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“材料制备过程物理化学”研究梯队简介
发布时间:2011-5-22    立即打印    

“材料制备过程物理化学”研究梯队简介

梯队负责人:邢献然 教授  

梯队成员:  邢献然,于然波,陈骏,刘桂荣 

研究方向:  相图与相结构,冶金热力学与冶金过程反应机理, 负热膨胀、新型功能材料与稀土材料制备过程物理化学

梯队简介: 

材料制备过程物理化学是运用现代物理化学手段对冶金和材料制备过程的物相变化和反应机理进行深入研究,以期探讨物相在有价元素提取和功能化合物制备过程中的演变规律和复杂反应历程。主要成果如下:

1) 钛铁矿(FeTiO3)高温预氧化过程复杂,国际上一直争议较大。我们通过晶体结构和热力学分析发现,攀西钛铁矿(FeTiO3)高温预氧化过程,温度是制约因素,在1100oC以上空气中预氧化8个小时,可以完全转化成纯假板钛矿(Fe2TiO5),而没有任何杂相产生。钛铁矿(FeTiO3)在氧化过程中多余的Ti随机占在4c和8f位置,形成固溶化合物 (Fe,Ti)2TiO5。而(Fe,Ti)2TiO5是一种自旋玻璃态铁磁材料,实际上我们提供了一种经济、环保、大规模制备的磁性材料的新工艺。
     
2)在国际上率先开展PbTiO3基负热膨胀(NTE)钙钛矿材料研究。ABO3钙钛矿材料是性能丰富的功能陶瓷家族,其热膨胀调控及其与性能的关联对功能陶瓷应用至关重要。我们系统研究了从-150到1000OC时PbTiO3的热膨胀性,通过A位、B位加杂,对PbTiO3基化合物的晶体结构、电子结构、晶格动力学、电学性质、热膨胀性进行深入研究,找出TEC的变化规律,实现了热膨胀系数和铁电性质的可控制备。如我们制备出定膨胀正阻温系数的PST功能陶瓷、NTE导电陶瓷、零膨胀陶瓷等,获国家授权专利4件,发表国际论文20余篇。

3)发展了熔盐合成方法,实现了钙钛矿材料的熔盐法可控制备。通过熔盐介质、表面活性剂、前驱体等的选取,在熔体中能够大量制备出球形、方块、棒状和纤维状的PbTiO3单晶微米粉体,反应物TiO2在NaCl熔盐介质中熔解度很小,充当模板剂作用,熔盐反应机理属“模板生成”过程。提出了一种熔盐法快速制备BiFeO3纳米晶的方法,在熔体中20分钟就可以大规模合成出常规方法难以制备的高纯BiFeO3多铁性粉体材料。

4)用共沉淀、水热等方法对系列稀土功能氧化物的尺寸和形貌进行可控合成。在简单的水热体系中,成功获得了CeO2纳米八面体颗粒和一维纳米棒,机理研究发现, Na3PO4水解引起的pH值变化影响了CeO2生长习性,使零维CeO2八面体颗粒经由团聚自组装-溶解-重结晶-定向生长的过程,实现了CeO2一维纳米结构的定向生长。

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