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第五章几种新型资料的结构与功能
更新日期:2022-04-09 10:34:38 来源:环球体育官方网站登录

  1. 储氢合金 2. 非晶态资料和准晶态资料 3. 陶`瓷资料 4. 纳米资料 5. 分子筛

  资料被称为人类社会进化的里程碑, 现代文明的三大支 柱之一. 新资料已成为一切高新技能范畴开展的根底.

  本章侧重介绍储氢合金, 准晶态资料, 高温超导资料, 纳 米资料和分子筛的结构特征和物理化学功能.

  红外热成象技能已成为戎行 配备现代化的重要标志之一, 其间心器材的原料是热释电 资料-碲镉汞晶体.

  ① 氢能是抱负的动力: i 资源丰富, 氢在水中的含量为11.1%; ii 绿色友爱, 氢的焚烧产品为水; iii 运用规模广, 氢能可用于燃料电池和氢能轿车等.

  因而, 氢能的开发和运用成为世界各国争相研讨的科 技范畴, 而氢能的贮存是其运用的前题.

  ?美国用于储氢技能的经费为氢能研讨经费的50%; ?日本将储氢资料的开发列入国家动力开展战略规划; ?我国将储氢资料和运用技能的研讨列入“九五”规划.

  1968年, 人们发现Mg-Ni合金 具有储氢功能. 尔后, 储氢合金材 料的研讨得到了敏捷的开展.

  现在, 现已发现了Ni, Mg和 Fe基三个系列的储氢资料, 其间 LaNi5具有杰出的储氢功能, 储氢 密度超越液氢密度.

  沿 (001)方向, 晶体由两种结 构不同的双金属原子层替换堆积 而成.

  H2的*轨迹 (分子轨迹) 与Ni的3d轨迹 (原子轨迹) 相互作用, 成果使Ni的3d电子转移至H2的* , 然后导致H2解离成原子H.

  依据晶体学的点阵对称性定理, 与点阵结构相一致的对称轴 的轴次只可能是1、2、3、4和6.

  1984年, D. Shechtman发现经急冷制得的Al-Mn合金的电子散 射显现出明晰的五重对称性 (电子的波动性). 因D. Shechtman的 初次发现, 人们将这种具有反常轴对称性的固体资料称为准晶体 (Quasicrystal), 或谢氏体.

  研讨标明, 准晶体的内部结构虽有严厉的方位序, 但无严厉的 平移周期性, 是一种准周期性晶体。

  就结构而言, 准晶体的生成需首要完成结构上的连续性, 做为 二维问题, 长方形、正三角形、正方形和正六边形均可完成对二 维空间的无空地充填. 相反, 单独用正五边形充填二维空间则会出 现“失配”现象.

  1974年, R. Penrose提出一起运用两种菱形平行四边形可实 现对二维空间的无空地充填, 仅仅这种充填方法不能只沿两个独 立方向重复, 即无非周期性 (平移对称性); 两种菱形平行四边形 别离称为“瘦菱形”和 “胖菱形”, 二者边长持平但夹角不等.

  “瘦菱形”和 “胖菱形”虽不是正五边形, 却可从正五边形 引伸出来, 如下图所示

  由“瘦菱形”和 “胖菱形”无空地充填所构成的具有无限 结构的二维图形具有五重轴对称性 (五重对称轴从下图五角星位 置穿过并笔直于地上).

  沿与箭头笔直的方向, 由米色符号的结构色带出现近似的 等距离性, 这种近似等距离性可视为具有5重轴对称性结构的准 周期性.

  “延伸线个红箭头的笔直方向 (不 过, 其他4种延伸没有画出). 5个方向的延伸线度. 所以,样品的电子散射显现五重对称性.

  相似, 正二十面体 (13个项点) 对三 维空间的充填值得注意的有两点:

  ① 做为一具有5轴的结构单元, 正二 十面体不能完成对三维空间的无空 隙充填;

  ② 由正二十面体区分出来的两种 菱形平行六面体按必定规矩能够实 现对三维空间的无空地充填.

  1911年, K. Onners在研讨金属汞的低温物理性质时, 初次发 现了超导性. 1933年, W. Meissner等人发现处于超导态的超导体 的彻底排挤磁力线现象 (迈斯纳效应). 因而, 超导体的零电阻和迈 斯纳效应是超导态的两个极为重要的独立的电磁特性. 从正常态 转变为超导态的温度称为超导体的临界温度Tc .

  现在, 现已发现的具有超导性的元素有20多种, 超导合金和 化合物有数千种. 时至今日,

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