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掺钕硅酸盐磷灰石陶瓷和玻璃陶瓷的重离子外照射
摘要： 本研究旨在比较中能（ME）与快重离子（SHI）辐照对硅酸钕磷灰石陶瓷（Ca2Nd8(SiO4)6O2）造成的损伤，以评估核碰撞效应（针对ME离子）与强电子激发效应（针对SHI离子）。通过膨胀测量和硬度测试研究了宏观诱导变化随注量的函数关系，同时采用X射线衍射、拉曼光谱和掠入射EXAFS（Nd L3边）监测结构改性。在中能辐照（1.9e6.75 MeV金离子）条件下，当注量超过6.22×1013 Au/cm2时出现辐射诱导非晶化，伴随约8%的体积膨胀和37%的硬度下降。快重离子辐照（90 MeV氙离子或35 MeV氩离子）观察到相似的宏观与结构变化。评估得出硅酸钕磷灰石发生非晶化的电子阻止本领阈值为Se≈5 keV/nm。鉴于含锕系元素的磷灰石晶体可能存在于富稀土核玻璃中，还采用995 MeV氙离子对分散于钠钙铝硼硅酸盐简化核玻璃中的硅酸钕磷灰石晶体进行深度约60微米的SHI辐照，以评估晶体膨胀可能导致的残余玻璃开裂情况。尽管玻璃陶瓷中的磷灰石晶体在SHI辐照下发生非晶化，但在玻璃相中（即使邻近最大晶体区域）也未观察到开裂现象，这可归因于SHI离子束诱导的塑性变形（蠕变）使玻璃产生应变弛豫。
关键词： 非晶化、玻璃陶瓷、硅酸钕磷灰石、重离子辐照
更新于2025-09-23 15:23:52
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激光脉冲下石墨壳层中金属纳米颗粒的非晶化
摘要： 研究表明，包裹金属纳米颗粒的石墨壳层能促进金属非晶化并稳定非晶相，防止其再结晶。通过原位电子显微镜实验（观察过程中样品暴露于激光脉冲），证实了石墨壳层中铁和钴纳米晶体的非晶化过程。红外纳秒脉冲使金属快速熔融，并从壳层中溶解碳原子。脉冲作用后液态溶液的快速冷却导致非晶态金属-碳相凝固。该非晶相具有亚稳态特性，可通过重复激光脉冲或缓慢热退火再结晶。再结晶需要异质形核，但在金属-石墨界面处难以发生，因而能稳定非晶相防止其再结晶。实验分析揭示了非晶态金属-碳相的形成机制——即碳在过渡金属中的亚稳态溶液，并表明石墨壳层封装可作为稳定原本不利形成的非晶金属或金属-碳相的有效途径。
关键词： 非晶化、电子显微镜、金属纳米粒子、石墨壳层、激光脉冲
更新于2025-09-16 10:30:52
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压力诱导二维有机-无机杂化钙钛矿(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>PbBr<sub>4</sub>的宽带发射
摘要： 二维Ruddlesden-Popper卤化物钙钛矿通过引入疏水性有机间隔层显著提升了环境稳定性和光学性能多样性，在光电子应用领域引发了广泛研究关注。这种二维钙钛矿中激子自陷导致的宽谱发射现象与可变形结构存在强关联性。本研究通过精细调控晶格畸变以增强静水压条件下激子-声子耦合，观测到具有大斯托克斯位移的层状(001)Pb-Br钙钛矿在可见光区呈现压力诱导的宽带发射。适度压力下带隙收窄约0.5电子伏特，主要源于取向性有机层的高压缩性，证实庞大有机阳离子会显著影响材料结构进而改变其多种特性。高压拉曼与X射线衍射测量证实了有机层与无机层的顺序非晶化过程，揭示了层状晶体结构的特殊性。本文构建的机制为调控二维钙钛矿光学性能提供了新途径。
关键词： 宽带发射、带隙变窄、压力、钙钛矿、非晶化
更新于2025-09-10 09:29:36
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中子辐照碳化硅中的储能释放
摘要： 本研究的目的是通过实验量化先前辐照过的高纯度碳化硅（SiC）在热退火过程中释放的储存能。研究对高缺陷多晶化学气相沉积β-SiC和单晶6H-SiC样品进行了辐照处理，在混合谱裂变反应堆中以约60℃的温度、5×1023至2×102? n/m2（E>0.1 MeV）注量范围（约0.05-20 dpa）进行辐照，旨在量化储存能释放并将其与透射电镜观测到的微观肿胀、晶格膨胀及微观结构相关联。在本研究注量范围内，晶体材料观察到显著肿胀（达8.13%膨胀），并在约1×102? n/m2（E>0.1 MeV）注量时跨越非晶化阈值剂量。非晶化后材料在此辐照条件下呈现11.7%的初始非晶肿胀。伴随晶体SiC产生的异常肿胀，推断在非晶化临界阈值处释放了超过2500 J/g的显著储存能。如预期所示，非晶化后结构储存能降低，测量值约为590 J/g。总体而言，储存能研究结果与现有理论相符，但考虑到观测到的大幅晶体应变，其储存能量级仍属显著。本研究最终结论表明：SiC的储存能与核石墨相当，且与石墨类似，在某些辐照条件下其储存能释放量超过其比热容。
关键词： 中子辐照、非晶化、碳化硅、肿胀、储存能
更新于2025-09-04 15:30:14