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在关于纳米微晶的研究中,人们发现有的材料的晶格常数随着晶粒线度的减小而增大,有的材料的晶格常数随着晶粒线度的减小而减小。前者被认为是由于内应力造成的,后者被认为是由于表面张力造成的。然而从这两种观点的任何一种观点出发,都不能解释另一种现象。本文从实验和理论两个方面研究纳米晶的晶粒线度与晶格常数之间的关系,以致力于找出这类问题的一个统一的规律。 首先用不同的方法制备了几种纳米晶微粒:(1)用共沉淀法制备了不同晶粒尺寸的超细粒状γ—Fe2O3和纯Fe纳米微粒;(2)用溶液还原法和氧化还原法两种方法制备出了不同晶粒尺寸的纯Ni纳米微粒。(3)用溶胶—凝胶法制备出了不同晶粒尺寸的CaMnO3纳米微粒。(4)用研磨的方法得到了不同晶粒尺寸的NaCl纳米微粒。 并利用品的X射线衍射谱测出了微粒样品的相结构、晶格常数值和晶粒线度值。结果表明对于体心立方Fe纳米微粒、面心立方Ni纳米微粒,晶格常数随着晶粒线度的减小而增大。对于NaCl、CaMnO3、Nd0.67Sr0.33Mn0.9Cu0.1O3、Nd0.67Sr0.33MnO3等纳米微粒来说,晶格常数随着晶粒线度的减小而减小。 其次,从结合能的角度出发,研究了NaCl结构和CsCl结构的离子晶体,面心立方(FCC)、体心立方(BCC)金属晶体以及简立方(SCC)、面心立方(FCC)、体心立方(BCC)结构分子晶体的晶粒线度对晶格常数的影响。发现对于FCC、BCC结构的金属晶体来说,晶河北师范大学硕士研究生论文格常数随着晶粒线度的减小而减小。这些结果与实验定性地一致。 然而,丫一F勺伪纳米微粒的晶格常数随着晶粒线度的减小而增大,与我们实验和理论中对离子晶体所讨论的结果恰好相反。考虑到大多数异类原子结合是采取共价结合与离子结合之间的过渡形式。通过对实验结果的进一步分析,我们认为其主要原因是在丫一FeZO3中原子之间结合的共价性超过了离子性,因而导致了它们的晶格常数随晶粒线度的变化趋势和离子晶体正好相反。由此我们推断共价结构纳米微粒的晶格常数随着晶粒线度的减小而增大。 我们认为,这些规律是纳米微粒的重要性质之一。这些探讨为有关问题的进一步深入研究提供了重要线索。 最后,还研究了几种纳米晶微粒的晶粒线度对其磁学性质的影响。发现对于纯净的纳米晶粒来说,饱和磁化强度随着晶粒线度的减小而减小,这主要是因为所制备的纳米晶微粒的晶粒线度小于单畴颗粒的临界粒径。