酸晶体的基态性质,包括几何优化后的态密度、能带结构和基本的光学函数。利用精确计算的能带结构和态密度,分析了苯甲酸单晶材料的反射谱、吸收谱和介电函数,为苯甲酸单晶材料在光、电领域的应用提供了理论依据。     

焙烧温度对S2O8^2-／Al2O3-Fe2O3固体酸催化性能的影响

制备S2O8^2-／Al2O3-Fe2O3型固体酸催化剂,用于催化乙酸和正丁醇合成乙酸正丁酯,采用TG／DSC、IR、SEM、XRD等对其结构和性能进行了表征,并研究了焙烧温度对其催化性能的影响。结果表明,不同焙烧温度对S2O8^2-／Al2O3-Fe2O3系列催化剂的结构和性能均产生一定的影响;随着焙烧温度的升高,酯化率呈先增加后降低的趋势,其中500℃焙烧的催化剂具有最佳的催化活性,其酯化率达到90．78％。     

助剂对Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂性质和催化性能的影响

研究了助剂MgO、TiO2、ZrO2等对CO2直接加氢合成二甲醚的Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂性质和催化性能的影响,并用XRD、XPS、H2-TPD、CO2-TPD、H2-TPR等手段进行了表征.结果表明,助剂不同程度地促进了CuO和ZnO的分散;降低了Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂的TPR还原温度;加入的助剂富集于催化剂表面,除ZrO2以外的其他助剂均降低了催化剂表面Cu原子的浓度;助剂对H2、CO2吸附中心有调变作用;活性评价结果表明,CO2的转化率与表面Cu原子的浓度和催化剂吸附氢的能力有关,ZrO2是CO2加氢制二甲醚Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂的优良助剂.     

掺镱钇钪铝石榴石透明陶瓷制备及性能研究

采用共沉淀法,以聚乙二醇为分散剂,制备Yb:Y_3Sc_2Al_3O_(12)陶瓷粉体。通过X射线衍射和SEM测试分析,研究不同pH、沉淀干燥时间对粉体制备的影响,得到粉体的最佳制备工艺为:煅烧温度1000℃,pH值为7,煅烧时间2h,干燥时间21h,陶瓷粉体平均粒径约为100nm。采用冷等静压-真空烧结技术,在1750℃烧结20h和在1450℃退火20h得到Yb:Y3Sc2Al3O12透明陶瓷。制备的陶瓷样品尺寸为?10mm×lmm,晶粒的平均粒径为10μm,平均透过率为43%,入射光波长为1100nm时,陶瓷样品的透过率为50%。     

Ni/纳米Al2O3微粒复合电镀工艺的试验研究

采用复合电镀的方法在45#钢表面制备获得Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层.利用正交试验法研究了电流密度、镀液pH值和镀液温度对Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层性能和沉积过程的影响.结果发现,它们对镀层沉积过程及其性能都有影响,但影响的程度和规律不同.最后综合考虑各因素,制订出Ni和纳米Al2O3微粒在45#钢表面发生共沉积的较理想工艺.     

反应条件对CuO／Y2O3-ZrO2-Al2O3催化甲烷燃烧性能的影响

采用溶胶凝胶法制备CuO／Y2O3-ZrO2-Al2O3催化剂。研究了反应气甲烷与空气体积比和反应气体流速对CuO／Y2O3-ZrO2-Al2O3,催化剂性能的影响,结果显示：VCH4：VAir=1：25且气体流速为1800Loh-1时,该催化剂具有较好的催化活性和高温热稳定性。     

Calculation of interaction of AlCl,AlCl_2 and AlCl_3 on Al_4C_3(001) Al_4CO_4(001) and Al_2CO(001) planes

To make sure the intermediate products of the carbothermic reduction of Al2O3 process, such as Al4CO4, Al2CO and Al4C3,and the interaction of AlCl, AlCl2, AlCl3 with Al4CO4, Al2CO and Al4C3, respectively, thermodynamic analyses were used to study the chloride reaction production of them under the vacuum situation. The stable structures and electronic properties of AlCl, AlCl2 and AlCl3 adsorbed on Al4CO4, Al2CO and Al4C3 were calculated by first-principles calculations by the CASTEP module in the Materials Studio program. The results show that the AlCl3 and AlCl2 molecules have decomposed on the plane of Al4C3(001), while there are no obvious decomposition of AlCl3 and AlCl2 on Al4CO4(001) and Al2CO(001) planes. The adsorption of AlCl on the Al4CO4(001)and Al2CO(001) planes is stronger than that on the Al4C3(001) plane. The interaction strength of AlCl3, as well as AlCl2, with Al4CO4,Al2CO and Al4C3 is in the sequence of Al4CO4Al2COAl4C3, while the interaction strength of AlCl with Al4CO4, Al2CO and Al4C3 is in the sequence of Al4CO4Al2COAl4C3.     

ZrO2/Al2O3复合载体中ZrO2的晶相和晶粒尺寸对Ni基催化剂性能的影响

用沉积-沉淀和溶胶-凝胶等法在扩孔后的Al2O3基载体上分别制备了不同ZrO2晶相和品粒尺寸的负载型纳米ZrO2／Al2O3复合载体，并用浸渍法制备了Ni／ZrO2／Al2O3．考察了纳米ZrO2品型结构和品粒尺寸对CO2重整CH4催化剂Ni／ZrO2／Al2O3的性能影响．结果表明，四方相ZrO2（t—ZrO2）有利于提高催化剂的表面吸附性能和催化剂的稳定性，同时t-ZrO2晶粒尺寸越小，活性物种的分散度越高，催化剂的活性好．     

氧化钛含量对氧化铝基涂层磨损性能和机制的影响

研究了TiO2含量对大气等离子喷涂Al2O3基涂层的晶体结构组成相、显微硬度、摩擦磨损性能和磨损机制的影响.选用重量百分比为0,13%,40%这3种TiO2含量参量,即纯A12O3,AI2O3-13%(wt)TiO2和AI2O3-40%(wt)TiO2陶瓷涂层.采用XRD分析涂层的晶体结构组成相,Vickers显微硬度计评价显微硬度.采用SRV摩擦磨损试验机,通过AISI52100钢球和A12O3陶瓷球2种材料本质差异甚大的对摩副,在干摩擦条件下评价涂层的摩擦磨损性能,并通过扫描电镜观察涂层磨损机制.结果表明,Al2O3基涂层的显微硬度随TiO2含量增加而降低;A12O3基涂层皆显示出抗磨性能随TiO2含量增加而降低,而与对摩副材质无关.涂层中含有TiO2无益于提高Al2O3基涂层的摩擦磨损性能.