博士论文-金属纳米线的制备和热膨胀行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 默广
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吴忠华 |
| 关键词 | X射线衍射 扩展X射线吸收精细结构 氧化铝模板 电化学沉积 Co纳米线 Ni-Cu合金纳米线 Co-Cu合金纳米线 原位加热 热膨胀行为 |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 本文在简要介绍X射线和物质相互作用的基础上，阐述了X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)的实验原理和实验方法。在样品制备方面，主要介绍了氧化铝模板的制备方法以及利用电化学方法在模板中沉积金属\合金纳米线的实验过程。采用原位加热XRD和EXAFS技术，研究了Co纳米线、Ni-Cu合金纳米线、Co-Cu合金纳米线在高温下的结构变化。博士期间的主要工作包括：; 1. 摸索了氧化铝模板的最佳生长工艺，制备出孔径均匀且排列高度有序的多孔结构。通过改变氧化条件和后续扩孔处理，获得了孔径在15-60nm范围内可调的氧化铝模板。; 2. 通过改变第一步和第二步的氧化条件，研究了影响模板孔径和孔间距的因素。实验表明：孔间距受第一步氧化条件的调制，孔径大小受第二步氧化影响较大。在此基础上制备了具有相同孔间距不同孔径的模板，并验证了凹坑优先生长的理论。; 3. 在成功制备氧化铝模板的基础上，摸索了电化学沉积金属与合金纳米线的实验条件，并成功地制备了Fe、Co、Ni、Cu、Zn等单质及不同成分比例的Ni-Co、Ni-Cu、Co-Cu合金纳米线。; 4. 利用原位加热XRD和原位加热EXAFS技术研究了受限Co纳米线的结构变化。结果显示Co纳米线并没有像块体Co那样在高温下由六角密堆积结构相变为面心立方结构，这是由纳米孔限制作用造成的。而且Co纳米线的热膨胀行为是非线形的，这与固有膨胀、限制效应、空位效应、表面张力等因素有关。; 5. 利用XRD技术、EXAFS技术和电感耦合等离子质谱（ICP-MS）技术研究了交流电沉积的Ni-Cu合金纳米线结构，结果表明：在Ni-Cu合金纳米线中存在成分偏析现象。但在200℃下保温Ni原子和Cu原子明显扩散并接近均匀固溶体。这一方面是因为纳米线中含有大量空位，使得原子扩散更容易进行，另一方面归功于纳米材料具有更大的扩散系数。Cu-Cu键长的膨胀系数小于Ni-Ni键长的膨胀系数，这是由于Cu原子的热振动受到更大限制造成的。; 6. 我们用电化学方法制备了Co-Cu二元合金纳米线，并用原位加热XRD技术进行研究。实验表明：Co-Cu合金纳米线在100oC保温时就出现成分偏析，出现富Co区和富Cu区。这和块体Co-Cu合金相比，电化学沉积的Co-Cu合金纳米线具有较大的扩散系数。 |
| 学科主题 | 凝聚态物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210217]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 高能物理研究所_多学科研究中心 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 默广. 博士论文-金属纳米线的制备和热膨胀行为研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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