X射线衍射课件第4章X射线衍射分析的应用实例.pptVIP

从以上的分析结果推得升温灼烧过程的反应历程（Ⅰ）为而对于定温灼烧过程，除存在上一历程外，还存在下一历程（II）：仔细分析可以发现，对于定温灼烧过程，这两个历程不是平行的，而是历程（Ⅰ）先开始，以后开始历程（II），但历程（II）速度较快，先于历程（Ⅰ）结束，在历程（II）结束后历程（Ⅰ）还进行了一段时间。（二）不同掺杂元素对La1.85Sr0.15CuO4超导电性的影响对氧化物陶瓷做元素掺杂或替换会对超导电性产生颇大的影响。吴小山等从掺杂对La1.85Sr0.15CuO4（LSCO）的晶体结构及微结构的影响来探讨微结构与超导电性间可能的关系。他们以LSCO为母体，掺以不同比例的Zn,Ni,Mg，固相反应烧成后，收集X射线多晶体衍射谱［0.020／步，2s／步，200~1100（2θ）]。用Si粉和CaF2粉作谱校正。用Rietveld法做精修，程序为DBW9411，峰形函数为PV函数，LSCO的结构参数作为初结构数据，求得晶胞参数、原子坐标和峰形参数，进一步求得微应变δ。拟合结果的R因子在下列范围：RWP=（7~10）%，RP=（5~7）%。表11-13为掺不同浓度Zn的各样品的结果。掺Ni、Mg各样的拟合结果见文献。从表中数据可见：①Zn掺量达到0.2时会从四方相变为正交相。而掺Ni和Mg,浓度至0.3都不会引起相变。②晶格常数c随掺杂量而变化。对掺Zn，在相区内c值是单调下降。在两个不同相区的平均变化率是不同的，分别约为0.13nm/mol和0.08nm/mol。对掺Mg，是下降、跳高（掺量为0.2），又下降的过程。吴小山等认为这可能存在未被探知的相变或掺杂原子与铜原子在尺寸和电负性上有较大差别，导致原子发生较大位移、造成较大应变所致。这从La的坐标的变化及应变δ的上升得到旁证。③从表中所列微应变的数据看，对掺Zn，在y为0.20处发生跳变，这应该是发生相变使应力释放的结果。而对掺Mg，在y=0.20处的应力加大可用原子位置的较大位移来解释。将以上的结构和微应变的变化关系联系到各试样的超导电性数据，吴小山等认为，非磁性金属锌、镁的掺入比磁性金属Ni的掺入对LSCO的超导电性有更强的抑制作用，可能与晶格微应变的变化有关。（三）短碳纤维增韧石英复合材料制备条件的研究石英玻璃（SiO2）具有良好的抗烧蚀性能，但其性能较脆，限制了使用。将它与纤维或晶须等复合，则可以改善韧性，可在航天器的抗烧蚀端头、翼前缘等部件获得应用。曹俊等利用X射线衍射技术研究了用短碳纤维来增韧石英复合材料的制备条件。对于这种材料，要求石英不结晶，而且有较高的致密度。他们的制备流程是将短碳纤维首先均匀分散到硅溶胶中，在烘干研细后再在1400℃烧结，并保温30min，热压压强是20MPa。他们发现，不同的烧结气氛对产品有很大影响。图11-52（a）中为在CO/N2气氛中，不同烧结温度下产品的XPD图。在1350℃和14000C都未出现结晶，而到14500C出现了α-方石英结晶。图11-52（b）中为在空气中烧结的XPD图，1350℃时散射峰已开始尖化，到1400℃时已有大量明显的α-方石英的衍射峰，故应采用CO/N2气氛。另外，若温度低于14000C，致密度就不好，故确定为14000C。（四）激光熔敷氧化锆热障涂层的微观结构高阳等用XPD等技术研究了激光熔敷氧化锆热障涂层的微观结构。所谓激光熔敷，是将高功率激光在物件表面扫描，激光照到处，物件会局部融化，激光过后会迅速冷却而重结晶。这样会改变表面的结构组成，从而改变其性能。热障涂层一般由6%~8%Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷表层和MCrAIY（M：Ni，Co，NiCo）金属底层结合构成。表面涂层需要能抗高温氧化和热冲击，与底层结合牢固，热导率低，热膨胀系数能与金属基底匹配等。高温时，底层中的Al可和扩散通过陶瓷层的O2化合成α–Al2O3薄膜，以阻止底层其他金属的氧化。热障涂层常用等离子喷涂，但表面较粗糙，影响空气动力特性，且气孔较多，降低抗氧化抗蚀性能。激光熔敷法可降低气孔率，使组织均匀致密，表面粗糙度低，结合强度高，形成有利的显微结构。使用国产6轴联动5kW连续CO2激光加工机，激光光斑直径2.5~5.5mm，功率密度55~50W/mm2，扫描速度5~10mm/s。在Ni825高温合金上先喷涂NiCoCrAlY合金层，进行第一次激光重熔。表面喷砂处理后再将ZrO2粉等离子喷涂于表面，喷漆黑化，再用激光重熔陶瓷层。切割研磨、抛光10%草酸溶液电解腐蚀，喷碳，然后进行各种分析。图11-53（a）为激光重熔后ZrO2涂层的XPD谱。ZrO2时以立方相和四方相出现