Kr离子辐照磷灰石陶瓷材料Ca_(10)(PO_4)_6F_xCl_(2-x)(x=0,0.5,1.0,1.5和2.0)导致的非晶相变

采用传统的陶瓷烧结工艺制备了六方结构的多晶磷灰石陶瓷材料Ca_(10)(PO_4)_6F_xCl_(2-x)(x=0,0.5,1.0,1.5和2.0),并通过常规X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)确认其为单一相.然后,用800 keV Kr~(2+)在室温下辐照各磷灰石样品,辐照后的样品利用掠入射X射线衍射(grazing incidence X-ray diffraction,GIXRD)对其表面辐照损伤层结构进行表征.结果表明,当用Kr~(2+)对该系列磷灰石样品进行辐照时,所有样品都会发生从晶体到非晶体结构的转变,但同种辐照剂量下,该系列磷灰石样品中含F比例越高,Kr~(2+)辐照导致的非晶含量就越小,其抗辐照非晶转变能力越强.     

正交结构Gd_2TiO_5陶瓷材料的轻重离子辐照效应比较

钛酸盐Ln_2TiO_5因其优异的物理化学性能,可作为高放射性核废物(HLW)和锕系元素(钚)的重要候选固化材料之一.采用传统的陶瓷烧结工艺制备多晶正交结构Gd_2TiO_5陶瓷材料.样品经抛光后,在室温下用400keV He+和800keV Kr2+辐照.辐照后,样品结构变化利用掠入式X射线衍射(GIXRD)表征.结果发现:采用重离子Kr2+辐照时,样品Gd_2TiO_5发生非晶化转变现象,从结晶相转变为非晶相;而采用轻离子He+辐照时,在辐照剂量为1.0×1016 cm-2时,辐照样品几乎完全从正交结构转变为立方结构,另外,当He+辐照剂量为5.0×1016 cm-2,Gd_2TiO_5仍没有发生非晶化转变现象,但完全从正交结构转变成立方结构,同时,样品晶格体积收缩约3.0%.样品在高剂量He+辐照下没有发生非晶化转变现象可归因于400keV He+辐照引起的强电子能损抑制了Gd_2TiO_5的非晶化转变过程.     

中子辐照的6H-SiC单晶的退火回复特性

对6H-SiC单晶进行中子辐照(中子总剂量为2.85×1020 n/cm~2)后对其进行200~1 700℃的等时退火处理,利用X线衍射技术(XRD)观察和分析中子辐照对样品造成的损伤及其回复规律.通过研究(0001)晶面衍射峰的峰形和峰位置发现,等时退火处理后,辐照缺陷逐渐消失,晶体衍射峰的半高宽在200~600℃回复明显,在600~1 400℃没有明显变化,但在1 400℃之后又开始明显减小,最后接近辐照前的数值.而晶面间距d在200~1 400℃时持续减小,之后又随退火温度的升高而变大,最后接近辐照前的数值.通过对辐照损伤回复规律的分析认为,中子辐照使样品内部出现了大量点缺陷和线缺陷,而这些缺陷大多可以通过高温退火消除.     

重离子辐照下钨表面晶格缺陷的形成

用场离子显微镜研究以具有能量100keV的Ar离子辐照金属钨表面时产生的缺陷的分布及其与重离子辐照量之间的关系,得到了如下的结果:1.辐照量为1.13×10~(14)ion/cm~2时,只有最表面的一层晶格受到辐照破坏,而当辐照量达到2.26×10~(15)ion/cm~2时,第六层晶格已受到了辐照破坏;2.辐照引起的每层晶格原子的脱位数与该层晶格原子总数之比随着原子层数的增加按指数函数规律减少;3.辐照量与射入离子在钨晶体中的平均溅射深度存在着直线关系,而在离子平均溅射深度处,激活晶格原子的平均几率为0.3atoms/ion。     

激光辐照Fe78Si9B13非晶合金晶化研究

在CO2激光散光斑直径20mm的情况下,分别选择在不同功率静置的条件下辐照Fe78Si9B13非晶带实现部分晶化·用穆斯堡尔谱、X射线衍射和扫描电镜对原始非晶样品(Fe78Si9B13)和晶化后样品的微观结构进行了分析·结果表明:在CO2激光散光斑直径一定的条件下(20mm),分别选择激光功率250W和300W辐照非晶Fe78Si9B13样品20s,非晶样品可以实现约6%和9%的晶化·激光辐照非晶Fe78Si9B13合金的晶化相为αFe(Si),样品发生了织构现象,晶粒沿(200)面大量析出·激光晶化相产生在非晶带表面晶化层中·在其他条件一定的情况下,样品的晶化量随着激光功率的增加而增加·     

KBr∶Pb~(2+)单晶喇曼谱的温度演化及其机制

在液氮温度下对 x 射线辐照后的 KBr:Pb~(2+)单晶进行了喇曼研究.锻烧实验发现频移为161cm~(-1)和275cm~(-1)信号存在着温度相关现象.在绝对温度77K时161cm~(-1)信号占绝对优势,275cm~(-1)信号强度很弱.在锻烧温度为230K 时,161cm~(-1)信号变得极弱,而275cm~(-1)信号占绝对优势.161cm~(-1)和275cm~(-1)信号被分别指认为 KBr:Pb~(2+)单晶中的 Br_~-和 Br_~-色心的非弹性散射.     

高压对非晶态快离子导体(AgI)_(0.788)(Ag_2O·B_2O_3)_(0.212)性能的影响

研究了压力(高达10.9kbar)对非晶态快离子导体(AgI)_(0.788)(Ag_2O·B_2O_3)_(0.212)的室温电导率及晶化温度T_c的影响。压片样品的电导和压力的关系表明,随压力增加,其电导下降,而且在5.0kbar附近出现转折点.在室温13℃±2℃时,常压—5.0 kbar及5.0—9.0 kbar下的激活体积分别为1.34cm~3mol~(-1)和1.92cm~3mol~(-1)。样品经高压处理后在常压下的差热分析表明其T_c有所降低,而且压力愈大,T_c就愈低。     

中温固体氧化物燃料电池双钙钛矿PrBaCo2O5+δ作为潜在阴极的电化学性能研究

通过溶胶-凝胶制备双钙钛矿PrBaCo_2O_(5+δ)(PBCO)中温固体氧化物燃料电池阴极材料,研究结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)为四方结构.在100~850℃内,PBCO样品为金属导电机制.交流阻抗谱的测试结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)电极在800℃时的极化电阻为0.034 8Ω·cm~2.采用La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质为支撑体的单电池在800℃时的功率密度达到558.7 m W/cm2.     

离子辐照形成空心银纳米颗粒

离子辐照是控制金属纳米颗粒分布和结构的有效方法。将能量为200 keV、剂量为5×10^16ions/cm2的Ag＋注入到非晶SiO2中,形成Ag纳米颗粒层,再用能量为200和500 ke V的Ar＋辐照Ag纳米颗粒。Ar＋辐照后,在部分较大的Ag纳米颗粒中出现空洞,空洞的平均尺寸随着Ar＋辐照剂量的增加而变大。辐照前,Ag纳米颗粒在非晶SiO2中沿纵向呈近似高斯分布;辐照后,投影射程附近的较大的Ag纳米颗粒平均尺寸变大,而投影射程下面的小颗粒逐渐消失。结合Trim程序模拟分析结果可知,Ar＋辐照时的核能量损失和电子能量损失是影响Ag纳米颗粒尺寸分布和结构的重要因素。     

硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火,对注B 和注P 样品分别测量了经1100℃、15秒和1050℃、12秒退火后注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规热退火样品作了比较;结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小及易于推广使用等优点.对于100keV、1×10~(15)cm~(-2)P 注入样品,经1050、10秒卤钨灯辐照退火后,表面薄层电阻为74.8Ω/□;对通过920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)B 注入样品,经1100℃、15秒卤钨灯辐照快速退火后表面薄层电阻为238.0Ω/□;而经过950℃、30分钟常规热退火后,以上两种样品的表面薄层电阻分别为72.0Ω/□和245.8Ω/□.采用这种退火方法制作出了结深为0.10μm 的近突变P~ N 结,并测量了结深与退火时间的关系.     

PrBaCoCuO5+δ阴极材料在固体氧化物燃料电池中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了PrBaCoCuO_(5+δ)(PBCC)阴极.PBCC样品经1 000℃烧结10 h后已成纯相,为正交钙钛矿结构.其电导率经历了半导体到金属导电机制的转变.当测试温度为350℃时,电导率达到了最大值152 S·cm~(-1).当测试温度为700℃、750℃、800℃和850℃时,PBCC阴极的界面极化阻抗分别为0.197、0.101、0.056和0.032Ω·cm~2.其单电池的功率密度在850℃时为421 mW·cm~(-2).     

H~(1+)和He~(2+)激发Au靶的M-X射线辐射

利用兰州重离子加速器国家实验室提供的H~(1+)和He~(2+)的离子束入射Au靶表面,测量了激发靶原子的M壳层特征X射线辐射.实验结果显示:靶原子的特征X射线M_α和M_ζ产额以及X射线产生截面随入射离子的动能增加而增加,实验获得X射线产生截面数值与利用BEA近似、PWBA模型以及ECPSSR理论估算的结果相比较大,实验截面随动能增加的趋势同PWBA模型估算的趋势较为接近.通过进一步分析,我们认为:当入射离子接近高Z靶原子时,由于高Z靶原子的M壳层电子束缚能相对较小,使靶原子产生双重离化和多重离化,荧光产额显著增强,使X射线产生截面增大.     

Zn~(2+)-Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂Y_2O_3上转换发光性质的研究

利用固相反应法制备了Zn~(2+)-Er~(3+)-Yb~(3+)共掺的Y2O3红色上转换荧光粉,研究了Zn~(2+)的掺杂量对上转换发光性质的影响.结果表明,上转换荧光强度随着Zn~(2+)掺杂量增加而增加.Zn~(2+)掺杂量为12%的样品的红光强度比无Zn~(2+)掺入的样品红光强度提高14倍.通过对光谱的分析,解释了上转换发光机理,并对上转换发光增强的原因进行了讨论.     

二次煅烧制备铕掺杂钇铝石榴石粉体及其荧光性能

采用溶胶-凝胶法制备Eu~(3+)掺杂Y_3Al_5O_(12)的红色荧光粉,以不同的温度煅烧发现,在700℃煅烧的样品为非晶,已开始出现荧光性能,到1000℃时出现Y_3Al_5O_(12)纯相,随着煅烧温度的升高,样品的结晶度变好,晶粒长大,荧光强度增强,但温度达到1300℃时,样品的荧光强度稍有下降.对1000℃煅烧所得的样品进行低温二次煅烧处理表明,处理后的样品的物相和形貌无明显变化,但晶粒排列更有序,Eu~(3+)更均匀的置换Y~(3+)格点位置,同时也减少了表面缺陷,使荧光性能有明显增强.     

电子辐照对纳米Gd_2Zr_2O_7晶粒尺寸和结晶度的影响

利用能量为1.7Mev、注量在1015~2×1016/cm2的电子辐照非晶Gd2Zr2O7粉体、晶态Gd2Zr2O7纳米粉体和晶态Gd2Zr2O7纳米陶瓷,采用XRD测试手段对电子辐照前后的样品进行分析.结果表明,在此电子能量下,非晶Gd2Zr2O7粉体未出现晶化现象;部分晶态Gd2Zr2O7纳米粉体和纳米陶瓷在1016/cm2的注量下,结晶度提高,晶粒长大,辐照引起的退火效应占主导地位;结晶程度较高的Gd2Zr2O7纳米陶瓷在电子辐照下结晶度提高最大,平均晶粒尺寸也有明显提高.     

Ca缺位的Ca_(3-x)Mn_2O_(7-d)的结构、磁性研究

采用固相反应法合成了具有Ca缺陷的钙钛矿氧化物Ca_(3-x)Mn_2O_(7-d)(x=0.04,0.08,0.12).其空间点群由原来的正方晶系的I4/mmm转变为斜方晶系的Cmcm,而且其倾斜程度随x增大而变大.随着x增大,晶格体积逐渐减小,但是沿着平面轴向(co和bo)膨胀.样品的XPS图谱分析表明Mn离子处于Mn~(3+)/Mn4+的混合价态,Ca-O键在固定区间内震动.Ca缺陷导致Ca_(2.96)Mn_2O_(7-d)样品在低于350K时出现了明显的铁磁性.Ca_(2.92)Mn_2O_(7-d)样品在345K出现了一个很小的停顿.电子的离域和本地化可以用来解释上面的磁性反常现象.样品具有低维磁性行为,x=0.04、0.08和0.12时的交换积分J0的估算值分别为25.4K、22.6K和19.7K.发现在x=0.04,0.08和0.12样品的转变温度(115K)存在一个倾斜的反铁磁性转变,而且这一温度随x增大而减小的程度是非常轻微的.线性变化的Ca_(2.88)Mn_2O_(7-d)样品的H/M-T曲线与居里-外斯近似匹配.计算出的Curie-Weiss温度θCW为164K,有效磁矩μeff为2.36μB.     

γ-辐射对医用一次性防护服材料流变性能影响研究

为研究辐照剂量对医用一次性防护服材料流变性能的影响，对比不同γ-辐射剂量下医用一次性防护服材料流变性能的变化。结果表明：复数黏度[η^*]在辐照剂量30 k Gy时，低频区域出现明显的剪切稀化现象，并且低频的[η^*]高于未辐照样品；储能模量G′在辐照剂量30 k Gy时，低频区域G′最大；低频区域损耗角正切tan δ随着辐照剂量的增加而减小，体系弹性增加，呈现类液态向类固态属性转变；通过相角δ-复数模量[G^*]、Han′s、Cole-Cole、[η^*]-[G^*]这4种模型证明了材料由类液态向类固态转变；时间扫描随辐照剂量的增加G′降低；温度扫描未辐照和30 k Gy辐照样品的G′随着温度增加而降低，而50和70 k Gy辐照样品的G′随着温度增加呈现先降低后升高的趋势。本研究揭示了不同剂量γ-辐射对医用一次性防护服材料流变性能的变化规律。     

3 MeV 金离子辐照Ni60Nb40 非晶合金及Hastelloy-N 合金的辐照损伤研究

使用 3 MeV 金离子对Ni₆₀Nb₄₀ 非晶合金和Hastelloy-N 合金进行剂量为2.3×10¹⁵ cm^–2 和5×10¹⁶ cm^–2 的辐照实验。X 射线衍射(XRD)数据表明, Ni₆₀Nb₄₀ 非晶合金的非晶态在室温辐照下非常稳定, 而Hastelloy- N 合金在辐照后有明显的微观应变增加。同时纳米压痕分析表明, Ni₆₀Nb₄₀ 非晶合金的辐照软化和Hastelloy- N 合金的辐照硬化主要由原子移位损伤造成。使用原子力显微镜(AFM)测量半遮挡的辐照方法制造的肿胀台阶, 发现两种材料的辐照肿胀效应相差不大。扫描电子显微镜(SEM)观察发现, 室温条件下3 MeV 金离子导致Ni₆₀Nb₄₀ 非晶合金表面发生黏性流动的临界剂量大于2.3×10¹⁵ cm^–2, 而且发生线性流动的临界剂量具有不均匀性, 推测是由机械抛光时产生的表面应力造成。由于黏性流动可以有效修补表面缺陷, 所以Ni₆₀Nb₄₀ 非晶合金有希望作为抗腐蚀抗辐照涂层材料。     

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响,包括应力应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV,入射剂量分别为2.00×1013,6.01×1013,1.00×1014和2.00×1014cm 2。结果表明,离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等,这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响,如剂量为2.00×1013cm 2时,石墨烯中只存在两个单空位缺陷,但与完美石墨烯相比,杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa,拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa,并且缺陷个数越多,力学性能越差。另外,对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

Ni~(2+)含量对纳米晶Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4电磁性能的影响

以丙烯酰胺为聚合单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,通过高分子凝胶法制备了尖晶石型Ni_xZn_(1-x)Fe_zO_4(x=0,0.2,0.5,0.8和1)纳米晶.采用FT-IR,XRD,TEM和波导法对产物进行表征.结果表明,纳米晶Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4红外吸收峰的晶格常数和电磁性能强烈地依赖于Ni~(2+)含量,随着Ni~(2+)含量增加,红外光谱显示金属一氧离子(M-O)化学键的特征吸收峰出现了蓝移,该峰蓝移60 cm~(-1).通过TEM照片可知Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4的平均粒径随x的变化较小,x分别为0,0.5和1时,粒子的平均粒径分别为12,1...