立方氮化铌的高温高压合成与表征

来源 :四川师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuleizishen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
过渡金属氮化物(TMNx)具有丰富的力学、电学、磁学、超导和催化等性能,在物理和材料等领域受到了广泛关注,硬超导材料立方氮化铌(δ-NbN)就是其代表之一。但由于TMNx在常压下热力学稳定性通常较差,在合成过程中容易高温脱氮,使得理想化学计量比的δ-NbN合成相对困难,大多数样品通常为缺氮相的δ-NbNx,在一定程度上影响了对δ-NbN的物性研究。例如,δ-NbN的体弹模量B0=348GPa就是使用NbN0.90(1)样品在非静水压条件下通过高压原位同步辐射实验测得的,具有一定争议。因此,寻找有效途径合成理想化学计量比的δ-NbN并以之为样品进行物性研究具有重要意义。近年来,高温高压技术被逐步应用到了TMNx的合成中,并成功合成了大量在常压下未能合成的高含氮量TMNx和较难合成的理想化学计量比的TMN。相比于常压,高压条件更有利于提高TMNx的热力学稳定性,有利于高含氮量TMNx和理想化学计量比TMN的合成。因此,本文选用高温高压技术来合成理想化学计量比的δ-NbN,进而开展高压原位同步辐射实验和电阻率、磁化率、室温塞贝克系数测试,并结合第一性原理计算研究δ-NbN的弹性、塑性性质以及能带结构,具体结果如下:首先进行压力和温度标定实验,为合成实验提供了0-15.5GPa、0-1700℃的压力和温度条件保障,然后以KNbO3和hBN为原料在5.5GPa、1400℃条件下成功合成了接近理想化学计量比的δ-Nb N,解决了理想化学计量比δ-NbN的合成困难问题,保障了物性测量的样品需求。以所合成接近理想化学计量比的δ-NbN为样品,在静水压条件下进行高压原位同步辐射实验,得到δ-NbN体弹模量的精确结果B0=319(2)GPa,证明了δ-NbN的强抗压缩能力,为研究抗压缩性能的物理机制提供了重要参考价值。通过电学、磁学和热电测试,得到δ-NbN的超导临界温度和室温塞贝克系数分别为Tc=15.3K和S=4.37uV/K。通过第一性原理计算,得到δ-NbN的单晶弹性常数、体弹模量、剪切模量和泊松比分别为C11=706.1GPa、C12=110.3GPa、C44=93.1GPa、BH=308.9GPa、GH=151.7GPa和v=0.29。研究了δ-NbN在剪切作用下的应力-应变曲线,其最小剪切强度为(111)1 1 2滑移系上的23.4GPa。此外,还计算了δ-NbN的能带结构和分波态密度(PDOS),给出了其表现金属性的理论解释。
其他文献
通过高温熔融法制备了La_2O_3-B_2O_3-Zn O(简称LBZ)系微晶玻璃,利用差热分析(DSC)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了LBZ微晶玻璃的玻璃形成区域、原子的配位状态和相
语文是一门独特的学科,语文教学是一门独特的教学艺术。本文重在探讨高中语文教学中的审美教育。指出语文教学中审美教育的内容,针对目前中学语文教学存在的弊端和现代教育教
采用传统陶瓷法制备锰锌铁氧体,研究了不同V2O_5掺杂量对锰锌铁氧体烧结试样微观结构及磁性能的影响。获得了适用于电磁加热的高性能Mn Zn铁氧体材料。结果表明,适量的掺杂V_
<正>当前,农业银行企业文化核心理念根植活动正在全行如火如荼的展开,这一活动对于进一步推进农行改革和发展必将产生全面而深远的意义和影响。以下,就构成农行企业文化核心
针对双通道腔体滤波器矩形度差、通带插损大的问题,结合带通和带阻滤波器的设计方法,设计了一种新型的双通道滤波器。使用Ansoft设计软件建立拓扑电路和计算耦合系数,使用HFS
随着网络技术的普及,医院信息管理系统已经作为医疗卫生事业的一个重要组成部分,选择一个好的HIS系统至关重要。我院在更换医院信息系统过程中,积极筹划,认真把握更换系统过程中
本文以Hummers法制备的氧化石墨烯溶胶为原料,通过控制水热反应的pH值,研究了不同酸碱度对硫掺杂三维石墨烯的结构及电化学性能的影响。采用扫描电镜对其微观结构进行表征分
自新中国成立以来,特别是经过改革开放三十多年翻天覆地的变化,我国的音乐教育事业从量的转变走向质的飞跃。中国的改革开放发端于农村,可是我国农村的音乐教育水平并未因为