【摘 要】
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本文采用拉曼光谱和红外光谱测定了球磨制备的纳米SiO2和气相制备的纳米SiO2的光谱，分析了它们之间的结构区别，并观察了它们的晶化过程。通过高温原位拉曼光谱测定了CaSiO3和Zr
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本文采用拉曼光谱和红外光谱测定了球磨制备的纳米SiO2和气相制备的纳米SiO2的光谱，分析了它们之间的结构区别，并观察了它们的晶化过程。通过高温原位拉曼光谱测定了CaSiO3和ZrSiO4晶体由常温到高温的变温拉曼光谱，分析了变温过程中其结构的变化，还用高分辨透射电镜观察了硅酸盐玻璃的微观结构。通过这些实验结果的分析，探讨了二氧化硅由体材料到纳米结构和硅酸盐晶态到高温态结构的变化以及硅酸盐玻璃态的结构。
对纳米SiO2的结构研究发现，球磨制备的纳米SiO4颗粒的内部和外部表面结构是完全不同的，内部结构中原子排列较为有序，而外部表面结构较为无序。对气相制备纳米SiO2的结构研究发现，该纳米颗粒的内部结构和外部结构的原子排列都无序。对这两种纳米SiO2高温晶化处理时，球磨制备的纳米SiO2以晶粒内部的有序结构为基础长大有序，晶化过程较容易。而气相法制备的纳米SiO2中，晶粒内外层结构都较为无序，无有序结构作为晶化基础，因此晶化过程比较困难，晶化时需要更高的温度和时间。
对CaSiO3晶体的变温拉曼光谱的研究发现，随着温度升高，各振动模向低波数红移，谱峰宽化，链状结构的CaSiO3在高温下转变为环状结构，在熔态下存在多种硅氧四面体结构。应用Materials Studio3.1软件中的密度泛函理论对ZrSiO4晶体结构单元的简振振动模式进行了模拟计算，并解释了各振动模的归属，有助于对其实测谱峰的分析。高温原位拉曼光谱分析显示，ZrSiO4晶体在升温过程中各振动模红移，谱峰明显展宽且相对强度减弱，结构逐渐无序，在高温下分解出ZrO2相。
通过高分辨透射电镜对硅酸盐玻璃的结构研究发现，硅酸盐玻璃中存在大量纳米级的短至中程的有序结构，但是这些有序结构之间的分布又是无序的，因此又显示出了长程无序的特性。
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