第1章经典合成方法.ppt

（3）柯石英和斯石英的合成 另一个典型的高压高温多型相转变的例子，是1953年Coes 以α-SiO2为原料在矿化剂的参与下，利用3.5GPa和2050 K 15h的高压高温条件，使它转变成具有更高密度的柯石英（Coesite）。以后Stishov等人又使柯石英在16.0GPa和1500～1700 K的条件下转变成密度更高的斯石英(Stishovite)。 （4） 高价态和低价态氧化物的合成 高压高温合成中，在试样室周围造成高氧压环境，则可使产物变成高价态的化合物。 CuO、La2O3在常压高温(1300K)先合成La2CuO4，然后再将它和CuO混合作起始材料，周围放置氧化剂CrO3，整体装入Cu锅中，加压加温(1200K)，可造成约5.0-6.0GPa的高氧压，合成后可得具有高价态Cu3+ 的LaCuO3化合物。 （5） 翡翠宝石的合成 以非晶物质作为起始材料，经高压高温作用晶化成有用材料高压晶化法，也是常用的高压合成法。 以Na2CO3，A12O3，SiO2按一定比例混合均匀，在1650-1850K灼烧后淬火，得到具有翡翠成分NaAlSi2O6的非晶玻璃，以此作起始材料，经2.0-4.5GPa，1200-1750K下保温30 min以上，可完成由非晶态到晶态的转变，获得具有良好编织结构的、尺寸达到Φ(6×3)～(12×5)mm的宝石级翡翠宝石。 （6）新材料的超高压超高温合成 碳和氮化硼的高压高温多形体立方相，是已知的仅次于金刚石和立方氮化硼的最硬固体。 Knittle E等人利用激光直接加热放置于DAC样品室中的Cx(BN)1-x温度1500~2000K，压力为30-50GPa，结果合成出立方闪锌矿结构的Cx(BN)1-x固溶体。 Jeanloz R等人利用DAC和激光加热，于30GPa，2000-2500 K下，合成出一种新C-N晶体相。 复合双稀土氧化物的合成 以两种倍半稀土氧化物混合 料为起始材料，不加催化剂，高 压腔高压组装件如图6-2所示， 在2.0～6.0GPa，1100—1750K温 压条件下，可直接合成出高压高 温复合双稀土氧化物LnLn’O3(Ln ＝RE)新相物质。 对于La2O3＋Er2O3系统，在常压、1550K下保温192h 后，主要获得的仍是C-(La，Er)O1.5固溶体，只含有少量 的LaErO3；而在2.9GPa，小于1550K条件下，仅用30min 就可获得纯的LaErO3。对于La2O3＋Er2O3，在高压高温 下，甚至只需5～10min即可合成。 高压高温条件．可使常压高温条件难合成的双稀土 氧化物变成容易合成的氧化物。高压高温合成还发现和 获得常压高温等常规条件未能合成的、自然界尚未发现 的新物质，如EuTbO3，PrTbO3， PrTmO3等；还可以合 成LnEuO3(Ln＝轻稀土)、EuLnO3(Ln＝重稀土)的系列单 相产物。 高硼氧化物B7O的合成 以ZnO作为氧化剂和纯硼混合作起始材料，在3.0～3.5GPa，1500 K下合成30min，产物用盐酸除去金属Zn和过量氧化锌后可得单相性很好的B7O。初步表征，它是以由12个硼原子组成的正二十面体硼笼为基本结构单元，靠O—B—O键相连接构成的。 （7） 已经应用于实际的高压合成和制备的无机材料 由人造金刚石和立方氮化硼聚晶制成的刀具、钻头等工具，已经形成商品。研制成功的含硼黑金刚石聚晶车刀，不仅可以加工硬质合金，而且在不加冷却液情况下，还可加工工具钢。 　　 所制成的含硼黑金刚石聚晶石油钻头，1977年，经四川4000 m井段隐晶白云岩中现场钻探，进尺87.87m，超过同一地区一些进口的和国产天然金刚石钻头的进尺指标，创造了记录。 * 2、 高温高压下超导材料的合成 由于高压有利于高密度、高配位数相得形成，压力对阴离子和阳离子半径影响不同有利于掺杂，压力抑制合成温度下合成物和生成物的挥发和分解，提高熔点，高压环境又提供还原气氛或高氧化气氛等独特优点，因而可用于合成一系列新超导材料。 * 4 高压在合成中的作用 高压可提高反应速率和产物的转化率，降低合成温 度，大大缩短合成时间。 高压可使容许因子偏小、而利用一般常压高温方法 难于合成的化合物得以顺利合成，如PrTmO3等。 高压有增加物质密度、对称性、配位数的作用和缩