铈掺杂对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响

报道了铈掺杂对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响。用溶胶一凝胶方法制备了不同铈含量的TiO2纳米颗粒,在不同的温度下煅烧得到纳米样品系列。用X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)以及X射线吸收谱(XAFS)技术研究了铈离子掺杂和煅烧温度对二氧化钛纳米颗粒微结构的影响。结果发现：铈离子的掺入有效地抑制了二氧化钛纳米颗粒的生长和在高温下的相变。纳米颗粒“自相似”的分形结构与铈含量和煅烧温度有关。用核心-壳层模型描述了钛的近邻原子结构。     

SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构

用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了一组不同衬底温度的Mn掺杂ZnO薄膜。质子激发X射线荧光(PIXE)测量表明,薄膜中仅有含量为5 at.%的Mn,未见其它磁性杂质元素(如Fe、Co、Ni等)。同步辐射X射线衍射(SR-XRD)表明,这些Mn掺杂ZnO薄膜具有纤锌矿ZnO结构。SR-XRD和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)分析显示,薄膜中未发现Mn团簇或MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4等二次相,Mn原子是通过替代Zn原子而进入了ZnO晶格。     

荧光EXAFS研究镶嵌在SiO2中的Ge纳米晶的局域结构

用荧光扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)研究了磁控溅射法制备的镶嵌在SiO2中的Ge纳米晶的局域结构.结果表明,在Ge的摩尔分数为25%和60%的初始样品中,Ge原子主要是以非晶GeO2和Ge物相存在,其中在Ge的摩尔分数为25%的样品中,以GeO2物相为主.经1073 K退火后,样品中生成了Ge纳米晶.在Ge的摩尔分数为25%的样品中,Ge纳米晶只是来源于初始样品中的非晶Ge,而在Ge的摩尔分数为60%的样品中Ge纳米晶除了来源于初始样品中的非晶Ge外还来自于部分GeO2.进一步分析表明在Ge的摩尔分数为60%的样品中,有摩尔分数为20%的GeO2与来自衬底的Si发生还原反应生成Ge纳米晶.     

同位素稀释—火花源质谱法测定U3O8标样中8个微量元素

建立了同位素稀释-火花源质谱法(ID-SSMS)测定U_3O_8中微量元素的分析方法。本方法具有灵敏、直接、多元素同时测定及绝对测量等特点。工作中对测量线对、最佳稀释条件和导电介质等的选择进行了研究。方法经分析IAEA SR-54 U_3O_8杂质标样得到了验证,为我国核工业研制的U_3O_8杂质标样中Mo,Cu,Fe,Ca,Pb,Ba,K和Zn八个微量元素提供了定值分析数据,测定值与整体中位值相符情况良好。相对均方偏差平均为11%。     

铈基镧系氧化物的制备与晶体结构变化

通过制备和表征镧系元素的氧化物来模拟研究次锕系元素的混合氧化物固溶体的晶体结构。采用草酸盐共沉淀法和程序煅烧,得到了阳离子分布均匀的以CeO_2为本底的混合氧化物Ce_(1-x)Ln_xO_(2-x/2)(其中x∈[0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1];Ln=Nd、Sm)。利用红外光谱、拉曼光谱、热重分析和X射线衍射,表征了草酸盐前驱体(Ce_(1-x)Ln_x)_2(C_2O_4)_3·10H_2O的结构和特殊官能团,并使用X射线衍射法研究了Ce_(1-x)Ln_xO_(2-x/2)系列混合氧化物的晶体结构。结果表明,当固体氧化物中镧系元素含量较低时(对于Nd,x≤0.4;对于Sm,x≤0.3),可观察到典型的Fm-3 m萤石结构;当x较高(对于Nd,x≥0.5;对于Sm,x≥0.4)时,可观察到Ia-3立方结构。通过Rietveld方法计算晶格常数,表明其与平均阳离子半径遵从一种二次关系,这种二次关系是逐渐增长的平均阳离子半径和由于氧空位造成的O-O斥力减少综合作用的结果。     

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。     

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。     

同步辐射EXAFS研究FeCl3溶液中Fe离子的区域结构

EXAFS研究FeCl3溶液中Fe^3 的区域环境结构随溶液浓度的变化，Fe^3 的径向结构函数表明，随着FeCl3溶液的浓度降低，第一配位峰的距离逐渐缩短。当溶液浓度从3.0mol/L降到0.2mol/L时，配位距离减小0.014nm，但振幅峰强度以0.8mol/L浓度为最小，其强度比浓的或稀的FeCl3浓度的低约30％。结构参数拟合结果表明，0.2mol/L FeCl3稀溶液中Fe^3 的近邻配位为6个H2O的O原子形成八面体配位；3.0mol/L FeCl3溶液中Fe^3 的近邻配位为2个Cl^-和4个H2O中的O原子。0.8mol/L FeCl3溶液中Fe^3 的近邻配位有1个Cl^-和5个O原子。其结构无序相对较大，是Cl^-与O组成的扭曲八面体配位。     

钒调制钴-氮-碳催化剂氧还原反应性能

过渡金属氮掺杂的碳材料极有希望替代贵金属铂基材料成为重要的氧还原电催化剂,在储能材料和能量转换器件研究领域受到广泛关注.利用两步热解法和浸渍法设计了钒掺杂的钴-氮-碳催化剂,研究催化剂中钒对氧还原催化性能的影响.高价态钒的引入提高了钴基碳材料的催化活性.进一步通过X射线吸收精细结构(X-ray Absorption F...     

掺杂Y2O3的铁锡复合氧化物的穆斯堡尔谱学研究

采用化学共沉淀法合成α－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｎＯ２和α－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｎＯ２－Ｙ２Ｏ３的铁锡复合氧化物,应用Ｘ射线衍射和穆斯堡尔谱学等手段研究材料的微结构和微粒生长情况,实验结果表明,掺杂Ｙ２Ｏ３对晶粒生长有明显抑制作用,不同温度热处理可制得不同尺寸大小的纳米晶α－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｎＯ２－Ｙ２Ｏ３材料。     

不同温度下U_3O_8结构的XRD研究

在大气环境及25～850℃条件下，用X射线衍射(XRD)法研究了八氧化三铀(U3O8)的结构变化情况。在实验温度范围内发现，U3O8存在两种相结构，相变温度约为300℃。低于300℃时，U3O8为底心正交结构(Amm2)，在300℃附近转变为对称性更高的简单六方结构(P-62m)。在两种相结构稳定的温度范围内，U3O8的点阵参数随温度的增加呈现出规律性变化。     

红绿彩瓷之釉上彩的XAFS研究

红绿彩瓷是一种低温釉上彩瓷,从结构层次探讨其釉上红彩、绿彩、黄彩的呈色机理一直是古陶瓷研究的空白。采用X射线吸收精细结构(X-rayabsorption fine structure,XAFS)方法,测试分析红绿彩瓷中的红彩、绿彩和黄彩。结果表明,红彩中致色元素Fe主要为+3价,其局域结构与Fe2O3相近,最近邻配位为扭曲的八面体结构。透射电子显微分析证实其物相为氧化铁晶体。黄彩中致色元素Fe主要存在+2价和+3价,绿彩中致色元素Cu主要为+2价,两者均处于无序度较高的局域环境中,最近邻配位为O原子。     

用SPring-8同步辐射研究流体水银的结构变化和金属-非金属转变

随着从液态到气态的连续体积膨胀，在临界点附近，典型的液态金属水银经历了金属-非金属（M-NM）。在Spring-8的BL04B1高温高压实验站，利用同步辐射白光，采用能量色散X射线衍射（EDXD）方法，我们研究了流体水银从液体到稠密气态的宽广密度范围中的结构变化。实验方面，我们成功地开发出一个新的高压容器，它具有7个出射窗口用于收集散射X射线，测量的温度和压力上限分别是1700℃和2000bar，适合于在高温和高压下对流体物质进行能量色散X射线衍射测量。结果表明，流体水银的结构因子S(k)的精确性和可靠性有了很大的提高，并获得了流体水银的配位数和配位距离与密度变化之间的准确关系。我们发现，除了存在由配位数减少所导致的非均匀膨胀阶段之外，在水银的金属-非金属转变时还存在一新的均匀膨胀现象，即配位距离随密度减少呈线性增长阶段。基于这些新的结果，我们提出了流体水银的膨胀模型，并讨论了流体水银的金属-非金属转变与结构的关系。     

微波煅烧重铀酸铵制备U3O8工艺研究

基于重铀酸铵在微波场中的升温特性,研究了微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀的新工艺。探讨了微波功率、微波加热时间及物料量等因素对八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量的影响规律。研究结果表明,微波功率和微波加热时间对八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量的影响显著。在本实验范围内,微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀的最佳工艺条件为：微波功率700 W,微波加热时间10min,物料量60g。在最佳工艺条件下,八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量分别为84.62%和28.74%,其产品质量满足后续工序要求。微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀是可行的。     

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。     

Al2O3晶体的亚晶粒结构的同步辐射形貌分析

本通过比较两个不同晶体生长历史的温梯法Al2O3晶体,通过同步辐射衍射形貌相研究了晶体内部的完整性,在正常晶体生长条件下Al2O3晶体的FWHM仅为10弧秒,而在正常晶体生长受到间停电破坏时,Al2O3晶体内易出现亚晶粒等缺陷。其内在原因与温梯法晶体生长工艺有关系。     

同步X射线散射技术研究变温及拉伸后聚四氟乙烯的微观结构变化

聚四氟乙烯（PTFE）在变温及拉伸下的微观结构变化研究,对于其服役过程中的失效机制分析具有重要意义。本文采用同步X射线散射技术原位在线研究PTFE在变温处理（25～300℃）以及常温和变温（25～175℃）单轴拉伸下的微观结构变化。结果表明：PTFE的散射强度随温度而增加,不完全晶体逐渐熔融;常温单轴拉伸PTFE在低应变下分子链发生倾斜,片晶沿拉伸方向滑移和转动;在恒定应力的单轴拉伸过程中,随温度升高,PTFE中不完全晶体逐渐熔融,受应力作用片晶被破坏,在其发生α转变之后,其片晶由于非晶部分分子链运动的解冻而被进一步破坏。     

高压下La0.4Bi0.1Ca0.5MnO3中晶格畸变的研究

通过原位下的高压同步辐射X光衍射技术，对具有钙钛矿结构的La0.4Bi0.1Ca0.5MnO3中存在的Jahn-Teller畸变，进行了研究。实验表明在压力的作用下，样品中的畸变有所减小，超于理想的立方结构，并且在1．4GPa左右存在一个过渡相。