晶格畸变

摘要： 利用光催化技术将CO_(2)进行有效转化是减少排放和实现可再生能源生产的理想途径之一.然而,较低的催化转化效率限制了其实际应用.因此,高效光催化剂的设计合成与改性是促进光催化CO_(2)还原技术发展的关键.在众多催化剂改性策略中,构建异质结构光催化体系是一种有效策略,不仅有利于提高载流子分离效率,还可以优化能级结构,同时改善光吸收.对于异质结材料,有效的界面接触对电子的动态行为起着重要作用,不仅可以为电子提供高速通道,还可以有效抑制光催化CO_(2)还原反应中光生载流子的复合.特别是载流子分离效率高和自由电子浓度增加,可有效促进CO_(2)分子的吸附和活化.此外,构建异质结也是缓解硫化物稳定性差的有效方法.值得注意的是,两种半导体在匹配过程中通常会形成大量的不饱和配位键和空位缺陷,在某种材料中甚至会发生晶格失配导致晶格畸变结构的形成.晶格畸变结构可以为催化反应提供额外的活性位点,并为反应进行提供温床.除光催化剂组成设计外,形貌的合理设计也对催化剂性能有较大影响,因为其不仅与光吸收能力和能带结构有关,而且在很大程度上影响着载流子的输运.近年来,中空结构材料因其独特的结构优势引起了光催化领域研究人员的广泛兴趣.内部空腔为光的多次反射和折射提供机会,进而提升光吸收和利用率.与本体结构相比,中空结构材料具有丰富的活性位点和较大的比表面积,能够为电子提供高速通道,因此,在表面催化反应中具有广阔的应用前景.特别是衍生的金属有机框架材料(MOFs)保留了原始材料的形貌结构,可以通过预先设计前驱体精确控制活性位点.因此,设计以MOFs为前驱体的中空结构催化剂有望提高光催化CO_(2)还原活性.本文通过简单的MOFs衍生策略和原位硫化法构筑了多维中空结构的In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结.通过光反射和折射提高了其对光子的利用率;高度匹配的能级结构实现了电子-空穴对的有效分离;紧密的界面接触为进一步快速的光生电子转移到活性位提供了高速通道.此外,大量晶格畸变的形成和氧原子逃逸造成的氧空位,也为光生载流子的分离提供了驱动力;增加的自由电子浓度促进CO_(2)在催化剂表面的吸附和活化,使关键中间体*COOH处于较低的能垒.In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结表现出较好的CO生成速率(12.2μmol g^(−1)h^(−1)),分别为In2O3和In_(2)S_(3)的4倍左右.本文为异质结光催化剂的构建提供有效策略.

摘要： 针对不同成分的二组元置换式面心立方固溶体,采用刚性球模型并结合随机函数控制,进行(111)晶面原子排列的晶体学特征分析。在此基础上,采用等效计算方法,分析了不同成分下的Ti-Zr、Ti-Al、Zr-Al 3个体系的二组元置换式固溶体(111)面的晶格常数的变化特征,并与Vegard经验定律进行对比,给出了刚性球模型中由于原子尺寸不同而引起的晶格畸变对晶格常数及相结构的影响关系。

摘要： 二氧化钒(VO_(2))作为一种长久以来备受关注的新型可逆相变材料,发展潜力巨大,其相变温度(T_(MIT))的调控一直是研究热点。本文主要利用锗离子作为掺杂离子探索其对VO_(2)薄膜T_(MIT)的影响,并尝试解释其内部作用机理。在约1 cm2大小抛光的氧化铝薄片上沉积了一系列含不同比例锗离子VO_(2)薄膜。研究发现锗离子作为掺杂离子确实有利于T_(MIT)的提高(本课题T_(MIT)最大可达84.7°C)。T_(MIT)提高的主要原因是锗离子的引入能够强化单斜态V-V二聚体的稳定性,进而增强单斜态的稳定性,使得低温单斜态向四方金红石态转变更加困难。

摘要： 为了研究TiN含量对AlCoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响,采用真空电弧熔炼方法制备了AlCoCrFeNi(TiN)_(X)高熵合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机和压缩试验机对合金的微观组织和力学性能进行测试和分析.结果表明:AlCoCrFeNi(TiN)_(X)高熵合金以体心立方(BCC)结构为主,TiN使其发生严重的晶格畸变,致使BCC结构主峰向左偏移;晶界处析出纳米颗粒,致使其塑性降低,合金强度先升高后降低;随着TiN的添加,弥散强化增强,合金的磨损机理从粘着磨损转变为磨料磨损,合金硬度增加,耐磨性能增强;当TiN摩尔值为1.0时,合金具有最小摩擦系数0.28,最大硬度625HV.

摘要： 本文选用化工过程中常用的13X分子筛为模型,详细研究了在不同湿度下以及在干湿循环后分子筛机械强度的变化,发现经历干湿循环后分子筛的强度明显下降。经过干湿循环处理后的分子筛结构分析和表征结果显示,13X分子筛X射线衍射特征峰向高角度发生较显著的位移,这种位移与强度劣化有明显的正相关。干湿循环后分子筛的吸附-脱附特征也发生明显变化,对应的红外、核磁等表征结果也与强度下降、吸脱附特征变化、结构畸变有明显的对应关系。本文的结果表明,干湿循环过程中水分子可能诱发了13X分子筛晶格畸变,导致或者诱导了分子筛体相晶格有序度破坏,致使其机械强度大幅度降低。本文的结果对于改进分子筛载体的强度和理解分子筛载体失效有一定的指导意义。

摘要： 无机功能复合固体是指两个或多个固体通过化学键键合而形成的复合相,与传统单相合成相比,固体复合后发生了晶格畸变、轨道耦合、电子自旋和电荷转移等变化,能够实现材料原有功能的增强甚至产生新的功能。因而,在化学、能源、材料和电子等领域具有广泛的应用。

摘要： 利用原位拉伸装置对8014铝合金轧板进行拉伸,拉伸方向分别平行轧向(试样A)和垂直轧向(试样B),对不同应变试样进行X射线衍射(XRD)织构和物相分析。试样A随着应变的增加,表面出现与拉伸方向呈45°的斜纹并在斜纹端部产生裂痕;试样B随着应变的增加,试样轧痕逐渐加深,并在最大深度的轧痕端部产生裂痕。XRD织构数据表明:试样A随着应变的增加,典型织构含量变化较小,可推断试样塑性变形主要以滑移变形为主;试样B随着应变的增加,S织构和铜织构含量逐渐减小,黄铜织构含量显著增加,试样塑性变形以晶粒转动为主。由XRD物相数据可知,在相同应变下,试样A晶格常数的变化量和衍射峰衍射强度值均大于试样B的,表明试样B晶粒转动.导致位错和晶格畸变增加,有更多的衍射晶胞完整性遭到破坏,所以晶格畸变小于试样A的。试验所得数据为研究铝合金塑性变形机制、织构演化规律提供了可靠的数据支撑。

摘要： 采用硼和稀土元素钇、钐、铈对Al-0.4Mn合金进行变质处理,研究了变质处理对合金导电性能的影响机制。结果表明:单一元素变质时,适量硼或钇元素对Al-0.4Mn合金具有良好的变质效果,合金的最高电导率分别达26.13, 25.32 MS·m^(-1),比未变质合金分别提高了6.80%和3.47%,铈和钐元素则会降低合金的电导率;质量分数0.3%硼+0.5%钇复合变质对合金电导率的提升效果更佳,其电导率为26.64 MS·m^(-1),比未变质合金提高了8.90%;当质量分数0.3%硼+0.5%钇复合变质时,因硼化作用析出的AlB同时吸附锰和钇,促进掺杂型硼化物和Al-Mn-Y相的析出,部分钇形成的AlY对锰有一定的吸附作用,二者共同作用进一步降低锰在铝中的固溶量以及基体的晶格畸变程度,从而显著提高合金的导电性能。

摘要： 为了加强机械零部件的表面耐磨防护,采用等离子喷涂后激光重熔方法在Q235钢基体上制备了不同V含量的AlCoCrFeNiVX高熵合金涂层,测试了涂层的硬度和耐磨性.结果表明:合金涂层呈现出典型的枝晶和枝晶间组织,且在枝晶间组织附近出现了条状CrV相;V含量较低时,合金涂层为FCC+BCC双相结构;随着V含量的增加,合金涂层转变为单相BCC结构;在V含量升高的同时,合金涂层的硬度和耐磨性都随之提高;当V摩尔值为1.0时,涂层平均硬度达到了627.43 HV,此时涂层磨损失重最小,磨损机制表现为磨料磨损以及轻微氧化磨损.

摘要： 全氟辛酸作为一种新型持久性有机污染物,广泛地应用于化工行业并造成大量的含氟废水.由于羟基自由基无法打破高强度C-F键,造成现有Fenton技术难以有效矿化全氟辛酸.该文通过制备碳包覆双金属催化剂,利用碳材料与金属界面应变效应,调控活性氧化自由基形态,以期实现非均相Fenton高效矿化全氟辛酸.研究结果表明,FeCo晶格畸变诱导电子转移至碳膜,导致H_(2)O_(2)活化为超氧自由基和过氧化氢自由基,从而使得全氟辛酸矿化率达到79.72%,远超现有非均相Fenton催化剂矿化效率.

摘要： 配置两组球料比分别为6∶1和18∶1,成分相同的WC-10％Co混合料,球磨时间为72h.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等分别研究混合料中WC晶粒尺寸、内应变和晶格畸变等与球磨时间的关系.在球料比6∶1混合料中WC颗粒内发现”泊松效应”.将混合料压样烧结后,通过SEM照片分析研究了烧结过程中硬质合金样品的WC晶粒早期长大现象.结果表明,在较低的内应变和WC邻接程度情况下,烧结早期WC晶粒合并长大所需的能量势垒较高,能够有效抑制WC晶粒早期长大.

摘要： 以电熔白刚玉为主要原料,纯铝酸钙水泥为结合剂制备了刚玉-尖晶石浇注料,对比了晶耐缺陷尖晶石微粉90MA、进口78尖晶石细粉、普通90尖晶石微粉的性能特点及其在浇注料中的施工性能和应用性能.研究发现:1)晶耐90MA具有较高的晶格畸变,晶粒细小,活性更高;2)含晶耐90MA的浇注料强度更高,抗渣渗透性更优;3)含进口78尖晶石细粉及大量活性氧化铝微粉的浇注料抗热震性更好.

摘要： 高熵合金是最近几年发展起来的一类具有很多特殊的物理、化学及力学特性,具有广阔的工业应用前景和研究意义的新型合金.大连理工大学李廷举教授学术团队率先提出了一种革命性的高熵合金设计思想，设计的新型高熵合金可以避免铸造大体积铸锭时发生的宏观和微观成分偏析，并具有良好的铸造性能，在普通铸造条件下获得的大体积铸锭中，便可以获得均匀细小的规则片层结构。设计的新型高熵合金大大减小了普遍发生在高熵合金中的晶格畸变，显著提高了高熵合金的塑性和可加工性的同时使高熵合金具有优异的综合机械性能。

摘要： 采用真空熔铸法制备不同硼含量铸锭,并加工成不同丝径的样品,利用光学显微镜、扫描电镜、电子拉力试验机等分析手段对其物理性能和微观结构进行了研究.结果表明,硼在铂中形成间隙固溶体,铂的晶格常数增大,产生晶格畸变,阻碍位错移动,铂的强度得到明显强化,硼与铂形成合金后,使铂的晶粒得到细化,硼在铂中起到强化作用的同时也使铂的脆性增加.

摘要： 由于在自然界中单相多铁材料较为稀少,因此制备单相多铁材料具有重要意义.本研究使用溶胶凝胶法成功制备了单相多铁薄膜，通过对铁磁氧化物进行离子对掺杂,使铁磁氧化物获得铁电性,即制得了一种新型单相多铁材料.通过XRD表征发现Li+-Al3+离子对在晶格中沿110面分布,同时通过PFM表征发现了掺杂薄膜的铁电畴.研究表明,通过向CoFe2O4单相薄膜中掺杂Li+-Al3+离子对替代部分Co2+离子,制得了一种新型的单相多铁材料;当掺杂量为0.10时,薄膜的剩余极化强度和剩余磁化强度分别为5μC/cm2和87emu/cm3.

摘要： 文中研究了Mn50.35-Cu(48.1-X)-Al1.55-FeX合金的阻尼性能的变化规律,借助X射线衍射仪分析了Fe原子所引起的晶格畸变,借助多功能内耗仪分析了合金的阻尼性能及马氏体转变温度.结果表明,Fe元素使组织细化,且固溶的Fe原子引起的过度晶格畸变会抑制调幅分解,导致马氏体转变温度降低,阻尼性能下降.

摘要： 尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)可用作锂离子电池正极材料.该种材料在室温附近(～290K)存在高温立方相——低温四方相(正交相)转变,虽然相变诱发因素尚不明确,可能为Mn3+Jahn-Teller效应诱发的晶格畸变,也可能为Mn3+/Mn4+离子有序化重排,但该相变对LiMn2O4电极的电化学性能具有不良影响.通过采用低频倒扭摆测试技术，对不同温度下烧结的尖晶石型LiMn2O4 试样在160～380 K 温度区间进行了内耗谱测试，发现三组样品均存在两个明显的内耗峰，其中～210 K内耗峰可能对应于Mn3+/Mn4+有序化重排过程，而～280 K附近的较宽内耗峰至少由两部分组成，即与Jahn-Teller畸变效应有关的～280 K相变内耗峰和叠加其上的与锂离子迁移有关的弛豫内耗峰。

摘要： 用溶胶-凝胶法制备出Sr2Bi5FeTi5O21 (SBFTi)铁电陶瓷,用FT-IR和DSC-TG分析前驱体凝胶和粉体随温度的变化.结果表明.SBFTi陶瓷的合成温度在721°C左右,粉体的预烧温度为600°C.XRD结果表明烧结后的陶瓷样品呈现钙钛矿结构,由于BiFeO3 (BFO)的加入使SBFTi与Sr2Bi4Ti5O18 (SBTi)相比发生晶格畸变,晶面间距增大.SBFTi陶瓷样品铁电性能较好,在125 kV/cm电场强度下剩余极化强度2Pr和矫顽场强2E.分别为20.5 μC/cm2和128kV/cm,其铁电性能优于SBTi铁电陶瓷.

摘要： 采用化学共沉淀法制备Al2O3摩尔分数为0~30％的Al2O2(3Y)纳米复合粉体，研究了Al2O3含量和煅烧温度对粉体相结构、晶粒尺寸和晶格畸变的影响。结果表明：800°C×2h煅烧的复合粉体只出现t-ZrO2相，不出现Al2O3的任何晶相；Al2O3的添加抑制了ZrO2(3Y)晶粒的增长和四方相→单斜相的结构相交，使相变温度显著提高，晶格畸变增大。rn ZrO2-Y2O3-Al2O3纳米复相陶瓷的致密化研究表明在1200°C烧结后可以使ZrO2(3Y)试样完全致密，而含有5 mol% Al2O3的ZrO2(3Y)的相对密度只达到99％。Al2O3的存在抑制了晶粒长大并阻碍了致密化进程。

摘要： 采用激光熔覆非平衡快速凝固制备了具有简单BCC过饱和固溶体结构的6FeNiCoSiCrAlTi高熵合金涂层,突破了现有高熵合金成分设计理论中单种合金元素含量上限不超过35mol.％的限制.与已有通过添加较多大原子Al元素提高晶格畸变而获得较高硬度的FeCoNiCrAl3成分高熵合金涂层相比,6FeNiCoSiCrAlTi涂层不仅硬度接近(780 HV),而且断裂韧性提高3倍以上.EBSD和TEM研究发现涂层快速凝固后获得的无序固溶体高温热处理过程中仅发生BCC结构的B2和D03有序转变,涂层1000°C高温热处理后硬度下降仅9％.

摘要： 本发明涉及一种晶格氧电化学稳定的微畸变Bi2CuO4材料及其制备方法和应用。所述材料分子式为Bi2CuO4，属四方晶系，以纳米颗粒形式存在，颗粒尺寸在50～150纳米，形状为不规则球状。制备时，通过聚丙烯酰胺凝胶法制备铜铋凝胶，随后在烘箱中将凝胶烘干。最后，在马弗炉中对烘干前驱体进行煅烧得到微畸变的Bi2CuO4材料。这种材料在电催化还原CO2领域中表现出优异的甲酸选择性。在电解质为KOH的流动反应器中，在‑0.59V vs.RHE的低电位下可达到194.6mA cm‑2的甲酸部分电流密度，相应的甲酸法拉第效率可达97.3％。该方法操作简便，原料易得，制备成本低廉，可重复性高，并且可大量制备，在清洁能源领域有着非常重要的用途。

摘要： 本发明涉及一种基于原子占位有序化行为的高熵合金晶格畸变量计算方法，包括以下步骤：步骤S1:构建相应的热力学模型；步骤S2:计算高熵合金中各个端基化合物和单质元素的吉布斯自由能热力学数据的离散值；步骤S3:构建高熵合金端基化合物热力学数据库；步骤S4:计算获得给定成分和温度条件下，高熵合金中各种元素在亚晶格上的占位分数；步骤S5:构建出高熵合金中原子实际分布的结构模型；步骤S6:获得结构优化后的结构模型;步骤S7:根据结构优化后的结构模型，代入预设的晶格畸变公式，计算得到高熵合金的总畸变量、平均畸变量和相对晶格畸变量。本发明实现对高熵合金的晶格畸变效应进行定量化计算。

摘要： 本发明涉及能源材料合成技术领域，公开一种晶格畸变的超薄金属有机框架纳米片催化剂、其制备方法和应用，对苯二甲酸和二茂铁甲酸溶解于DMF、乙醇和水的混合溶液中，加入钴盐和缚酸剂，经超声剥离后，洗涤、分离得到所述晶格畸变超薄金属有机框架纳米片催化剂。由于二茂铁甲酸导致的晶格畸变和超长时间的的超声得到的超薄二维纳米片结构，具有更大的比表面积，暴露更多的活性位点，能够促进析氧反应的进行，具有较好的催化稳定性，且具有低成本、高利用率、针对性强、效果好等优势。

摘要： 本发明提供了一种定量探测类钙钛矿薄膜的氧八面体旋转和电荷密度波晶格畸变的方法，先在衬底上生长类钙钛矿薄膜，再退火得到产生氧缺陷及晶格畸变的薄膜样品；放在衍射仪中，通过设定不同(H,K,L)得到不同的半指数峰强度值I(H,K,L)。将氧原子位置(un，vn，wn)与薄膜样品的氧八面体旋转角度α，β，γ和晶格畸变度Δ之间建立模型，形成Iexp与氧八面体旋转角度α，β，γ及晶格畸变度Δ之间的方程关系，再将多组(H,K,L，Iexp)代入衍射方程中，使用基于遗传算法的非线性寻优算法得到氧八面体旋转角度α，β，γ和晶格畸变度Δ。上述方法能够准确测定类钙钛矿氧化物薄膜的氧八面体旋转角度和晶格畸变程度。

摘要： 一种电沉积制备钴原子诱导合金催化剂晶格畸变提升甲醇电催化性能的方法，属于光电催化技术领域。采用阳极氧化法在钛片上制备出垂直取向排列规整的竹节状二氧化钛纳米管阵列，然后采用循环伏安电沉积的方法在二氧化钛纳米管阵列中共沉积PtCo纳米合金颗粒，制备得到一种二氧化钛纳米管担载的钴原子诱导晶格畸变的合金催化剂作为甲醇燃料电池的一体式自支撑膜电极。本发明制备的电催化剂，其合成方法操作简单、反应效率高，PtCo合金纳米颗粒分散均匀、稳定性高，制备得到的电极能明显提高甲醇的电催化活性，降低催化剂的中毒性，具有广泛的应用前景。

摘要： 一种镍掺杂诱导晶格畸变调控MnO2电极材料的制备方法及其应用，属于材料制备领域。本发明通过简单的镍掺杂诱导晶格畸变调控MnO2的性能，从而提高了二氧化锰电极材料的电化学性能和稳定性，该方法制备无需高温高压，过程安全，步骤简单，易于操作。

摘要： 一种原子取代效应诱导金属氧化物内晶格畸变的方法，属于材料制备领域。本发明通过将升华硫粉与锰氧化物混合煅烧引入晶格畸变，从而提高了锰氧化物电极材料的电化学性能和稳定性，该方法制备安全，简单，易于操作。

摘要： 本发明涉及一种基于晶格畸变的In2O3/In2S3异质结光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化技术领域。本发明以金属有机框架为前驱体，为中空纳米管结构的构筑提供了保障，同时将高温煅烧法与原位硫化法相结合，制备了接触紧密的异质结构材料。此外，在制备过程中，在异质界面处诱导晶格畸变的产生，并成功引入了氧缺陷。异质结的构筑促进了电子的传输，晶格畸变的形成丰富了反应活性位，氧缺陷的引入提升了电子在材料表面的富集。活性测试表明该晶格畸变的异质结材料具有优异的光催化CO2还原性能和良好的稳定性。

摘要： 本发明涉及一种基于原子占位有序化行为的高熵合金晶格畸变量计算方法，包括以下步骤：步骤S1:构建相应的热力学模型；步骤S2:计算高熵合金中各个端基化合物和单质元素的吉布斯自由能热力学数据的离散值；步骤S3:构建高熵合金端基化合物热力学数据库；步骤S4:计算获得给定成分和温度条件下，高熵合金中各种元素在亚晶格上的占位分数；步骤S5:构建出高熵合金中原子实际分布的结构模型；步骤S6:获得结构优化后的结构模型;步骤S7:根据结构优化后的结构模型，代入预设的晶格畸变公式，计算得到高熵合金的总畸变量、平均畸变量和相对晶格畸变量。本发明实现对高熵合金的晶格畸变效应进行定量化计算。

摘要： 本发明涉及一种制备晶格畸变金属纳米材料的方法；将纳米多孔金属，在室温下置于CH4气氛中30‑60分钟，使纳米多孔金属表面覆盖一层非晶碳，随后以30‑40°C/min的加热速率升温至金属熔点以上100‑200°C；非晶碳在100–300°C期间生成石墨烯，之后，部分纳米多孔金属在熔点以上熔化并蒸发；再直接断电使温度快速冷却至室温，金属纳米颗粒内部发生了明显的晶格畸变，形成由不同类型晶粒组成的金属纳米颗粒。本发明的金属纳米颗粒的表面用石墨烯束缚，不仅会使整个纳米颗粒内部发生普遍的晶格畸变，提高材料的机械性能，而且还能在不用单独施加外力作用的条件下进行，条件更加可控又绿色节能。