王敏:高压下Y2O3/ZrO2的电输运性质与结构研究论文

王敏:高压下Y2O3/ZrO2的电输运性质与结构研究论文

本文主要研究内容

作者王敏(2019)在《高压下Y2O3/ZrO2的电输运性质与结构研究》一文中研究指出:ZrO2固溶体具有硬度高、熔点高以及耐磨性好等优良特性,在陶瓷刀具、氧传感器件、人造牙齿和陶瓷隔热层等方面有着广泛的应用。ZrO2固溶体的优异性能与其结构和电输运等特性密不可分,因此开展相关的物性研究对于ZrO2的应用具有重要意义。压力可以通过压缩原子间距,改变物质的晶体结构和能带结构,从而为物质带来新的特性。本论文中,我们利用高压原位阻抗谱方法和同步辐射X光衍射技术,研究了高压下Y2O3/ZrO2固溶体的电输运性质和结构变化,目的是了解Y2O3/ZrO2固溶体的相关物性在压力下的演化规律,发现新现象。研究得到如下结果:1、利用化学共沉淀法制备了具有立方相结构的Y2O3/ZrO2固溶体。X光电子能量谱(XPS)分析表明,样品由O,Y和Zr元素组成,元素分别对应O2+,Y3+,Zr4+状态,证明了合成的样品是Y2O3/ZrO2。样品中各元素比例为Zr:Y:O=19.88:24.62:55.5,XRD图谱与标准PDF卡片相符,样品结构:cubic,空间群:Fm-3m,a=5.138?。2、对Y2O3/ZrO2固溶体进行了高压原位交流阻抗谱研究。阻抗谱中只能看到一个半圆,说明样品的晶粒和晶界对交流信号的响应相同。随着压力的增加,Y2O3/ZrO2固溶体电阻不断减小。当压力增加到13.3GPa时,电阻突然变大。因此推测,样品在13.3GPa时可能发生了结构相变,但需要X光衍射实验验证。3、通过高压原位同步辐射X光衍射,发现在高压下,Y2O3/ZrO2固溶体的衍射图谱中没有衍射峰的消失或劈裂,也没有新衍射峰的出现。通过Rietveld精修,发现衍射峰位和立方相结构相符,说明Y2O3/ZrO2固溶体的晶体结构在我们研究的压力范围内稳定,始终保持立方相结构。晶面间距d和晶胞体积V随着压力的增加而减小,晶体变得致密。在13.1GPa,晶面间距d和晶胞体积V减小趋势变缓,体系发生等结构相变(二级相变)。根据二阶Birch-Murnaghan状态方程,我们对两个压力阶段的数据进行了拟合。当压力小于13.1GPa时,体弹模量B0=125GPa;当压力大于13.1GPa时,B0=290GPa,体弹模量增加了132%,材料变得更难压缩。体弹模量在13.1GPa这个压力点处发生突变,进一步说明了Y2O3/ZrO2样品在13.1GPa处发生了等结构相变。同时,也说明了Y2O3/ZrO2固溶体电输运性质发生异常变化是由于等结构相变引起的。

Abstract

ZrO2gu rong ti ju you ying du gao 、rong dian gao yi ji nai mo xing hao deng you liang te xing ,zai tao ci dao ju 、yang chuan gan qi jian 、ren zao ya chi he tao ci ge re ceng deng fang mian you zhao an fan de ying yong 。ZrO2gu rong ti de you yi xing neng yu ji jie gou he dian shu yun deng te xing mi bu ke fen ,yin ci kai zhan xiang guan de wu xing yan jiu dui yu ZrO2de ying yong ju you chong yao yi yi 。ya li ke yi tong guo ya su yuan zi jian ju ,gai bian wu zhi de jing ti jie gou he neng dai jie gou ,cong er wei wu zhi dai lai xin de te xing 。ben lun wen zhong ,wo men li yong gao ya yuan wei zu kang pu fang fa he tong bu fu she Xguang yan she ji shu ,yan jiu le gao ya xia Y2O3/ZrO2gu rong ti de dian shu yun xing zhi he jie gou bian hua ,mu de shi le jie Y2O3/ZrO2gu rong ti de xiang guan wu xing zai ya li xia de yan hua gui lv ,fa xian xin xian xiang 。yan jiu de dao ru xia jie guo :1、li yong hua xue gong chen dian fa zhi bei le ju you li fang xiang jie gou de Y2O3/ZrO2gu rong ti 。Xguang dian zi neng liang pu (XPS)fen xi biao ming ,yang pin you O,Yhe Zryuan su zu cheng ,yuan su fen bie dui ying O2+,Y3+,Zr4+zhuang tai ,zheng ming le ge cheng de yang pin shi Y2O3/ZrO2。yang pin zhong ge yuan su bi li wei Zr:Y:O=19.88:24.62:55.5,XRDtu pu yu biao zhun PDFka pian xiang fu ,yang pin jie gou :cubic,kong jian qun :Fm-3m,a=5.138?。2、dui Y2O3/ZrO2gu rong ti jin hang le gao ya yuan wei jiao liu zu kang pu yan jiu 。zu kang pu zhong zhi neng kan dao yi ge ban yuan ,shui ming yang pin de jing li he jing jie dui jiao liu xin hao de xiang ying xiang tong 。sui zhao ya li de zeng jia ,Y2O3/ZrO2gu rong ti dian zu bu duan jian xiao 。dang ya li zeng jia dao 13.3GPashi ,dian zu tu ran bian da 。yin ci tui ce ,yang pin zai 13.3GPashi ke neng fa sheng le jie gou xiang bian ,dan xu yao Xguang yan she shi yan yan zheng 。3、tong guo gao ya yuan wei tong bu fu she Xguang yan she ,fa xian zai gao ya xia ,Y2O3/ZrO2gu rong ti de yan she tu pu zhong mei you yan she feng de xiao shi huo pi lie ,ye mei you xin yan she feng de chu xian 。tong guo Rietveldjing xiu ,fa xian yan she feng wei he li fang xiang jie gou xiang fu ,shui ming Y2O3/ZrO2gu rong ti de jing ti jie gou zai wo men yan jiu de ya li fan wei nei wen ding ,shi zhong bao chi li fang xiang jie gou 。jing mian jian ju dhe jing bao ti ji Vsui zhao ya li de zeng jia er jian xiao ,jing ti bian de zhi mi 。zai 13.1GPa,jing mian jian ju dhe jing bao ti ji Vjian xiao qu shi bian huan ,ti ji fa sheng deng jie gou xiang bian (er ji xiang bian )。gen ju er jie Birch-Murnaghanzhuang tai fang cheng ,wo men dui liang ge ya li jie duan de shu ju jin hang le ni ge 。dang ya li xiao yu 13.1GPashi ,ti dan mo liang B0=125GPa;dang ya li da yu 13.1GPashi ,B0=290GPa,ti dan mo liang zeng jia le 132%,cai liao bian de geng nan ya su 。ti dan mo liang zai 13.1GPazhe ge ya li dian chu fa sheng tu bian ,jin yi bu shui ming le Y2O3/ZrO2yang pin zai 13.1GPachu fa sheng le deng jie gou xiang bian 。tong shi ,ye shui ming le Y2O3/ZrO2gu rong ti dian shu yun xing zhi fa sheng yi chang bian hua shi you yu deng jie gou xiang bian yin qi de 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的王敏,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于高压论文,固溶体论文,同步辐射论文,同构相变论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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