论文部分内容阅读
稀土具有独特的电、磁、光、催化等物理化学特性。纳米尺度的稀土金属,由于纳米尺寸效应其晶体结构、物理化学性能以及热力学特性等显示出与传统粗晶稀土的明显差异,这为新型稀土功能材料的研究开发提供了可能。因此,纳米稀土的制备、结构信息和基础性能的认知与数据收集,对于高效利用我国稀土资源具有非常重要的意义。 本文利用惰性气体蒸发-冷凝法,制备得到了系列稀土Y、Ho、Lu、Yb和Sc的纳米粉末,并对其晶体结构进行了表征,其中,Yb具有面心立方的晶体结构,其余4种稀土纳米粉末的晶体结构均为密排六方。以上述纳米粉末为原料,利用放电等离子烧结(SPS)制备得到了系列稀土纳米晶块体材料,分别表征了纳米晶块体材料的微观结构,并测定得到了系列稀土纳米晶块体材料的热导率、电阻率、热膨胀系数和力学性能。测试结果表明,相对于粗晶稀土单质,纳米稀土的各种物理性能、热力学性质以及力学性能等均有变化,且不同稀土纳米晶块体材料的变化规律各有差异。利用纳米晶热力学函数模型,计算预测了系列稀土纳米晶块体的基本热力学参量,得到了德拜温度、定压热容和定容热容随纳米晶粒尺寸和温度的变化规律。 基于上述系列纳米稀土基础特性的表征和分析,在重复性实验的基础上,收集、整理各项性能数据,补充完善了本研究组建立的“稀土基础数据库”相关内容,为研究开发高性能稀土材料提供数据参考和设计指导。