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概述了自组装薄膜技术的研究现状及意义。并以氨水为催化剂,通过水解正硅酸乙酯制备了乳白色二氧化硅溶胶,采用静电自组装薄膜技术制备了聚电解质二氧化硅复合薄膜,并通过热处理制备了二氧化硅薄膜。采用透射电镜、红外光谱仪、721分光光度计对二氧化硅溶胶和薄膜进行了分析。
第二章冲击压缩下钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3的Grüneisen参数γ、冲击波温度及相稳定性。本章首先概述了用冲击波压缩技术对下地幔矿物的研究现状及其意义。介绍了冲击压缩实验技术及其基础理论,由两组不同初始密度的钙钛矿顽火辉石MgSiO3Hugoniot实验数据,我们直接导出新的钙钛矿顽火辉石MgSiO3重要的地学及高压物理参数之一---Grüneisen参数γ,得γ0值为1.68,q值为1.34(γ=γ0(ρ0/ρ)q),介绍了冲击波温度测量的原理与技术,并由新Grüneisen参数合理地计算了Dai等的顽火辉石(Mg,Fe)SiO3Hugoniot实验数据所对应的冲击波温度。通过对我们计算的P-T曲线与A.R.Oganov由静压实验数据推导出的钙钛矿到后钙钛矿相边界线对比分析,研究了钙钛矿顽火辉石MgSiO3在冲击压力为40~140GPa以上时(相当于下地幔D"层的压力)时的相稳定性。
本论文工作共分为两部分,在第一章我们开展了用静电自组装技术制备二氧化硅纳米复合薄膜的研究。自组装技术是一种在近十多年才发展起来的新型加工制造技术,在纳米科技、纳米材料的研究中有重要作用,特别是静电吸附自组装技术(ElectrostaticSelf-AssemblyMultilayer,ESAM)对纳米复合功能薄膜及其器件的研究具有重要的意义。在对纳米复合薄膜的重要性及自组装技术的发展动态进行综合分析的基础上,开展了利用静电吸附自组装技术制备二氧化硅溶胶及薄膜的研究。采用静电自组装技术制备了聚电解质二氧化硅复合薄膜,并通过热处理制备了二氧化硅薄膜。采用透射电镜、红外光谱仪、721分光光度计对二氧化硅溶胶和薄膜的结构和性能进行了分析研究。
在第二章里我们利用冲击波物理学及热力学理论研究了高温下钙钛矿顽火辉石的物性。
固体地球物理研究认为:钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3-是组成下地幔的主要矿物相,因此其物性对于理解下地幔的物质组分及结构具有至关重要的作用,最近的静高压实验研究表明,钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3-在120GPa和2500K(相当于下地幔条件)下发生了钙钛矿—后钙钛矿相变,那么在冲击压缩条件下是否出现同样的相变呢?最近,Dai等人的冲击波实验数据中在120GPa出现了和后钙钛矿相似的密度跳跃(增大了1.5%),这是由后钙钛矿引起的吗?本章利用已有的关于钙钛矿顽火辉石的冲击波实验数据,直接推导出了钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3的Grüneisen参数,然后计算了其冲击波温度,和前人的数据比较,我们的计算是合理的。结合静高压实验研究得出的(Mg,Fe)SiO3钙钛矿—后钙钛矿相边界进行综合对比和分析,讨论了在40~140GPa冲击压力(相当于下地幔压力条件)范围内钙钛矿顽火辉石(Mg,Fe)SiO3的相稳定性。结果表明在Dai的顽火辉石(Mg,Fe)SiO3Hugoniot实验数据中密度发生的系统性跳跃是由实验误差引起的,而不是钙钛矿到后钙钛矿相变所致。