磷酸鎢青銅結構(ABO5)材料的相結構及其負熱膨脹性結題摘要

采用固相法成功合成了純釩酸鉭TaVO5，同時采用共沉淀法以便宜的原料成功合成了純釩酸鈮NbVO5、釩酸鉭TaVO5。 采用中子衍射及X射線衍射結合通過Rietveld精修確定了釩酸鉭TaVO5在-14℃發(fā)生相變，從低溫下的單斜結構P21/c變?yōu)槭覝貢r的正交結構Pnma。其在-14℃左右發(fā)生位移型相變，正交相中剛性TaO6八面體在14℃時變得不規(guī)則。 釩酸鉭TaVO5在室溫以上具有負熱膨脹性。釩酸鉭TaVO5在室溫至600℃階段，本征熱膨脹系數(shù)為-8.92×10-6℃-1，表觀線膨脹系數(shù)為-3.72×10-6℃-1。同時確定了釩酸鉭TaVO5負熱膨脹的機理，即共頂角的多面體振動導致晶體在三個方向向晶胞內(nèi)收縮造成釩酸鉭TaVO5發(fā)生負的熱膨脹。 X射線衍射精修也確定釩酸鈮NbVO5在室溫下也為正交結構，空間群為Pnma。高溫X射線衍射確定NbVO5在室溫至600℃為負熱膨脹材料，平均本征熱膨脹系數(shù)為-6.63×10-6℃-1。其負熱膨脹機理同TaVO5相同。 2100433B

本課題根據(jù)晶體結構特征與A、B位離子的特性（半徑、價態(tài)、電子組態(tài)、極化率等）進行組分設計，合成具有磷酸鎢青銅結構ABO5（A=Mo、W、Nb、Ta等；B=S、P、V、AS等）系列材料及其固溶化合物，系統(tǒng)研究其合成規(guī)律、負熱膨脹性、熱穩(wěn)定性及其與丙烷氧化脫氫催化性能及電化學脫嵌鋰性能之間的關系，分析結構與性能的變化規(guī)律。根據(jù)本研究體系的特點，將采用多種合成方法進行材料的制備，優(yōu)化該系列材料的制備技術，并采用X射線衍射（XRD）、中子衍射（NPD）、HRTEM、FE-SEM、DSC/TG、XPS、Raman光譜及Rietveld全譜擬合等分析手段從內(nèi)在原子的本征特性出發(fā)研究合成化合物的顯微結構、晶體結構、電子結構、物相穩(wěn)定性等，探討其微觀特性對其負熱膨脹性的影響，研究該系列材料的負熱膨脹機理，分析其與催化、電化學性能等之間的聯(lián)系，合成出熱膨脹系數(shù)可調(diào)、應用范圍廣的多功能材料。

鎢青銅結構有四方晶系和斜方晶系兩種，它們沿C軸方向共角相連。另一類為斜方晶系的鎢青銅型結構可視為沿四方單胞的對角線進一步畸變而造成。如Ba₂NaNb₅O₁₅為斜方鎢青銅型結構。

采用磁控濺射、激光脈沖沉積技術研究鎢青銅結構鐵電、電光薄膜材料在不同襯底上的生長制備條件，生長制備出具有高取向、高質量的鎢青銅結構鐵電、電光薄膜材料，如：KNSBN, BSTN, SCNN等。通過能譜分析\X射線衍射、掃描電鏡、原子力顯微鏡研究，確定薄膜的組分、晶態(tài)結構、取向和表面形貌；通過橢偏光譜、透射光譜的測量和分析研究，得到薄膜的折射率和消光系數(shù)等光學參數(shù)譜及變化規(guī)律；用反射光柵測量技術測量 2100433B