過渡金屬輕元素化合物通常擁有著非常優(yōu)異的性能,例如:高硬度、催化、抗氧化、耐腐蝕等,并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。而其硬度特性,尤其是影響硬度的物理機(jī)制,一直是研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。已有的大量研究表明高硬度物質(zhì)應(yīng)具備--高的價電子數(shù)和高的輕元素含量兩個特征,并建立了許多的硬度模型。然而這些硬度模型僅能解釋部分的實驗結(jié)果,即還存在著被忽略的硬度影響因素。如在過渡金屬輕元素化合物中,金屬原子對硬度的影響,尤其是過渡金屬d電子的電子狀態(tài)對硬度的作用。深入探討金屬電子行為對硬度的影響,不僅有利于新型高硬度多功能材料的設(shè)計和開發(fā),還對加深材料硬度的理解以及完善硬度模型具有十分重要的意義。過渡金屬氮化物是一類重要的過渡金屬輕元素化合物,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。但是由于高溫下氮化物熱穩(wěn)定性差,利用傳統(tǒng)方法制備高質(zhì)量的氮化物仍然十分困難,如得到的氮化物含有大量的氮空缺,產(chǎn)物的混相現(xiàn)象較為普遍。盡管高壓效應(yīng)能有效提高氮化物的高溫?zé)岱�(wěn)定性、抑制氮原子的耗散,但合適前驅(qū)體的選擇、高壓下反應(yīng)路徑的控制更是高壓合成氮化物的關(guān)鍵。本論文以第四副族過渡金屬氮化物為研究主體。首先研究NaN₃與金屬氯...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 硬質(zhì)材料與材料的硬度
        1.1.1 傳統(tǒng)的輕元素化合物的硬度
        1.1.2 硬質(zhì)輕元素化合物與過渡金屬輕元素化合物
    1.2 過渡金屬氮化物
        1.2.1 過渡金屬氮化物的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 過渡金屬氮化物的制備方法
    1.3 基于原子尺度的硬度機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.4 高壓科學(xué)研究的重要性
    1.5 選題的依據(jù)和主要內(nèi)容
第二章 高壓實驗裝置
    2.1 高壓實驗裝置
        2.1.1 國產(chǎn)六面頂壓機(jī)
        2.1.2 金剛石對頂砧
第三章 MoN的合成以及其硬度研究
    3.1 研究現(xiàn)狀
    3.2 MoN的合成與表征
        3.2.1 樣品的合成與提純
        3.2.2 MoN樣品燒結(jié)前后的XRD衍射及結(jié)構(gòu)分析
        3.2.3 MoN樣品燒結(jié)前后的SEM形貌表征及EDS成分分析
    3.3 樣品的維氏硬度測試
    3.4 MoN的電子結(jié)構(gòu)特征及計算硬度
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于CrN和WN研究d電子對材料硬度的影響
    4.1 研究現(xiàn)狀
    4.2 CrN、W₂N₃和WN的合成與表征
        4.2.1 樣品的合成與提純
        4.2.2 樣品的XRD衍射及結(jié)構(gòu)分析
        4.2.3 樣品的SEM形貌表征及EDS成分分析
    4.3 CrN的燒結(jié)與表征以及WN的合成與表征
        4.3.1 樣品的燒結(jié)及XRD衍射分析
        4.3.2 樣品的SEM形貌表征及EDS成分分析
        4.3.3 樣品的維氏硬度測試
    4.4 CrN和 WN的電子結(jié)構(gòu)特征
        4.4.1 計算細(xì)節(jié)
        4.4.2 CrN、WN的電子結(jié)構(gòu),化學(xué)鍵特征和理論硬度
    4.5 本章小結(jié)
第五章 一氮化鉻的高壓研究
    5.1 研究現(xiàn)狀
    5.2 基于高壓同步原位XRD實驗的CrN高壓結(jié)構(gòu)行為
    5.3 基于隨溫度變化的XPS的CrN兩相的性質(zhì)研究
    5.4 CrN的電學(xué)性質(zhì)隨溫度和壓力變化的原位測量研究
        5.4.1 CrN單晶的制備
        5.4.2 CrN的單晶的電學(xué)性質(zhì)研究
    5.5 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間取得的科研成果
致謝



本文編號：3739900