计算结晶学:铝-尖晶石体结构与生长形态

现代计算技术向科学技术研究各个领域渗透,形成了诸多新兴交叉学科,在对结晶学发展历史和需要解决的基本科学问题作了分析之后,基于理论研究、晶体制备实验与数学建模计算三者必须紧密结合、互为依托的认识,提出了计算结晶学的构想,并以复杂氧化物晶体体系;铝-尖晶石晶体为例,通过选取晶体的基本结构单元,确定晶体结构的数学表达、进行生长基元稳定能计算并给出晶体的有利生长基元,描述晶体生长形态成过程等,阐述了计算结晶学的基体思想与研究方法,所得到的结论与水热法制备铝-尖晶石晶粒的实验结果一致.     

β-BaB2O4枝蔓晶的形成机理

晶体生长实时观察中发现了BBO晶体的枝蔓晶生长习性. 根据β-BBO晶体生长熔体的激光Raman高温光谱测试的结果, 指出了β-BBO晶体的生长基元为[B₃-O₆]^3-六边环. 随着熔体过冷度的增加, 六边环上的桥氧与Ba²⁺联结构成三联、六联分子. 在低过冷度的熔体中以[B₃-O₆]^3-六边环为主. 由于不同维度的生长基元往晶体m₁{10ī0}和m₂{ī010}各面族的叠合速率是不同的, 所以晶体形态会发生变化, 而且会导致枝蔓晶的形成.     

负离子配位多面体生长基元模型及其在

负离子配位多面体生长基元理论模型强调了晶体结构对晶体生长的影响, 并与晶体生长的实际条件有机地联系起来, 较好地弥补了以往晶体生长理论脱离实际的不足. 总结了晶体生长溶液与熔体结构的测定结果, 表明了晶体生长中存在着负离子配位多面体生长基元, 并且在不同过饱和度溶液或不同过冷度熔体中, 负离子配位多面体可以形成不同维度的聚集体. 并用该理论模型讨论了晶体生长中的尚未破解的一些疑难问题, 如: 枝蔓晶的形成、极性晶体生长习性及同质异构和异质同构晶体的形成等.     

水热反应条件二氧化锆同质变体的形成

直接选用氧氯化锆水溶液为前驱物,经水热反应得到粒度小且分布窄的单斜相二氧化锆晶粒. 但是,无论直接选用锆盐水溶液中加碱液得到的胶状沉淀为前驱物,还是将得到的沉淀进行分离、清洗及干燥后作为前驱物,水热反应产物都是单斜相和四方相变体的混合物. 随着介质pH值的增大,产物中四方相变体的含量、晶粒生长形态及粒度均发生变化. 水热条件下晶粒的形成分为“均匀溶液饱和析出机制”、“溶解_结晶机制”和“原位结晶机制”3种类型. 水热反应条件（如前驱物形式、介质的酸碱度等）的改变,使得晶粒的形成依据不同的机制进行. 这是产物物相、晶粒生长形态和粒度发生变化的原因.     

二氧化钛晶粒的水热制备及其形成机理研究

进行了ＴｉＯ２晶粒水热制备实验,水热条件下ＴｉＯ２晶粒同质变体的生成与反应介质酸碱度,前驱物有关,从“生长基元”模型出发,建立了ＴｉＯ２晶体各同质变体相应生长基元的空间格点图,进行了反应介质酸碱度不同情况下生长基元稳定能计算,结合制备实验结果,对水热条件下ＴｉＯ２晶粒同质变体的形成进行了讨论。     

水热盐溶液水解法制备纳米氧化钛粉体

纳米ＴｉＯ2粉体是一种用途十分广泛且用量很大的材料.常用于制作抗紫外吸收剂、高级化妆品、高档油漆、高级涂料、气敏传感器、催化剂载体、功能陶瓷材料等.目前工业上主要采用固相硫酸法和氯化法制备ＴｉＯ2粉体[1].但是用这两种方法制得的ＴｉＯ2粉体晶粒粒度大且晶粒粒度分布范围宽,不能满足各类高性能材料制备的需求.因此如何制备晶粒粒度小、晶粒分布窄、团聚轻且价格便宜的ＴｉＯ2粉体是一个急待解决的问题.水热法是一种制备优质陶瓷粉体的湿化学方法.由于水热法制得的粉体具有晶粒分布窄、团聚轻等特点,因此水热法一直受到人们的重…     

计算结晶学:铝-尖晶石晶体结构与生长形态

现代计算技术向科学技术研究各个领域渗透,形成了诸多新兴交叉学科.在对结晶学发展历史和需要解决的基本科学问题作了分析之后,基于理论研究、晶体制备实验与数学建模计算三者必须紧密结合、互为依托的认识,提出了计算结晶学的构想,并以复杂氧化物晶体体系:铝-尖晶石晶体为例,通过选取晶体的基本结构单元,确定晶体结构的数学表达,进行生长基元稳定能计算并给出晶体的有利生长基元,描述晶体生长形态的形成过程等,阐述了计算结晶学的基本思想与研究方法.所得到的结论与水热法制备铝-尖晶石晶粒的实验结果一致.     

新型弛豫铁电单晶体Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3的形貌与缺陷结构

采用改进的Bridgman法生长出了尺寸达 2 5mm× 2 5mm× 5 0mm的透明的、压电性能十分优异的弛豫铁电单晶体Pb(Mg1/ 3 Nb2 / 3 )O3 PbTiO3 ,其为纯钙钛矿相的三方或四方结构 .这些单晶主要显露 {0 0 1 }面 ,而 [1 1 1 ]方向的生长速度相对较快 .可以利用负离子配位多面体生长基元理论模型解释PMNT单晶的形貌特征与生长习性 .在光学显微镜和SEM下观察到了散射颗粒、气泡及负晶结构等宏观缺陷 .在对结构缺陷形成机制研究的基础上 ,通过调节生长参数 ,可以减少或消除这些缺陷 .用光学显微镜对三方相单晶的 71°或 1 0 9°电畴、四方相单晶的 90°电畴进行了观察 ,发现微畴 宏畴转变可由成分诱导并存在过渡区 ,分析了电畴结构的形成机理及与铁电相变的关系 .