【摘 要】
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在北京同步辐射装置(BSRF)高压实验站,利用同步辐射原位X射线角色散衍射(ADXD)、原位高压拉曼(Raman)散射、金刚石对顶砧(DAC)超高压技术,对粒径为4nm、10nm、12nm、25nm的纳
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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在北京同步辐射装置(BSRF)高压实验站,利用同步辐射原位X射线角色散衍射(ADXD)、原位高压拉曼(Raman)散射、金刚石对顶砧(DAC)超高压技术,对粒径为4nm、10nm、12nm、25nm的纳米CeO2及体材料CeO2进行了高压结构相变和等温状态方程的研究。
1.在常温高压下ADXD中,观察到体材料CeO2在27.8GPa发生从立方萤石结构到正交PbCl2-type结构的相变,并在相变时发生了8.6％的体积塌陷；使用二阶Birch-Murnaghan方程拟合出萤石结构和PbCl2-type结构的状态方程参数。纳米材料中没有观察到相变,在压力为11-16GPa范围内观察到异常压缩行为一材料变硬。分别对纳米CeO2在0-11GPa及16-50GPa的压力范围内使用二阶Birch-Mumaghan方程拟合状态方程。
2.常温常压下,粒径为12nm的CeO2为立方相,在262cm-1处只有一个一级拉曼峰。激光功率为50-70mw时,加压到24.3GPa观察到了正交PbCl2-type结构的一个弱谱线,在47.5GPa时观察到正交结构的七个谱线。加压至35.7GPa时提高激光功率到500mw,提前观察到了这七个谱线,这是因为高压下,样品吸收激光温度有一个小幅的升高,进而加速了相变的完成。利用原子扩散理论定性地解释了这个实验现象。
根据本论文和文献报道的结果,我们总结出了文献中两种实验手段得到纳米CeO2相变规律出现差异的因为。另外对不同粒径CeO2的体弹模量变化规律作了总结。
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