氧化鋯陶瓷的摻雜穩定及生長動力學

本書在綜述國內外氧化鋯陶瓷及其複合材料研究現狀的基礎上，從化學及材料學的角度，闡述了氧化鋯陶瓷的結構、性能和特點，並在此基礎上結合作者多年的研究工作，針對氧化鋯基複合材料摻雜穩定機制、溶液中氧化鋯多晶形核和生長動力學過程及其氧化鋯團簇的生長模式及穩定性等問題。利用密度泛函理論優化計算了氧化鋯陶瓷團簇各種可能的結構，從液相和氣相兩方面進行了較為系統的實驗和理論研究，旨在從原子和分子級水平上探索這類材料的理論設計並提高其性能。

本書可以作為相關材料專業研究生用教材或參考書，也可以供從事陶瓷及其複合材料研究和生產的科技人員參考。

1.1 引言

1.2 氧化鋯陶瓷的物理化學特性

1.2.1 物理特性

1.2.2 化學特性

1.2.3 氧化還原性

1.3 氧化鋯陶瓷相變穩定的研究

1.3.1 摻雜對氧化鋯相變過程的影響

1.3.2 氧化鋯晶粒尺寸的影響

1.3.3 外界環境的影響

1.4 當前需要研究的問題

參考文獻

2.1 晶體生長理論的發展

2.1.1 完整光滑界面理論模型

2.1.2 非完整光滑界面理論模型

2.1.3 粗糙界面理論模型

2.1.4 Bravais法則

2.1.5 PBC理論模型

2.2 配位多面體生長理論

2.2.1 兩個假設

2.2.2 基團穩定能的計算

2.2.3 理想晶體的生長習性

2.2.4 實際晶體的生長習性

2.3 氧化鋯晶體的生長習性

2.3.1 立方和四方氧化鋯晶體的生長習性

2.3.2 單斜氧化鋯晶體的生長習性

參考文獻

3.1 引言

3.2 密度泛函理論的建立

3.2.1 Thomas-Fermi理論

3.2.2 Hohenberg-Kohn定理

3.2.3 Kohn-Sham方程

3.3 密度泛函理論的發展

3.3.1 局域自旋密度近似（LSDA)

3.3.2 廣義梯度近似（GGA)

3.3.3 廣義梯度近似（GGA）的校正

3.4 贗勢方法

3.5 密度泛函理論的應用

參考文獻

4.1 引言

4.2 計算方法和模型的選取

4.2.1 計算方法

4.2.2 計算模型

4.3 結果與討論

4.3.1 計算結果

4.3.2 陽離子摻雜

4.3.3 陰離子摻雜

4.3.4 陰陽離子協同摻雜

4.4 小結

參考文獻

5.1 引言

5.2 樣品的製備

5.2.1 製備原理

5.2.2 實驗原材料

5.2.3 實驗儀器設備

5.2.4 實驗步驟

5.2.5 表徵方法

5.3 水性前驅體結構與氧化鋯晶型的關係

5.3.1 實驗結果與分析

5.3.2 理論分析

5.4 SiO2摻雜ZrO2複合材料的穩定機理

5.4.1 模型選取與計算方法的驗證

5.4.2 結果與討論

5.4.3 小結

參考文獻

6.1 引言

6.2 實驗結果

6.2.1 Y2O3-ZrO2體系

6.2.2 Sm2O3-ZrO2體系

6.2.3 實驗結果分析

6.3 納米晶體的生長活化能及機理

6.3.1 納米晶體生長活化能的估算

6.3.2 低的納米2YSZ晶粒生長活化能的分析

6.3.3 摻雜導致2YSZ晶粒尺寸減小的分析

6.4 小結

參考文獻

7.1 引言

7.2 計算方法

7.3 (ZrO2)n(n≤5)團簇的結構及紅外光譜

7.3.1 ZrO2團簇

7.3.2 (ZrO2) 2團簇

7.3.3 (ZrO2) 3團簇

7.3.4 (ZrO2)4團簇

7.3.5 (ZrO2) 5團簇

7.4 單斜氧化鋯和四方氧化鋯晶粒的紅外光譜

7.5 氧化鋯團簇的生長模式

7.6 小結

參考文獻

8.1 引言

8.2 計算方法

8.3 ZrmOn團簇的電子結構、形成路徑和解離能

8.3.1 ZrmOn團簇的電子結構

8.3.2 ZrmOn團簇的形成路徑和解離能

8.4 Fe-Al團簇的電子結構和穩定性

8.4.1 Fe-Al團簇的電子結構

8.4.2 穩定團簇的電子結構

8.4.3 穩定團簇的熱力學性質

8.4.4 摻雜鉻元素的影響

8.5 小結

參考文獻