高壓下稀土釩酸鹽和稀土氧化物的亞微米晶及納米晶的相變研究.pdf

1、高壓物理是研究高壓下物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)的一門重要學(xué)科。通過有效地縮小原子或分子間的距離，高壓可以導(dǎo)致材料的晶體結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)以及電子軌道結(jié)構(gòu)等多種性質(zhì)的變化，產(chǎn)生常壓下無法觀察的新現(xiàn)象。通過尺寸依賴的納米材料的固．固相變的理論和實驗研究可以有效揭示其獨特性質(zhì)，納米材料例如納米顆粒、納米線、納米帶等等結(jié)晶相的穩(wěn)定性高度依賴于它們的顆粒尺寸、形貌及其結(jié)構(gòu)。高壓下納米材料的有限尺寸不僅影響其相變壓力點，甚至影響到其相變路徑，因此，研究高壓下納

2、米晶的結(jié)構(gòu)相變對理解納米材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是有十分重要意的義。
　　 本論文主要利用超高壓金剛石對頂砧技術(shù)研究一系列稀土化合物納米晶的相變過程，比較其與體材料的差異，獲得納米晶的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本論文包含七章，內(nèi)容如下：
　　 第一章系統(tǒng)介紹了高壓物理的研究內(nèi)容和高壓技術(shù)發(fā)展史，重點描述了金剛石對頂砧技術(shù)的發(fā)展概述和相關(guān)的各種技術(shù)，詳細(xì)總結(jié)了納米材料高壓研究現(xiàn)狀。
　　 第二章研究了GdVO4:Eu3+亞微米晶和EUV

3、O4亞微米晶和納米晶在高壓下的相變性質(zhì)。GdVO4:Eu3+亞微米晶的高壓拉曼光譜和高壓熒光光譜表明，在7.4GPa其發(fā)生了鋯石結(jié)構(gòu)到白鎢礦結(jié)構(gòu)的相變，并且白鎢礦相在壓力釋放后仍可存在。同樣，常溫高壓下EuVO4亞微米晶和納米晶發(fā)生了不可逆的從鋯石相到白鎢礦相的相變，EuVO4亞微米晶的相變壓力點是5.6GPa，而EuVO4納米晶相變壓力點是6.9GPa，結(jié)果說明隨著EuVO4樣品顆粒尺寸的減小，其相變壓力升高，高壓下EuVO4納米晶結(jié)

4、構(gòu)比亞微米晶更穩(wěn)定。
　　 第三章研究了單斜相的GdOOH:Eu3+、EuOOH和YOOH:Eu3+納米棒在室溫高壓條件下熒光光譜的變化性質(zhì)。采用Eu3+熒光作為探針，研究表明高壓下這些樣品從低壓單斜相轉(zhuǎn)變成一種高壓四方相，GdOOH:Eu3+納米棒在10.7GPa發(fā)生相變，EuOOH納米棒在9.0GPa發(fā)生相變，YOOH:Eu3+納米棒在13.4GPa發(fā)生相變。壓力卸載后，高壓下的四方相在常壓下仍具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，壓致相變不可逆。

5、對樣品的高壓研究發(fā)現(xiàn)，在室溫下只使用高壓手段就能得到四方相，拓展了獲得高壓四方相(RE)OOH的方法。
　　 第四章利用水熱法制備了Gd2O3:Eu3+和Y2O3:Eu3+納米棒，研究了其在高壓下的熒光性質(zhì)。Gd2O3:Eu3+納米棒，的原位高壓熒光和拉曼光譜發(fā)生劇烈變化，實驗表明在大約11.3GPa下Gd2O3:Eu3+納米棒發(fā)生了立方相到六方相的壓致相變，但在降壓過程中，樣品又轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕啵揖哂谐悍€(wěn)定性。與相應(yīng)的體材料相

6、比，Gd2O3:Eu3+納米棒相變壓力高，具有較好的壓力穩(wěn)定性。對Y2O3:Eu3+納米棒的高壓熒光研究也同樣指出，在壓力升到13.4GPa時，立方相開始轉(zhuǎn)變?yōu)榱较?，卸壓過程中高壓六方相又轉(zhuǎn)變成單斜相。
　　 第五章研究了CeO2納米棒的高壓性質(zhì)，與CeO2體材料和納米顆粒的相變壓力相比，螢石結(jié)構(gòu)的CeO2納米棒在高壓下結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，CeO2納米棒的低維特性影響了其相比壓力。
　　 第六章使用水熱法制備了六方相過渡金屬氧