三角帆蚌贝壳不同壳层与其珍珠中文石微结构及热处理研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线粉晶衍射(XRD)及热重差热分析(TG-DTA)对三角帆蚌的珍珠层、棱柱层、韧带与其培育的珍珠中生物成因文石的微结构及热处理行为进行较系统地对比研究,并进一步讨论引起不同壳层中文石红外频移及热处理行为差异的原因。结果表明:基于XRD粉晶衍射结论,三角帆蚌中不同壳层与珍珠中无机相均为生物成因文石;不同壳层中文石的热处理行为表现出相异性,粒径大小与不同壳层中有机质的含量应是导致上述贝壳不同壳层与珍珠中文石热处理行为差异的直接原因。     

贝壳珍珠层的研究现状

贝壳中的珍珠层是由占壳重95%的CaCO3晶体和占壳重仅5%的有机体构成的一种优异的天然纳米复合材料.对珍珠层的研究现状和最新进展进行了评述.重点介绍了珍珠层形成机制中的隔室说、矿物桥说、模板说和多模板二步成因假说等4种学说,及裂纹的偏转、纤维的拔出、有机质的桥连、矿物桥机制和凹凸镶嵌结构等5种增韧机理,简述了珍珠层的组成和微结构,指出了珍珠层研究中有待解决的问题.     

淡水三角帆蚌贝壳珍珠质的同步辐射XRD研究

利用同步辐射XRD研究淡水三角帆蚌贝壳珍珠质的内应力和珍珠质中单个文石板片的微结构, 发现淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中单个文石板片内存在晶内有机物, 且该晶内有机物导致珍珠质层中产生拉应力. 这一拉应力沿不同晶向呈现强烈的各向异性, 表明晶内有机物在文石板片内很可能以某一特定的方式排列. 同步辐射XRD图谱的线形分析进一步证实淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中的晶内有机物吸附于文石板片的(002)晶面. 这些研究结果将促进珍珠质矿化及强韧化机制的研究, 为设计高性能无机-有机复合材料及培育珍珠提供科学的根据.     

贝壳珍珠层生物矿化及其对仿生材料的启示

贝壳珍珠层作为一种典型的生物矿化材料而备受关注. 本文综述了贝壳珍珠层结构及其文石晶体的结晶学取向, 概述了贝壳珍珠层成因的生物矿化机理. 同时介绍了贝壳珍珠层特殊的组装方式在仿生材料方面近年来的研究进展, 认为选择合适的有机物,使其自组装成各种超分子结构作为无机物沉积的模板, 是仿生合成的关键.     

磁控溅射SiC/W纳米多层膜的微结构研究

用磁控溅射法在Si基底上制备了不同调制波长的SiC／W纳米多层膜。利用小角度X射线衍射技术（LXD），详细研究了其中典型的多层膜的调制周期性，各子层的厚度及界面平整度等界面微观结构。结果表明：磁控溅射法制备的纳米多层膜具有较好的周期结构及陡峭的界面梯度，由衍射峰位置计算出的界面不均匀度与子层厚度之比一般在5％以内。另外，对于小角度X射线衍射谱线中的所谓峰分裂现象进行了分析和计算。     

天然金刚石晶体中层错的X射线形貌研究

利用Ｘ射线形貌术Ｌａｎｇ法对辽南天然金刚石晶体中层错进行了研究,详细讨论其层错类型,确定层错面及其矢量。     

三角帆蚌珍珠质层结构和珍珠质涂层的研究

利用扫描电镜和光学显微镜对三角帆蚌贝壳和珍珠的珍珠质层微观结构进行了分析研究, 发现贝壳的珍珠质层中存在异常的结构带, 主要有柱状珍珠质带, 针状晶体带以及棱柱状晶体带. 其中柱状珍珠质带中, 单片文石板片的厚度超过1μm, 是正常珍珠质中文石板片厚度的两倍. 而对正常珍珠的珍珠质层的大量观察却未发现类似的异常结构. 分析认为这可能是因为贝壳珍珠质的矿化微环境与珍珠的珍珠质矿化微环境不同导致的. 并利用圆柱形珍珠囊在钛金属牙种植体表面制备的珍珠质涂层具有沿整个圆周面均匀生长的特点.     

密堆六方纳米ZnO的X射线衍射表征与研究

X射线衍射(XRD)实验发现密堆六方纳米ZnO的hk0、h-k=3n的衍射线, 仅存在微晶宽化, 而h-k=3n±1的衍射线, 无l=偶数、l=奇数的层错选择宽化效应. 为了表征这种纳米ZnO的晶粒大小和层错几率, 提出了分解纳米ZnO微晶-层错二重宽化效应的最小二乘法. 计算结果表明: 密堆六方纳米ZnO的晶粒大小和层错几率与制备方法、原料配比等有关.     

碳纤维中碳层面的积层结构解析

利用X射线衍射的傅立叶变换研究了低温炭化纤维、碳纤维和石墨纤维的碳网面阶层分布状态及随热处理的结构转变。结果表明:低温炭化与高温炭化纤维的晶粒厚度趋近,为1.6~1.8nm左右;但在石墨化过程中微晶尺寸迅速增长,石墨纤维中晶粒厚度大于8nm;低温炭化和高温炭化纤维中存在比例最高的是二层和三层分布,随着热处理的进行,二层、三层结构逐步向高层碳结构转化,最终形成了以三层间隔为主的碳网面结构分布状态。     

PDP中Mg1-xCaxO复合介质保护膜结晶取向研究

为了研究CaO的加入对MgO PDP介质保护膜晶面择优取向的影响,使用不同CaO含量的MgO CaO膜料,在不同的基底温度和沉积速率下进行电子束蒸发沉积,并对形成的Mg1-xCaxO膜进行了X射线衍射分析.结果表明,Ca含量越小,越容易形成〈111〉择优取向.在选取的所有基底温度和沉积速率下,纯MgO和Mg0.96Ca0.04O膜都形成了〈111〉晶面择优取向;Mg0.93Ca0.07O膜,获得最强的(111)衍射峰;而Mg0.9Ca0.1O膜中,在不同的工艺下,分别得到(111),(200)面以及无序多晶膜.通过X射线衍射分析还发现,在Mg1-xCaxO膜中,所有〈111〉择优取向的衍射峰2θ的位置比纯MgO向负方向移动0.2°～0.7°,而且x越大,这种偏移越大.     

热压云母微晶玻璃的晶体取向与力学性能

采用热压的方法,首次制备出具有择优取向的新型云母微晶玻璃．X光衍射分析（XRD）表明,热压后的材料中形成了｛00l｝＜uvw＞型丝织构.云母晶体的空间取向分布函数具有f（θ）=1-Aexp^-B/θ的形式。材料的织构型程度开始随热压形变量的增加而增加,当形变量超过一定值后,材料的织构程度基本保持不变;材料平行于热压方向的抗弯强度和断裂韧性一直随形变量的增加而增加．     

AlN薄膜取向程度与实验参数间的函数关系

反应溅射制备ＡｌＮ 薄膜时,薄膜的择优取向与众多的实验参数有关．建立晶面择优取向程度与溅射气压、靶基距、靶功率等重要实验参数之间的函数关系,避免了研究每一项参数对薄膜择优取向影响所需的实验次数的繁多,得到制备择优取向程度最佳薄膜的实验参数．同时,通过用该函数关系式计算得到结果与实验结果比较,发现两者具有很好的一致性．这一系列函数关系式的建立,对进一步设计新的实验方案、验证已有的实验结果以及制备良好择优取向薄膜都有着重要意义．     

一种测定晶体取向及其分布的简便XRD方法

提出了旋转定向测试法，其原理是使试样的在粉末X射线衍射仪上进行θ扫描的同时绕其端面法线自转，增加了晶面法线通过衍射平面的机会。通过这种方法可直观地区分取向多晶，准单晶或者单晶体，评定研制过程中准单晶和择优取向材料的晶体品质，确定单晶，准单晶及择优取向等材料的晶面相对宏观端面的晶向偏离角和取向分散度，还可对单晶体材料进行三维晶面定向。旋转定向法测试晶体取向具有快速简便，一机多用，精度高等优点，在电子、光学、磁性，机械等材料研究领域具在广泛的应用。     

聚丙烯腈原丝取向结构的定量表征方法

采用声速法及X射线衍射法对不同拉伸倍数聚丙烯腈原丝的取向结构进行研究。结果表明,声速法测定的聚丙烯腈原丝的取向系数和声模量均随拉伸比的增加而增加。用X射线极角扫描法(反射法)定量求出聚丙烯腈分子链沿拉伸方向的取向分布函数(ODF)及取向系数〈Pn〉,结果表明〈Pn〉随拉伸倍数增加而增加,以近仿射形变理论计算的取向分布q(χ)与实验数据N(χ)有较好吻合,同时确定了与有效形变率λ有关的参数p和q值,以期达到通过控制加工过程中的拉伸倍数从而控制聚丙烯腈原丝取向结构的目的。     

热压氮化硅中晶粒的择优取向

本文以 X-衍射分析为主要手段,研究了热压氮化硅的晶粒择优取向生长。发现 β-Si_3N_4的两个主要衍射晶面(210)和(101)的生长与热压方向有关。(210)晶面在垂直于热压方向上具有最大取向度,而(101)晶面则在沿着热压方向的择优取向度最大。二种晶面的衍射强度,从垂直于热压方向到平行热压方向,呈单调变化。X光分析还表明这种取向生长是在相变过程中发生的。     

Amino‐Acid‐Induced Preferential Orientation of Perovskite Crystals for Enhancing Interfacial Charge Transfer and Photovoltaic Performance

Interfacial engineering of perovskite solar cells (PSCs) is attracting intensive attention owing to the charge transfer efficiency at an interface, which greatly influences the photovoltaic performance. This study demonstrates the modification of a TiO₂ electron‐transporting layer with various amino acids, which affects charge transfer efficiency at the TiO₂/CH₃NH₃PbI₃ interface in PSC, among which the l ‐alanine‐modified cell exhibits the best power conversion efficiency with 30% enhancement. This study also shows that the (110) plane of perovskite crystallites tends to align in the direction perpendicular to the amino‐acid‐modified TiO₂ as observed in grazing‐incidence wide‐angle X‐ray scattering of thin CH₃NH₃PbI₃ perovskite film. Electrochemical impedance spectroscopy reveals less charge transfer resistance at the TiO₂/CH₃NH₃PbI₃ interface after being modified with amino acids, which is also supported by the lower intensity of steady‐state photoluminescence (PL) and the reduced PL lifetime of perovskite. In addition, based on the PL measurement with excitation from different side of the sample, amino‐acid‐modified samples show less surface trapping effect compared to the sample without modification, which may also facilitate charge transfer efficiency at the interface. The results suggest that appropriate orientation of perovskite crystallites at the interface and trap‐passivation are the niche for better photovoltaic performance.     

贝壳珍珠层断裂过程的原位观察及其增韧机制分析

天然生物材料的组织结构特征及其与性能间的关系研究对于材料的仿生设计有重要意义.本文利用扫描电镜原位观察了受拉伸载荷作用下珍珠层中裂纹的萌生及扩展方式,并结合SEM和TEM技术研究了贝壳珍珠层微观组织结构,探讨了裂纹扩展过程中的增韧机制.结果表明,珍珠层相邻片层凹凸镶嵌互补,多边形文石晶体是由纳米级颗粒构成的多晶体.裂纹偏转,有机物桥联,纤维拔出,小孔聚结等多种增韧机制在裂纹扩展过程中协同作用,都源自珍珠层独特的微观结构,并提出片层的球冠型结构是导致珍珠层具有超常韧性的机制之一.     

氮化铝压电薄膜的晶面择优取向

采用直流磁控反应溅射方法 ,在Si(111)基片上成功地沉积了表面粗糙度小、组成均匀、以 (10 0 )面和 (0 0 2 )面择优取向的AlN薄膜 ,研究了溅射气压、溅射功率和靶基距对AlN薄膜结构及晶面取向的影响。结果表明 ,溅射气压低 ,靶基距短 ,有利于以 (0 0 2 )面择优取向 ;相反 ,溅射气压高 ,靶基距长 ,则对 (10 0 )面择优取向有利 ;溅射功率过高或过低均不利于晶面择优取向。并从Al—N化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度探讨了AlN压电薄膜晶面择优取向。     

超声喷雾热解法制备ZnO薄膜及性能研究

以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,使用自制的超声喷雾热解系统在玻璃基板上制备得到了ZnO薄膜.经X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析得到ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌.测试结果表明,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,在450～500℃下制备的薄膜显示出良好的结晶性能,并且沿(002)晶面择优取向生长,薄膜具有优良的均匀性和致密性.同时,制备得到的薄膜在可见光区也表现出80%以上的高透过率.