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极端条件下B-C-N体系功能材料的合成与表征

作　者: 张剑
导　师: 邹广田；崔啓良
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 功能材料极端条件表征多孔材料相变碳基高温等离子体化学气相输运六角氮化硼表面功能基团
分类号: TB34
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本论文从直流电弧等离子体作用下氮化硼的相变、极端条件下碳基多孔材料的合成、高温高压合成CN相材料的表征及其高压原位同步辐射X射线衍射研究等三个方面介绍了作者在B-C-N体系功能材料的合成与表征领域所做的探索性工作。首次报导了在低于一个标准大气压条件下的高温等离子体中六角氮化硼到立方氮化硼的相变,提出化学气相输运模型对相变的热力学及动力学机制作了半定量的探讨。在直流电弧等离子体中制备了碳基多孔材料,对其结晶结构、微观形貌及表面活性官能团进行了完备的表征,解释了其微观结构及表面功能基团的形成机制。对高温高压下合成的CN材料进行了多种手段的表征,确定了石墨相C3N4及一个可能正交CN相的存在,在此基础上研究了两相在高压作用下的行为特征,拟合了两相的等温状态方程。

全文目录

第一章绪论  8-47
  1.1 B-C-N 体系新材料研究进展  8-9
  1.2 低压下合成立方氮化硼研究进展  9-19
    1.2.1 立方氮化硼的性质与应用  10-12
    1.2.2 立方氮化硼的高温高压合成  12-15
    1.2.3 低压下合成立方氮化硼的研究进展  15-19
  1.3 碳基多孔材料的研究进展  19-30
    1.3.1 碳基多孔材料概述  19-21
    1.3.2 碳基多孔材料合成的新进展  21-29
    1.3.3 碳基多孔材料的表面修饰  29-30
  1.4 C_3N_4 体材料合成的研究进展  30-41
    1.4.1 理论预测的C_3N_4 相  31-36
    1.4.2 体材料C_3N_4 相的合成进展  36-40
    1.4.3 总结与展望  40-41
  1.5 论文选题和研究的意义  41-43
  1.6 本论文研究的目的  43-44
  1.7 本论文研究的主要内容和论文梗概  44-47
第二章直流电弧装置及性能  47-60
  2.1 电弧理论概述  47-51
    2.1.1 电弧的定义  48-49
    2.1.2 电弧的分类  49-50
    2.1.3 电弧的应用  50-51
    2.1.4 直流电弧理论的发展  51
  2.2 直流电弧装置及其性能  51-53
  2.3 直流电弧的物理性质  53-58
    2.3.1 直流电弧的速度分布  53-55
    2.3.2 直流电弧的温度分布  55-57
    2.3.3 直流电弧的电离度分布  57-58
  2.4 本章小结  58-60
第三章直流电弧等离子体中氮化硼的相变  60-76
  3.1 样品的制备与表征  60-63
    3.1.1 样品的制备过程  60-62
    3.1.2 样品的表征  62-63
  3.2 测试结果与讨论  63-71
    3.2.1 粉末X 射线衍射  63-64
    3.2.2 傅立叶变换红外光谱  64-67
    3.2.3 透射电子显微研究  67-68
    3.2.4 X 射线光电子能谱  68-71
  3.3 相变机制的探索  71-74
  3.4 本章小结  74-76
第四章碳基介孔材料的合成与表征  76-93
  4.1 样品的制备与表征  76-79
    4.1.1 样品的制备过程  76-78
    4.1.2 样品的表征  78-79
  4.2 测试结果与讨论  79-87
    4.2.1 化学元素分析  79
    4.2.2 粉末X 射线衍射  79-80
    4.2.3 傅立叶变换红外光谱  80-83
    4.2.4 透射电子显微研究  83-84
    4.2.5 X 射线光电子能谱  84-87
  4.3 合成机制分析  87-91
    4.3.1 t-C 纳米薄片的形成  87-90
    4.3.2 样品中官能团的形成  90-91
  4.4 本章小结  91-93
第五章 CN 材料的表征及原位高压研究  93-109
  5.1 CN 材料的高温高压合成  93-102
    5.1.1 样品的合成  93-94
    5.1.2 样品的表征  94-102
      5.1.2.1 X 射线光电子能谱  94-98
      5.1.2.2 粉末X 射线衍射  98-100
      5.1.2.3 傅立叶变换红外光谱  100-102
  5.2 CN 材料的高压原位同步辐射X 射线衍射研究  102-108
    5.2.1 CN 材料的高压原位同步辐射X 射线衍射  102-106
    5.2.2 CN 材料的等温状态方程  106-108
  5.3 本章小结  108-109
第六章结论和展望  109-114
  6.1 结论  109-112
  6.2 展望  112-114
参考文献  114-131
攻博期间发表的学术论文  131-133
作者简历  133-134
致谢  134-136
附:中英文摘要  136-147

极端条件下B-C-N体系功能材料的合成与表征

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