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稀土双硅酸晶体材料研究获新进展

日期: 2023-03-24
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来源:中国科学报


近日,广东省科学院资源利用与稀土开发研究所发光团队与四川大学、广州大学等科研人员开展研究合作,在稀土双硅酸晶体材料研究方面取得新进展。相关研究在线发表于Chemistry Of Materials。

稀土双硅酸盐具有良好的耐高温、强耐蚀、抗热冲击性能,与硅基陶瓷基复合材料基体的热膨胀率匹配好,是航空发动燃气轮机关键热端部件的新一代热障涂层材料。稀土双硅酸盐晶体还具有良好的高温闪烁性能,在特深层资源勘探(辐射测井)领域也具有广阔的应用前景。但稀土双硅酸盐仍存在着晶体类型不明确、相结构转变组分不精准、闪烁性能与结构关系不清晰等问题。

在最新成果中,科研人员通过X射线单晶衍射、粉末Rietveld精修、同步辐射VUV-UV光谱以及二次谐波等技术联用,对稀土双硅酸盐体系进行了系统研究。研究结果更正了正交相E(δ)-稀土双硅酸盐空间群为中心对称的Pnma,而非Pna21非中心群;揭示了三斜相F-稀土双硅酸盐是单斜相G-稀土双硅酸盐是最大translationengleiche子群。

该研究将该体系的63种化合物,归为17种结构类型,并阐明了稀土多面体REOn和Si-O-Si基团排布、连接方式以及多型结构堆叠密度的关联性;从结构-发光的构效关系重新审视了(Gd,La)2Si2O7:Ce的辐射发光性质。

该研究发现对于稀土双硅酸盐体系的稀土组分高熵结构调制和热学/光学性能优化具有重要意义。



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