Nghiên cứu cấu trúc pha trung gian của các ôxit 2 nguyên và 3 nguyên - Luận án Tiến sĩ
Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên là gì? Phân tích chi tiết cấu trúc tinh thể và tính chất vật liệu.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
140
Thời gian đọc
21 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên
- Số trang:
- 140 trang
- Trường:
- Đại học Bách khoa Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Vật lý kỹ thuật
- Tác giả:
- Trần Thùy Dương
- Năm:
- 2019
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên
Nghiên cứu vật liệu vô cơ tập trung vào các hệ ôxit đa cấu tử. Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên đóng vai trò cốt lõi. Chúng quyết định tính chất vật lý và hóa học của vật liệu gốm, thủy tinh và khoáng vật. Quá trình chuyển pha tạo ra nhiều dạng thù hình đặc biệt. Mỗi pha mang một trật tự sắp xếp nguyên tử riêng biệt. Các liên kết ion và cộng hóa trị xen kẽ tạo nên độ bền nhiệt cao. Khảo sát cấu trúc vi mô giúp làm sáng tỏ cơ chế hình thành pha mạng. Phương pháp mô phỏng động lực học phân tử cung cấp bức tranh chi tiết về sự phân bố nguyên tử. Nghiên cứu này mở ra hướng tiếp cận mới trong việc thiết kế vật liệu chịu nhiệt và vật liệu quang học tiên tiến.
1.1. Khái niệm và phân loại các hợp chất trung gian ôxit
Hợp chất trung gian ôxit hình thành từ sự phản ứng giữa hai hoặc nhiều ôxit đơn lẻ. Các hợp chất này xuất hiện phổ biến trong hệ silicat, aluminat và germana. Chúng tồn tại ở cả trạng thái kết tinh lẫn vô định hình. Quá trình tổng hợp thường đòi hỏi nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn. Phân loại cấu trúc dựa trên số lượng cấu tử thành phần. Hệ hai cấu tử tạo thành pha nhị phân. Hệ ba cấu tử tạo thành pha tam phân. Sự phối trí giữa cation và anion ôxy tạo thành các khối đa diện TO4, TO5 hoặc TO6. Các khối đa diện này liên kết qua đỉnh, cạnh hoặc mặt. Mạng lưới không gian hình thành có tính trật tự gần hoặc trật tự khoảng trung đặc thù. Độ bền liên kết quyết định trực tiếp khả năng chịu lực cơ học của vật liệu.
1.2. Bản chất mạng lưới pha hợp thức và pha phi hợp thức
Pha hợp thức có tỷ lệ số lượng nguyên tử tuân theo đúng công thức hóa học lý thuyết. Mạng tinh thể của pha này có độ trật tự cao và ít sai hỏng cấu trúc. Ngược lại, pha phi hợp thức xuất hiện sự thừa hoặc thiếu hụt nguyên tử ôxy và cation. Sự sai lệch tỷ lệ tạo ra các nút khuyết mạng hoặc ion xen kẽ. Hiện tượng này làm thay đổi dẫn điện, tính chất từ và độ bền hóa học. Cấu trúc mạng biến dạng cục bộ xung quanh vị trí khuyết tật. Sự bù trừ điện tích diễn ra thông qua việc thay đổi hóa trị của các ion lân cận. Khảo sát pha phi hợp thức giúp giải thích các quá trình khuếch tán ion trong điều kiện khắc nghiệt.
II. Cân bằng pha nhiệt động học các pha trung gian ôxit
Nhiệt động học cung cấp nền tảng định lượng cho sự chuyển pha trong vật liệu. Trạng thái ổn định của hệ ôxit phụ thuộc vào năng lượng tự do Gibbs. Cân bằng pha nhiệt động học xảy ra khi thế hóa của các cấu tử đạt mức tối thiểu. Sự thay đổi nhiệt độ và áp suất làm dịch chuyển ranh giới cân bằng. Quá trình làm nguội nhanh tạo ra các trạng thái giả bền hoặc pha vô định hình. Mô hình hóa nhiệt động học hỗ trợ dự đoán sự phân tách pha. Dữ liệu này giúp tối ưu hóa quy trình thiêu kết và gia công vật liệu chịu lửa trong công nghiệp.
2.1. Cân bằng nhiệt động học trên giản đồ pha nhị phân
Giản đồ pha nhị phân mô tả trạng thái cân bằng giữa hai cấu tử ôxit độc lập. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ, thành phần và các pha tồn tại. Các hệ điển hình gồm SiO2-MgO, SiO2-CaO và GeO2-Al2O3. Trên giản đồ xuất hiện các điểm eutecti, peritecti và vùng hợp chất nóng chảy không đồng công thức. Đường lỏng và đường rắn phân chia ranh giới giữa pha lỏng và pha tinh thể. Việc đọc giản đồ pha nhị phân giúp xác định điều kiện kết tinh chính xác. Phân tích này cũng chỉ ra khoảng nồng độ xuất hiện các hợp chất trung gian bền vững.
2.2. Sự hình thành cấu trúc trên giản đồ pha tam phân
Giản đồ pha tam phân thể hiện mối quan hệ phức tạp giữa ba cấu tử ôxit trong không gian tam giác Gibbs. Các hệ phổ biến gồm CaO-Al2O3-SiO2 và MgO-Al2O3-SiO2. Cân bằng pha nhiệt động học trong hệ ba cấu tử tạo ra nhiều hợp chất đa thành phần. Ranh giới pha tạo thành các bề mặt lỏng và đường eutectic bậc ba. Sự cạnh tranh tạo mạng giữa các cation dẫn đến sự hình thành nhiều vùng vi cấu trúc dị thể. Nghiên cứu giản đồ tam phân có giá trị lớn trong luyện kim, sản xuất xi măng và chế tạo gốm kỹ thuật cao.
III. Cấu trúc pha trung gian ôxit dạng Perovskite Spinel
Các pha trung gian ôxit thường kết tinh theo các cấu trúc mạng tinh thể kinh điển. Mỗi kiểu mạng sở hữu cách sắp xếp đa diện phối trí đặc thù. Cấu trúc tinh thể quyết định trực tiếp các đặc tính áp điện, sắt từ và siêu dẫn. Mạng tinh thể ôxit cung cấp khung vững chắc cho các phản ứng trao đổi ion. Nghiên cứu sâu về mạng tinh thể giúp tối ưu hóa vật liệu chức năng ứng dụng trong điện tử. Quá trình biến tính mạng lưới tạo ra các vật liệu mới có hiệu suất vượt trội. Phân tích nhiễu xạ tia X và mô phỏng số làm sáng tỏ các tương tác liên nguyên tử phức tạp trong không gian đa chiều.
3.1. Đặc trưng tinh thể cấu trúc Perovskite và Spinel
Cấu trúc Perovskite có công thức tổng quát dạng ABO3. Cation A có kích thước lớn nằm tại các hốc khối tám mặt, còn cation B nhỏ hơn chiếm vị trí trung tâm bát diện BO6. Mạng lưới này có tính linh hoạt hình học cao, dễ dàng biến dạng mạng để tạo ra tính chất sắt điện và dẫn ion tốt. Trong khi đó, cấu trúc Spinel có công thức tổng quát AB2O4. Cation chiếm cả hốc tứ diện và hốc bát diện trong mạng ôxy xếp chặt lập phương. Cấu trúc Spinel đóng vai trò then chốt trong chế tạo vật liệu từ tính, cảm biến và xúc tác điện hóa. Cả hai cấu trúc này đều thể hiện độ ổn định cấu trúc vượt trội dưới tác động nhiệt.
3.2. Cấu trúc Pyrochlore và cấu trúc Garnet chịu áp lực
Cấu trúc Pyrochlore có công thức A2B2O7, phái sinh từ mạng fluorite với một phần tám vị trí ôxy bị khuyết. Mạng Pyrochlore có khả năng dung nạp nhiều loại nguyên tố phóng xạ và chịu được hư hỏng bức xạ nghiêm trọng. Bên cạnh đó, cấu trúc Garnet có công thức A3B2C3O12, nổi bật với hệ thống ba vị trí phối trí gồm tứ diện, bát diện và khối tám mặt phối trí 8. Cấu trúc Garnet thể hiện độ bền cơ học cao, trở thành chất nền lý tưởng cho laser rắn và màng quang từ. Khi chịu áp suất nén cực hạn, cả hai cấu trúc đều trải qua quá trình tái sắp xếp liên kết, hạn chế sự sụp đổ thể tích đột ngột.
IV. Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 nguyên dưới áp suất
Áp suất cao làm biến đổi mạnh mẽ cấu trúc vi mô của các ôxit hai nguyên. Khoảng cách liên kết giữa cation và anion bị rút ngắn đáng kể khi áp suất tăng từ 0 đến 100 GPa. Mật độ vật liệu tăng lên tương ứng theo cấp số nén. Dưới tác động áp suất, các đơn vị phối trí sắp xếp lại để giảm thiểu thể tích và năng lượng tự do. Nghiên cứu trên GeO2 và SiO2 chỉ ra sự chuyển pha liên tục từ cấu trúc mạng mở sang cấu trúc đặc khít. Hàm phân bố xuyên tâm và phân bố góc liên kết phản ánh rõ nét sự tái cấu trúc này. Các kỹ thuật phân tích số phối trí khẳng định sự dịch chuyển từ phối trí 4 lên phối trí 5 và 6.
4.1. Biến đổi trật tự gần của mạng GeO2 và mạng SiO2
Ở điều kiện thường, GeO2 và SiO2 tồn tại chủ yếu ở dạng tứ diện GeO4 và SiO4 với số phối trí 4. Khi áp suất tăng cao, cấu trúc trật tự gần thay đổi sâu sắc. Đỉnh thứ nhất của hàm phân bố xuyên tâm dịch chuyển về phía khoảng cách lớn hơn và có sự tách đỉnh rõ rệt. Hiện tượng này phản ánh sự xuất hiện đồng thời của các liên kết Si-O hoặc Ge-O với độ dài khác nhau. Số phối trí trung bình tăng dần từ 4 lên 5 và đạt giá trị 6 tại áp suất cao. Sự chuyển đổi này kéo theo sự hình thành các khối đa diện GeO5, GeO6, SiO5 và SiO6. Mạng lưới chuyển dịch từ trật tự không gian thưa sang trạng thái nén đặc.
4.2. Sự chuyển dịch số phối trí và liên kết đa diện
Sự thay đổi số phối trí dẫn đến sự biến đổi trong cấu trúc trật tự khoảng trung. Ở áp suất thấp, các khối đa diện liên kết chủ yếu thông qua liên kết chung góc. Khi áp suất tăng, số lượng liên kết chung cạnh và chung mặt tăng lên nhanh chóng. Các đám liên kết chung cạnh phát triển kích thước và kết nối thành mạng lưới liên tục. Sự chuyển đổi từ liên kết chung góc sang chung cạnh giúp hệ thống phân tán ứng suất nén hiệu quả hơn. Ôxy cầu duy trì tính kết nối của khung mạng, trong khi ôxy ba cầu xuất hiện tại các điểm nối mật độ cao. Quá trình này tạo nên pha trung gian đặc khít với các đặc tính quang nhiệt mới lạ.
V. Cấu trúc pha trung gian ôxit 3 nguyên hệ Silicate
Các hệ ôxit ba nguyên đóng vai trò quan trọng trong khoa học vật liệu và địa chất học. Sự xuất hiện của nguyên tố thứ ba làm thay đổi cấu trúc mạng lưới silica truyền thống. Tương tác giữa cation tạo mạng, cation điều chỉnh mạng và cation trung gian tạo nên tính chất phức tạp. Nghiên cứu tập trung vào hệ MgO-SiO2, CaO-SiO2 và Al2O3-SiO2. Phương pháp động lực học phân tử giúp xác định vị trí không gian của từng loại ion. Các kết quả phân tích cung cấp hiểu biết định lượng về cơ chế tạo khuyết tật và dẫn điện ion trong thủy tinh silicat.
5.1. Vai trò điều chỉnh mạng của ion magie và canxi
Ion magie (Mg2+) và canxi (Ca2+) đóng vai trò là các chất điều chỉnh mạng lưới trong pha silicat. Khi đưa MgO hoặc CaO vào mạng SiO2, các liên kết Si-O-Si bị phá vỡ. Quá trình này chuyển hóa các ôxy cầu thành các ôxy không cầu. Ôxy không cầu mang điện tích âm cục bộ và tạo liên kết ion với Mg2+ hoặc Ca2+. Sự xuất hiện của ôxy không cầu làm giảm mức độ liên kết không gian của mạng Si-O. Cấu trúc mạng trở nên linh động hơn, làm giảm độ nhớt và hạ nhiệt độ nóng chảy của pha thủy tinh. Các đám MgOx hoặc CaOx phân bố xen kẽ trong các hốc rỗng của khung silica, tạo nên sự cân bằng điện tích toàn cục.
5.2. Vai trò trung gian của ion nhôm trong mạng silica
Ion nhôm (Al3+) đóng vai trò là nguyên tố trung gian linh hoạt trong mạng silicat. Nhôm có thể tham gia tạo mạng dưới dạng tứ diện AlO4 hoặc đóng vai trò điều chỉnh mạng dưới dạng AlO5 và AlO6. Khi Al3+ thay thế vị trí của Si4+ trong tứ diện SiO4, một điện tích âm dư thừa được tạo ra. Điện tích này cần được bù trừ bởi các cation kiềm hoặc kiềm thổ lân cận. Ngoài ra, trong mạng còn xuất hiện các liên kết ba cụm tricluster Si-O-Al hoặc Al-O-Al. Sự hiện diện của nhôm giúp gia tăng độ bền hóa học và độ cứng cơ học của pha trung gian ôxit. Mạng lưới aluminosilicat duy trì độ kết nối cao ngay cả ở nhiệt độ nóng chảy.
VI. Ứng dụng cấu trúc pha trung gian ôxit xử lý rác thải
Công nghệ xử lý rác thải phóng xạ đòi hỏi vật liệu lưu trữ có độ bền cấu trúc siêu việt. Các pha trung gian ôxit được sử dụng làm ma trận gốm để cô lập các hạt nhân phóng xạ nguy hại. Cấu trúc tinh thể và thủy tinh ôxit ngăn chặn sự rò rỉ đồng vị phóng xạ ra môi trường sinh thái. Khả năng dung nạp các cation kích thước lớn và hóa trị biến đổi là ưu điểm nổi bật của vật liệu này. Nghiên cứu vi cấu trúc giúp dự báo tuổi thọ của khối lưu trữ trong hàng triệu năm.
6.1. Cố định chất thải phóng xạ trong khuôn ma trận ôxit
Các ma trận gốm ôxit như Synroc, chứa pha Spinel, Perovskite và Pyrochlore, đóng vai trò cô lập chất thải hạt nhân mức độ cao. Các hạt nhân phóng xạ như Urani, Plutoni và Caesi được tích hợp trực tiếp vào mạng tinh thể của pha trung gian. Cation phóng xạ thay thế vào các vị trí mạng phù hợp và được bao bọc bởi các đa diện ôxy bền vững. Cấu trúc Garnet và Pyrochlore giữ chặt các ion này nhờ liên kết hóa học mạnh mẽ. Quá trình cố định hóa học ngăn chặn hiện tượng rửa trôi dưới tác động của nước ngầm. Ma trận ôxit bảo đảm an toàn phóng xạ tuyệt đối trong các kho lưu trữ địa chất sâu.
6.2. Độ bền cấu trúc ôxit trước bức xạ và nhiệt độ cao
Dưới tác động của bức xạ hạt nhân và phân rã phóng xạ tự nhiên, vật liệu lưu trữ liên tục chịu sự bắn phá của hạt alpha và mảnh phân hạch. Quá trình này gây ra sai hỏng mạng và chuyển pha sang trạng thái vô định hình. Các pha trung gian ôxit có khả năng tự phục hồi cấu trúc thông qua cơ chế tái sắp xếp cation ở nhiệt độ nâng cao. Cấu trúc mạng chịu được ứng suất nhiệt sinh ra từ năng lượng phân rã hạt nhân mà không bị nứt vỡ. Độ bền nhiệt động học cao của các liên kết M-O đảm bảo tính toàn vẹn cơ lý qua hàng nghìn năm. Việc kiểm soát cấu trúc pha trung gian là chìa khóa then chốt cho công nghệ hạt nhân an toàn.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (140 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trần Thùy Dương NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC PHA TRUNG GIAN CỦA CÁC ÔXIT 2 NGUYÊN VÀ 3 NGUYÊN Ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số: 9520401 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS NGUYỄN VĂN HỒNG Hà Nội - 2019 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án trung thực, chưa từng được tác giả nào công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS Nguyễn Văn Hồng Trần Thùy Dương LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.
Nguyễn Văn Hồng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện làm việc của các thầy cô trong Bộ môn Vật lý tin học, Viện Vật lý kỹ thuật và Phòng Đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã dành cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện luận án. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, đồng nghiệp đã dành nhiều tình cảm, động viên giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn để hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Trần Thùy Dương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU.1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.
Ảnh hưởng của áp suất lên cấu trúc mạng của các vật liệu Ôxit.2 Ứng dụng của vật liệu ôxit trong việc xử lý rác thải hạt nhân. Tổng quan chung về xử lý rác thải hạt nhân. SiO2 và MgO. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.
Xây dựng mô hình. Phương pháp phân tích cấu trúc. Hàm phân bố xuyên tâm. Số phối trí.
Phân bố khoảng cách và góc liên kết. Phân bố các loại ôxy cầu – ôxy không cầu. Phân bố các loại liên kết góc – cạnh – mặt. Phân bố các loại liên kết tricluster (A-O-B).
Phân bố các đám (đám TOx, OTy, đám liên kết chung cạnh, góc, mặt) 37 CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT LÊN CẤU TRÚC CỦA CÁC VẬT LIỆU ÔXIT. Cấu trúc trật tự gần. Cấu trúc trật tự khoảng trung.
Sự tách đỉnh thứ nhất trong hàm phân bố xuyên tâm. Cấu trúc trật tự gần. Cấu trúc trật tự khoảng trung trong mối quan hệ với cấu trúc mạng. Kết luận chương.
VAI TRÒ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐIỀU CHỈNH MẠNG VÀ NGUYÊN TỐ TRUNG GIAN TRONG MẠNG Si-O. Vai trò của nguyên tố điều chỉnh mạng (Mg) trong mạng Si-O. Vai trò của nguyên tố trung gian (Al) trong mạng Si-O. Cơ chế tạo ra các điện tích âm trong mạng Si-O của các nguyên tố điều chỉnh mạng.
Kết luận chương. 90 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN.91 TÀI LIỆU THAM KHẢO.92 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐLHPT Động lực học phân tử HPBXT Hàm phân bố xuyên tâm Si Nguyên tử Silic Ge Nguyên tử Gemani Mg Nguyên tử Magiê Ca Nguyên tử Canxi Al Nguyên tử Nhôm O Nguyên tử ôxy BO Nguyên tử ôxy cầu NBO Nguyên tử ôxy không cầu BKS Van Beets – Kramer – Van Santen OG Oganov NPT Số hạt, áp suất và nhiệt độ không đổi NVE Số hạt, thể tích và năng lượng không đổi NRM Cộng hưởng từ hạt nhân EXAFS Quang phổ hấp thụ tia X SRO Cấu trúc trật tự gần IRO Cấu trúc trật tự khoảng trung 1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần (%) của một số loại thủy tinh Bảng 2.1 Các thông số của hàm thế tương tác BKS cho hệ SiO2 Bảng 2.2 Các thông số của hàm thế OE đối với hệ GeO2 Bảng 2.3 Các thông số của hàm thế tương tác cho hệ CaO.4 Các thông số của hàm thế tương tác OGANOV cho hệ MgO.5 Các thông số của hàm thế tương tác cho hệ Al2O3.6 Thông số của các mẫu ôxit được nghiên cứu trong luận án Bảng 3.1 Mật độ của mẫu GeO2 ở nhiệt độ 3500K ứng với dải áp suất 0÷100 GPa Bảng 3.2 Phân bố kích thước của GeO4, GeO5 (màu xanh), GeO6 (màu đỏ) ở các áp suất khác nhau, trong đó Nc là số lượng của đám và Na là số lượng các nguyên tử trong đám Bảng 3. Phân bố liên kết chung góc, chung cạnh, chung mặt ở các áp suất khác nhau Bảng 3.4 Phân bố kích thước các đám liên kết chung cạnh (các đơn vị GeO x liên kết với nhau thông qua liên kết chung góc) Bảng 3.5 Phân bố kích thước đám liên kết chung mặt (các đơn vị GeO x liên kết với nhau thông qua liên kết chung mặt) Bảng 3.6 Phân bố kích thước đám SiO 4 (màu đen), SiO5 (màu xanh) và SiO6 (màu đỏ) ở các áp suất khác nhau. Nc là số lượng các đám, Na là số nguyên tử trong một đám Bảng 3.7 Phân bố số lượng các liên kết chung góc, chung cạnh và chung mặt ở các áp suất khác nhau Bảng 3.8 Phân bố kích thước của các đám liên kết chung cạnh ở các áp suất khác nhau (Nc là số lượng các đám, Na là số lượng nguyên tử trong đám) Bảng 3.9 Phân bố kích thước của các đám liên kết chung mặt ở các áp suất khác nhau (Nc là số lượng các đám, Na là số lượng nguyên tử trong đám) 2 Bảng 4.1 Phân bố số phối trí Si-O và Mg-O của SiO2 and MgO.SiO2 ở 300K và 3200 K Bảng 4.2 Phân bố số phối trí O-Si của mạng SiO 2 và O-T (T=Si, Mg) của mạng MgO.SiO2 ở 300K và 3200K Bảng 4.3 Phân bố của ôxy tự do (FO), ôxy cầu (BO), ôxy không cầu (NBO), các ôxy chỉ liên kết với Si (OSi) và các ôxy liên kết với cả Si và Mg (OSi, Mg) trong mạng MgO.4 Phân bố các đám SiO x, SiO4 và SiO5 trong mạng MgO.SiO2 ở nhiệt độ 300K và 3200K Bảng 4.5 Phân bố liên kết chung góc và chung cạnh trong SiO 2 và MgO.SiO2 ở nhiệt độ 300K và 3200K Bảng 4.6 Phân bố số lượng và kích thước các mạng con SiO x ở các áp suất khác nhau, trong đó Ns là số lượng các mạng con và Na là số lượng các nguyên tử trong mạng Bảng 4.7 Phân bố số lượng và kích thước các mạng con AlO x ở các áp suất khác nhau, trong đó Ns là số lượng các mạng con và Na là số lượng các nguyên tử trong mạng.8 Phân bố số lượng và kích thước của đám SiO 4 (màu xanh), SiO5 (đỏ), SiO6 (đen) ở các áp suất khác nhau, trong đó Nc là số lượng đám và Na là số nguyên tử trong một đám Bảng 4.9 Phân bố số lượng và kích thước của đám AlO 3, AlO4, AlO5, AlO6 ở các áp suất khác nhau, trong đó Nc là số lượng đám và Na là số nguyên tử trong một đám Bảng 4.10 Phân bố quy mô kích thước của các đám SiO 4, SiO5 và SiO6 lớn nhất trong không gian ba chiều Bảng 4.11 Phân bố quy mô kích thước của các đám AlO 3, AlO4, AlO5 và AlO6 lớn nhất trong không gian ba chiều Bảng 4.12 Phân bố số lượng và kích thước của các đám OSi y (O chỉ liên kết với Si) trong đó Nc là số lượng đám và Na là số nguyên tử trong một đám 3 Bảng 4.13 Phân bố số lượng và kích thước của các đám OAl y (O chỉ liên kết với Al) trong đó Nc là số lượng đám và Na là số nguyên tử trong một đám Bảng 4.14 Phân bố các loại liên kết OT m chủ yếu (%) trong mạng MgO.SiO2 ở nhiệt độ khác nhau Bảng 4.15 Phân bố các loại liên kết OTm chủ yếu (%) trong mạng CaO.SiO2 ở các áp suất khác nhau 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Vị trí đỉnh thứ nhất và thứ hai của G(r) Hình 1.2 Sơ đồ khối về quá trình thủy tinh hóa rác thải phóng xạ Hình 1.3 Mô hình cấu trúc mạng của thủy tinh đa thành phần dùng trong xử lý rác thải hạt nhân Hình 1.4 Đồ thị sự phụ thuộc của tỷ lệ NBO và BO vào lượng lượng P2O5 Hình 1.5 Vị trí của Zn trong mạng thủy tinh (a); Vị trí của Zr trong mạng thủy tinh Hình 2.1 Minh họa ôxy cầu, ôxy không cầu trong mạng silicat Hình 2.2 Minh họa các loại liên kết góc, cạnh, mặt Hình 2.3 Đám SiO4 với 107 nguyên tử (trái) và đám SiO5 với 36 nguyên tử ở 3200K, trong đó màu đen là nguyên tử Si, màu vàng là nguyên tử O Hình 2.4 Các đám có liên kết chung góc, chung cạnh và chung mặt Hình 3.1 Hàm phân bố xuyên tâm của các cặp Ge-Ge, Ge-O và O-O Hình 3.2 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Ge-Ge ở các áp suất khác nhau Hình 3.3 Phân bố góc Ge-O-Ge và phân bố khoảng cách liên kết Ge-O thay đổi theo áp suất Hình 3.4 Phân bố của GeOx (x=4, 5, 6) như một hàm của áp suất Hình 3.5 Phân bố đám GeO4 (đen), đám GeO5, đám GeO6 trong mô hình ở áp suất 9, 12, 15 và 20 GPa Hình 3.6 Các đám GeOx điển hình ở áp suất 20 GPa Hình 3.7 Đám liên kết chung mặt đặc trưng gồm 120 nguyên tử ở áp suất 30 GPa (trái) và đám liên kết chung góc gồm 452 nguyên tử ở áp suất 9 GPa 5 Hình 3.8 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Ge-Ge của các đám GeO4, GeO5 và GeO6 ở áp suất 20 GPa Hình 3.9 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Ge-Ge liên kết với nhau thông qua các liên kết chung góc, chung cạnh và chung mặt Hình 3.10 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Si-O ở các áp suất khác nhau Hình 3.11 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Ca-O ở các áp suất khác nhau Hình 3.12 Phân bố số phối trí Si-O như một hàm của áp suất Hình 3.13 Phân bố số phối trí Ca-O theo áp suất Hình 3.14 Phân bố góc liên kết (bên trái) và độ dài liên kết (bên phải) của SiO4, SiO5 và SiO6 ở các áp suất khác nhau Hình 3.15 Hàm phân bố xuyên tâm của cặp Si-Si ở các áp suất khác nhau Hình 3.16 Các loại đám: đám SiO4 (53 nguyên tử), đám SiO5 (55 nguyên tử) và đám SiO6 (35 nguyên tử) tương ứng từ trái sang phải Hình 3.17 Đám liên kết chung cạnh gồm 202 nguyên tử ở áp suất 100 GPa Hình 3.18 Đám liên kết chung mặt gồm 26 nguyên tử ở áp suất 100 GPa Hình 3.19 Các hàm phân bố xuyên tâm của cặp Si-Si đối với các tập hợp SiO4, SiO5 và SiO6 ở áp suất 40 GPa Hình 3.20 Các hàm phân bố xuyên tâm của cặp Si-Si liên hết với nhau thông qua các liên kết chung góc, chung cạnh, chung mặt Hình 4.1 Hàm phân bố xuyên tâm gSi-O(r) của SiO2 và MgO.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Trần Thùy Dương (2019). Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/hoa-hoc/hoa-huu-co/nghien-cuu-cau-truc-pha-trung-gian-cac-oxit-2-3-nguyen
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" nghiên cứu về vấn đề gì?
Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên là gì? Phân tích chi tiết cấu trúc tinh thể và tính chất vật liệu.
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2019.
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" thuộc chuyên ngành Vật lý kỹ thuật. Danh mục: Hóa Hữu Cơ.
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" có bao nhiêu trang?
Luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" có 140 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Cấu trúc pha trung gian ôxit 2 và 3 nguyên" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.