功能无机材料的化学键、形貌及光电性能研究

从化学键概念的提出、发展历史及其实际应用的角度出发,系统地总结了化学键概念在功能无机材料结构与性能关系研究中的重要应用,同时指出化学键概念为我们研究无机化学、材料化学、固体物理以及物理化学等相关学科的分支或交叉领域提供了很好的研究手段。详细总结了化学键与晶体中离子电负性的关系、化学键与晶体精确结构的验证、化学键与晶体的生长习性、化学键与晶体缺陷、化学键与晶体的倍频效应等方面的研究进展情况。在理论研究方面提出了描述晶体材料结构与光电性能关系规律的Phillips-Van Vechten-Levine-Xue键理论;建立了描述晶体材料微观生长机理的结晶生长化学键合理论;构建了一个新的离子电负性模型,并计算了周期表中82种元素不同价态和配位数的电负性值,是迄今为止最为全面的电负性标度。在实验研究方面获得了形貌可控的多种功能无机材料、球形的ZnS@ZnO壳核复合半导体材料,发明了一些简便可大规模生产精细镁盐产品的工艺技术(国家发明专利ZL 2005 l 0045724.9、ZL 2005 l 0045725.3)。宏观意义上的晶体结构是指晶体的格点和格点上的组成离子。晶体的结构与其宏观物理性质是密切相关的,能够深入地...     

化学键模型与理论及其在材料研究中的应用

从化学键模型的发展历史及其实际应用的角度出发,系统地总结了化学键理论在功能无机材料结构与性能关系研究中的最新应用,同时指出其为研究无机化学、材料化学、固体物理等相关学科提供了很好的研究手段.详细总结了化学键模型与理论在晶体生长、晶体缺陷,晶体铁电物性、晶体结构分析和氢键等方面的研究进展.     

高效非晶合金析氢反应催化剂研究获进展

非晶合金(又称金属玻璃)是一类新型的多组元合金材料,具有独特的无序原子结构。与原子处于平衡位置的晶体材料不同,亚稳态的非晶合金表现出许多优异的力学和物理化学特性,吸引了材料科学和凝聚态物理等多个领域的广泛关注。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心柳延辉、汪卫华团队近期在非晶合金领域引入材料基因工程理念,发展了独特的高通量实验方法,实现了非晶合金新材料的高效探索,成功研制出Ir-Ni-Ta高温非晶合金新材料体系。     

光子带隙超材料研究进展

光子带隙超材料是一种可用于控制和操纵光传导的极具吸引力的人造材料,通常是由周期性电介质、金属、超导体等组合而成的微结构或纳米结构。光子带隙可理解为在晶体中传播的光在高、低介电常数区域的界面处发生多次反射而干涉相消,类似于固体物理中的电子带隙。针对近年来光子带隙超材料研究领域的几个热门方向——光子晶体光纤、光学拓扑态、Dirac点零折射率和带隙调制发光,从凝聚态物理学理论出发,通过与电子带隙和Dirac方程理论的比较和拓展,详细介绍了介质基光子晶体、光拓扑绝缘体、Dirac点多重简并、金属和发光材料与光子晶体构成的复合光子带隙超材料的研究进展和应用现状。光子带隙超材料灵活可调控的光学特性不但可以用于设计更高品质的传统光学器件,还可以获得自然界中不存在的奇特属性。我们相信随着现代科技的发展进步,多学科和多方向的交叉融合能够进一步拓宽光子超材料的设计思路,推进理论向实用转化。     

无机化学及固体无机化学物的应用发展

无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，固体无机化学是跨越无机化学、固体物理、材料科学等学科的交叉领域尤如一个以固无机物的“结构”、“物理性能”、“化学反应性能”及“材料”为顶点的四面体是当前无机化学学科十分活跃的新兴分支学科。     

重金属氧化物中红外玻璃与光纤损耗超低控制机理与制备技术获进展

近日,中国科学院西安光学精密机械研究所先进光电与生物材料研究室特种激光玻璃与光纤方向研究员王鹏飞团队在重金属氧化物中红外玻璃与光纤损耗超低控制机理与制备技术研究中取得进展。重金属氧化物中红外软玻璃低损耗制备技术和微结构光纤低损耗挤压成型关键技术的掌握,有利于推进材料学科围绕特种玻璃-光纤-应用一体化方向向前发展。     

陶瓷在钢铁工业中的应用及前景

陶瓷在人类生产进程中已有数千年的历史，是现代化建设和生活中不可缺少的一种材料，和金属材料、有机高分子材料一起被称为当代3大固体材料^[1]。陶瓷是用天然或人工合成的无机粉状物料，经过成型和高温烧结而制成的一种多相固体材料，一般由3种不同的相组成，即晶相、玻璃相和气相。晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷物理化学性质；     

玻璃态高分子材料的低温塑性加工实验探讨

通过对聚氯乙烯(PVC)和聚碳酸酯(PC)试样进行单轴拉伸,使其高分子结构实现了非平衡化,并观察了力学特性随时间的变化。研究了形变量及热历史对材料力学特性的影响,并对试样进行了差示扫描量热分析。结果表明,在形变后的短时间内,高分子凝聚态结构热力学非平衡程度高,高分子材料呈"软化"状态。而经过一段较长时间,与形变前相比,材料形变后的屈服应力、弹性模量等力学特性明显提高。这为利用材料形变后短时间其结构呈软化特性来实现固体高分子材料的低温成型,以及形变后长时间所发生的"硬化"现象来实现材料的高强度化,提供了实验性依据。     

中国人造石英晶体材料行业的现状与展望

晶体材料处于新材料发展的前沿,是当前信息时代的一个重要物质基础。近年来,各种晶体材料,特别是以单晶硅为代表的半导体材料及其相关的高技术产业的发展,成为当代信息技术产业的支柱。2001年10月,在济南召开的第一届海峡两岸晶体材料及其产业化研讨会上,海峡两岸晶体界的同仁们都深刻地认识到,晶体材料作为一种处于科学研究前沿的研究对象,不但有其丰富的科学内涵及研究价值,而且是一种亟待开发和利用的高技术资源。晶体材料的发展途径不仅仅是进一步深化其基础研究,更重要的是要将晶体材料的产业化提到一个新的高度。本期刊登此次会议中非集团烁光特晶科技有限公司总经理王忠作的“中国人造石英晶体材料行业的现状与展望”的报告和北京玻璃研究院葛云程研究员对于“无机闪烁晶体及其产业化开发”的介绍,希望能为读者提供一些思路与启示。     

消息报道

正合肥物质科学院铜纳米颗粒/石墨烯核壳结构材料催化研究获进展近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李越课题组和北京理工大学教授曲良体课题组合作,在核壳结构的纳米材料研究方面取得新进展,研制出构筑尺寸均一的石墨烯包覆铜纳米颗粒核壳结构的复合材料,其催化效率大幅提高,是金纳米颗粒的14倍。相比于单组分材料,由于核与壳的相互耦合,核壳结构的纳米材料(如以金属颗粒为核,无机或有机材料为壳)的部分性能会大幅度提高。以贵金属(铂、金、银等)纳米颗粒为核的核壳材料,被广泛应用于光学、电化学及催化等领域。然而,     

中国应用表面物理国家重点实验室

实验室密切注视国际学术界发展的新动向,适时拓展研究方向。开展了计算凝聚态物理、表面物理与工程、半导体光电子物理、表面与超薄膜磁性、光子晶体等5个方面的研究工作。主要研究内容包括：表面界面与电子态声子态理论,微结构和介观体系理论,化合物半导体表面的结构与电子态,半导体异质界面,用STM／AFM研究表面结构,硅基光电子材料与低维量子结构,     

发展材料科学的若干问题

能源、材料与信息是当代文明的三大支柱,材料又是其他两者的基础。能源的有效利用和开发常受材料的限制而不能实现;信息科学的高度发展,也只在半导体出现后才有可能。材料自古以来就是人类历史的重要里程碑,如石器时代、青铜器时代、铁器时代等,但成为一门科学仅是近二、三十年的事。几十年前,人们一直把材料问题看做一种工艺或技艺,谈不上科学。随着冶金学的深入研究,固体物理、化学、物理化学及力学等的进展,对材料性能和材料内部结构的关系逐步得到较深刻的了解,便形成了一门新的科学——材料科学。材料科学就是研究材料的组织、结构、性质、工艺功能的,它以化学、固体物理、力学、生物学等为基础,是一门多种学科交织在一起的边缘科学。     

环氧树脂及环氧树脂基固体浮力材料吸水性研究进展

综述了国内外对环氧树脂及空心玻璃微珠填充环氧树脂基固体浮力材料吸水性的研究,分析了导致其吸水的各个影响因素。结果表明:造成吸水的原因是环氧树脂基固体浮力材料中存在的极性基团与自由体积以及环氧树脂和玻璃微珠界面间存在的间隙;可以通过改进环氧树脂的配方以及使用硅烷偶联剂活化空心玻璃微珠来降低固体浮力材料的吸水性。最后对环氧树脂基固体浮力材料的研究方向进行了展望。     

金属玻璃的功能性应用及相关基础研究

金属玻璃是一类具有热力学非平衡特征和亚稳特性、以金属元素为主要组分、原子排列处于无序结构的固体材料。近年来,随着金属玻璃研究领域的蓬勃发展,涌现出很多新的研究方向和热点。简要综述了近期金属玻璃在化学反应中表现出的优异催化性能和高反应速率等相关的功能性应用和基础研究进展,主要介绍了金属玻璃在降解污水中的偶氮染料方面的功能性应用和基础研究。实验结果表明,镁基和铁基金属玻璃粉降解偶氮染料的效率分别达到商业晶态铁粉的1 000倍和200倍以上。而且,相对于液体雾化法制备的金属玻璃粉,用球磨粉碎法制备的金属玻璃粉反应活性更高,这可能与球磨金属玻璃粉比表面积增加、残余应力导致的反应激活能降低有关。最后对金属玻璃的功能性应用和相关基础研究的未来研究前景进行了展望。     

当今凝聚态物理研究的主要几个分支及研究进展

本文通过对凝聚态物理固体电子论中的关联区、宏观量子态、介观物理与纳米结构和软物质物理学这几个分支研究的一些内容还有对当今凝聚态物理研究的一些现象及其理论方法和已经取得的一些成就连同它们在器件和材料方面产生的作用和对未来影响的阐述,给出了这一基础学科对科学技术的影响和贡献,表明了凝聚态物理对现代科技的作用。     

复合玻璃用PVB中间夹层膜

为防止玻璃破裂飞散造成安全事故,人们采用了复合玻璃。这种夹层复合结构是由合成树脂制的弹性中间夹层材料,与两边的无机玻璃或有机玻璃层压复合成的。由于这种结构很好地调节了刚性玻璃和软质树脂之间的物性平衡和它们之间的粘附力,因而具有较高的抗穿透性和安全性。复合玻璃国外     

锂离子电池玻璃及玻璃陶瓷固体电解质材料研究

综述了固态锂离子电池用的玻璃及玻璃陶瓷固体电解质材料研究现状, 包括氧化物、硫化物及氧硫化物玻璃固体电解质材料和氧化物、硫化物玻璃陶瓷固体电解质材料的电化学性能, 并讨论了材料的结构和形貌对其电化学性能的影响, 以及全固态电池的性能, 最后对全固态锂离子电池的应用进行了展望.     

纳米晶体材料的合成

在材料科学和固体物理学中,早已发展和应用新的研究方法,并制备了具有新结构特征和性质的材料。金属玻璃、高温超导体或准晶体的发现代表了新结构特征和性质的材料。在纳米晶体材料的情况下,试图产生有新的原子结构和性质的固体。     

氟化物激光晶体及其在固体激光器中的应用

固体激光基质材料可以分为晶体、玻璃、光纤和陶瓷。相对于其他材料,晶体的优点表现在热导率高、荧光谱线窄、硬度比较大等方面,因而在固体激光器中获得了更广泛的利用。作为一类重要的激光基质材料,氟化物激光晶体种类多,研究活跃,一直是激光材料的热点之一。介绍CaF_2、LaF_3、MnF_2、ZnF_2、KMgF_3等激光晶体基质以及Nd、Er、Cr、Yb、Co等离子掺杂激光晶体,特别是MgF_2、YLF、LiSAF等激光晶体,探讨了这些材料的发光特性,并与YAG等常用氧化物激光晶体进行了比较。与其他激光介质相比,氟化物激光晶体具有自发荧光寿命长、折射率受温度影响小、热透镜效应小、热稳定性好等优点,决定了其在固体激光器领域特殊的应用价值。在对氟化物晶体的激光器应用分析基础上,展望了氟化物激光晶体未来的研究前景。     

电子显微学的过去、现状与展望

前言电子显微镜自1932年问世以来,经过半个世纪的发展,不但作为显微镜主要指标的分辨率已由开始时的一百埃提高到2—3埃,可以直接分辨原子,并且还能进行毫微米(10埃)尺度的晶体结构及化学组成的分析,成为全面评价固体微观特征的综合性仪器。电子显微镜在固体科学中的应用经历了三个高潮:首先是50—60年代的薄晶体中位错等晶体缺陷的衍衬象的观察;其次是70年代的极薄晶体的高分辨结构象及原子象的观察;还有就是近几年来兴起的分析电子显微学,对几十埃区域的固体,用X射线能谱及电子能量损失谱进行成分分析以及用微束电子衍射进行结构分析。这些成就无疑地将推动包括固体物理、固体化学、固体电子学、材料科学、地质矿物、晶体学等学科在内的固体科学的发展。