玻璃形成动力学和热力学关联的研究及其应用
发布时间：2021-05-14 16:59
玻璃态材料无论在工业生产还是日常生活中都具有极其重要的作用,但人们对于玻璃态材料本质与玻璃化转变的认识却十分有限。明确玻璃化转变过程中热力学与动力学的作用及其两者之间存在的关联,对认识玻璃化转变和玻璃态本质,指导玻璃态材料的设计合成具有十分重要的意义。在本文中,我们首先采用焓弛豫手段研究了硫族Ge22Se78以及多种不同玻璃体系的玻璃化转变特征,明确了玻璃化转变过程中的关键动力学参量;利用X射线衍射和拉曼光谱,结合动力学参量脆性系数m和非指数性系数βKWW分析了物质的结构特征,揭示了Ge22Se78玻璃态的结构特征为GeSe4四面体和（Se）n链基本结构单元共同存在,而并非只有GeSe4四面体;同时对比了不同玻璃形成体系的焓弛豫特征,建立了脆性系数m与焓弛豫谱对称性之间的关联,表明m值越小,焓弛豫谱对称性越强。随后,为了明确热力学与动力学在玻璃形成中的作用,本文对离子化合物偏磷酸钠（NaPO3
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 玻璃态和玻璃化转变
1.2.1 玻璃态
1.2.2 玻璃化转变
1.2.3 过冷液体
1.3 玻璃化转变的研究方法
1.3.1 理论模型
1.3.2 实验测量方法
1.3.3 计算机模拟
1.4 玻璃形成及稳定性
1.4.1 玻璃形成热力学与动力学及相关判据
1.4.2 玻璃态稳定性
1.5 研究目的及意义
1.6 研究内容及思路
第2章 实验样品制备与测试方法
2.1 样品制备
2.2 实验设备及测试方法
2.2.1 高温箱式电阻炉
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 拉曼光谱分析
2.2.4 能谱分析
2.2.5 差示扫描量热分析(DSC)
2.2.6 真空封装设备与操作
2.2.7 真空甩带设备与操作
2.2.8 放电等离子烧结技术(SPS)
2.2.9 六面顶压机
2.2.10 热电性能测试
第3章 动力学脆性与弛豫焓关联的研究
3.1 引言
3.2 通过焓弛豫方法确定脆性系数m
3.2.1 玻璃态样品的分析与表征
3.2.2 脆性系数m的研究
3.2.3 非指数性系数β_(KWW)和非线性系数x的研究
3.2.4 通过脆性系数m和非指数性系数β_(KWW)对结构认识的研究
3.3 脆性系数m与弛豫焓之间的关联
3.4 本章小结
第4章 动力学熔点粘度与热力学熔化熵关联的研究
4.1 引言
4.2 玻璃形成能力的定量表征
4.3 玻璃形成关键动力学与热力学因素的研究
4.3.1 熔点粘度ηm对玻璃形成的作用
4.3.2 熔化熵ΔSm对玻璃形成的作用
4.4 熔点粘度与熔化熵之间的关联
4.5 本章小结
第5章 动力学脆性与熔化熵关联的理论研究
5.1 引言
5.2 熔化熵的构成与理论分析
5.3 脆性系数m与熔化熵之间的关联
5.4 熔点温度和熔化体积与熔化熵之间的关联
5.5 离子性与熔化熵之间的关联
5.6 本章小结
第6章 基于动力学与热力学研究设计新型玻璃态材料
6.1 引言
6.2 碲基玻璃态材料的设计思路和玻璃化转变研究
6.2.1 碲基玻璃形成的设计思路
6.2.2 (PbTe)_x(In_2Te_3)_(100-x)体系玻璃化转变研究
6.2.3 (PbTe)_x(Ga_2Te_3)_(100-x)体系玻璃化转变研究
6.2.4 (PbTe)_x(Ga_2Te_3)_(100-x)体系最佳玻璃形成组分点确定
6.3 块体玻璃态(PbTe)_(61)(Ga_2Te_3)_(39) 材料的制备
6.3.1 块体玻璃态材料制备与分析方法
6.3.2 工艺探究
6.4 块体玻璃态(PbTe)_(61)(Ga_2Te_3)_(39) 样品的性能分析
6.4.1 热导率分析
6.4.2 Seebeck系数和电导率分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]玻璃态物质的本质[J]. 张勤远,王伟超,姜中宏. 科学通报. 2016(13)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[3]金属玻璃研究简史[J]. 汪卫华. 物理. 2011(11)
本文编号：3186004
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 玻璃态和玻璃化转变
1.2.1 玻璃态
1.2.2 玻璃化转变
1.2.3 过冷液体
1.3 玻璃化转变的研究方法
1.3.1 理论模型
1.3.2 实验测量方法
1.3.3 计算机模拟
1.4 玻璃形成及稳定性
1.4.1 玻璃形成热力学与动力学及相关判据
1.4.2 玻璃态稳定性
1.5 研究目的及意义
1.6 研究内容及思路
第2章 实验样品制备与测试方法
2.1 样品制备
2.2 实验设备及测试方法
2.2.1 高温箱式电阻炉
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 拉曼光谱分析
2.2.4 能谱分析
2.2.5 差示扫描量热分析(DSC)
2.2.6 真空封装设备与操作
2.2.7 真空甩带设备与操作
2.2.8 放电等离子烧结技术(SPS)
2.2.9 六面顶压机
2.2.10 热电性能测试
第3章 动力学脆性与弛豫焓关联的研究
3.1 引言
3.2 通过焓弛豫方法确定脆性系数m
3.2.1 玻璃态样品的分析与表征
3.2.2 脆性系数m的研究
3.2.3 非指数性系数β_(KWW)和非线性系数x的研究
3.2.4 通过脆性系数m和非指数性系数β_(KWW)对结构认识的研究
3.3 脆性系数m与弛豫焓之间的关联
3.4 本章小结
第4章 动力学熔点粘度与热力学熔化熵关联的研究
4.1 引言
4.2 玻璃形成能力的定量表征
4.3 玻璃形成关键动力学与热力学因素的研究
4.3.1 熔点粘度ηm对玻璃形成的作用
4.3.2 熔化熵ΔSm对玻璃形成的作用
4.4 熔点粘度与熔化熵之间的关联
4.5 本章小结
第5章 动力学脆性与熔化熵关联的理论研究
5.1 引言
5.2 熔化熵的构成与理论分析
5.3 脆性系数m与熔化熵之间的关联
5.4 熔点温度和熔化体积与熔化熵之间的关联
5.5 离子性与熔化熵之间的关联
5.6 本章小结
第6章 基于动力学与热力学研究设计新型玻璃态材料
6.1 引言
6.2 碲基玻璃态材料的设计思路和玻璃化转变研究
6.2.1 碲基玻璃形成的设计思路
6.2.2 (PbTe)_x(In_2Te_3)_(100-x)体系玻璃化转变研究
6.2.3 (PbTe)_x(Ga_2Te_3)_(100-x)体系玻璃化转变研究
6.2.4 (PbTe)_x(Ga_2Te_3)_(100-x)体系最佳玻璃形成组分点确定
6.3 块体玻璃态(PbTe)_(61)(Ga_2Te_3)_(39) 材料的制备
6.3.1 块体玻璃态材料制备与分析方法
6.3.2 工艺探究
6.4 块体玻璃态(PbTe)_(61)(Ga_2Te_3)_(39) 样品的性能分析
6.4.1 热导率分析
6.4.2 Seebeck系数和电导率分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]玻璃态物质的本质[J]. 张勤远,王伟超,姜中宏. 科学通报. 2016(13)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[3]金属玻璃研究简史[J]. 汪卫华. 物理. 2011(11)
本文编号：3186004
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3186004.html
