α-Ce3Al和前鈣鈦礦PbTiO3結(jié)構(gòu)在壓力下結(jié)構(gòu)變化的研究.pdf

1、高壓科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為許多學(xué)科開(kāi)辟了新的研究領(lǐng)域。在材料科學(xué)方面，高壓技術(shù)能夠創(chuàng)造常規(guī)手段所無(wú)法達(dá)到極端環(huán)境，非常有利于新材料的合成。目前，材料學(xué)家在高壓方面的主要興趣之一就是通過(guò)高壓，誘導(dǎo)材料產(chǎn)生相變并將高壓新相保留到常壓環(huán)境，研制具有工業(yè)前景的新材料。
　　本文主要利用二級(jí)輕氣炮和金剛石壓砧，分別對(duì)六方結(jié)構(gòu)Ce3Al和前鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PbTiO3進(jìn)行了動(dòng)高壓和靜高壓相變方面的研究。通過(guò)X射線(xiàn)衍射、同步輻射技術(shù)、高分辨透射電鏡等

2、材料表征手段，發(fā)現(xiàn)了一些高壓相轉(zhuǎn)變的證據(jù)，并對(duì)相變機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　利用沖擊波動(dòng)高壓加載技術(shù)，我們開(kāi)展了一系列的對(duì)六方結(jié)構(gòu)Ce3Al的高壓相變研究。從經(jīng)過(guò)23.5 GPa沖擊的樣品中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他晶體結(jié)構(gòu)的存在。然而，隨著沖擊壓力的繼續(xù)增加，我們?cè)诨厥諛悠分袡z測(cè)到了面心立方固溶體Ce3Al的存在。不僅如此，在37.1 GPa沖擊回收的樣品中出現(xiàn)了一種空間群為Fd-3m，晶胞參數(shù)a=8.26(1)(A)的Ce2Al結(jié)構(gòu)。由于Ce

3、基材料的重費(fèi)米子特性，這些新材料可能具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
　　另一方面，我們對(duì)四方前鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PbTiO3在靜高壓下的結(jié)構(gòu)變化開(kāi)展了研究。在常壓到10 GPa之間，前鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PbTiO3的晶包參數(shù)隨壓力增加而逐漸減小。當(dāng)壓力增加到10 GPa之后，材料沿c軸方向發(fā)生了明顯的膨脹，并在壓力為15.7 GPa左右達(dá)到最大值。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PbTiO3在這一階段，其晶胞體積幾乎不發(fā)生改變。20 GPa以后，由于缺陷在材料內(nèi)部的擴(kuò)展，X