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铝纳米晶的正电子湮没研究

李裕 罗江山 王柱 杨蒙生 邢丕峰 易勇 雷海乐

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铝纳米晶的正电子湮没研究

李裕, 罗江山, 王柱, 杨蒙生, 邢丕峰, 易勇, 雷海乐

Nanocrystalline aluminum studied by positron annihilation lifetime spectroscopy

Li Yu, Luo Jiang-Shan, Wang Zhu, Yang Meng-Sheng, Xing Pi-Feng, Yi Yong, Lei Hai-Le
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  • 采用自悬浮定向流-真空热压法, 在不同压强下制得铝纳米晶材料, 并利用X射线衍射(XRD)和正电子湮没寿命谱(PALS)分析手段对铝纳米晶的结构和微观缺陷进行表征. XRD分析表明: 所制备的铝纳米晶的晶粒度为48 nm. PALS分析表明: 铝纳米晶的微观缺陷主要为类空位以及空位团, 而微孔洞很少; 短寿命τ1, 中间寿命τ2以及其对应的强度I1, I2随压强变化而呈现阶段性变化; 压制压强(P)低于0.39 GPa时制得的纳米晶空位团随压强的增加而逐渐转变为类空位; 0.39 GPa ≤ P≤ 0.72 GPa 时, 各类缺陷发生消除; P≥ 0.72 GPa时, 各类缺陷进一步发生消除. 随压强的提高, 铝纳米晶的密度增加, 其显微硬度也明显增高.
    Aluminum nanoparticles with an average diameter of about 48 nm are compressed in a cemented-carbide mold under different pressures to produce nanocrystalline aluminum by the hot-pressing technology in a high vacuum condition. The X-ray diffraction and the positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) are used to characterize the microscopic structures of nanocrystalline aluminum. The PALS experimental results indicate that there are three types of defects in nanocrystalline aluminum, i.e., vacancy-like defects, vacancy clusters, and microvoids, which are corresponding to three lifetime components of positrons. The pressure for compaction has a great influence on the positron annihilating behavior. The vacancy clusters transform into the vacancy-like defects with increasing the pressure when it is below 0.39 GPa. The three types of defects tend to be rapidly eliminated in a pressure range from 0.39 GPa to 0.72 GPa. When pressure is above 0.72 GPa, the defects are further eliminated in nanocrystalline aluminum. The density and microhardness of nanocrystalline aluminum increase significantly with increasing the pressure for compaction.
    [1]

    Gleiter H 1989 Prog. Mater. Sci. 33 223

    [2]

    Schaefer H E, Wrschum R 1987 Phys. Lett. A 119 370

    [3]

    Qin X Y, Zhu J S, Zhou X Y, Wu X J 1994 Phys. Lett. A 193 335

    [4]

    Zeng X C 2012 M. S. Thesis ( Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [曾小川 2012 硕士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]

    [5]

    Schaefer H E, Wrschum R, Birringer R, Gleiter H 1988 Phys. Rev. B 38 9545

    [6]

    Qin X Y, Zhu J S, Zhang L D, Zhou X Y 1998 J. Phys. Cond. Matter 10 3075

    [7]

    Chu G, Luo J S, Liu W, Tang Y J, Lei H L, Yang S Y 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 160 (in Chinese) [楚广, 罗江山, 刘伟, 唐永建, 雷海乐, 杨世源 2006 强激光与粒子束 18 160]

    [8]

    Zhang T, Qiu C, Zhang H J, Dai Y Q, Chen Z Q, Zhang H L, Lei H L 2010 J. Wuhan Univ. (Natural Science Edition) 6 3 (in Chinese) [章婷, 邱诚, 张宏俊, 戴益群, 陈志权, 张洪亮, 雷海乐 2010 武汉大学学报 (理学版) 6 3]

    [9]

    Zhou K, Li H, Pang J B, Wang Z 2012 Physica B 407 1219

    [10]

    Wrschum R, Scheytt M, Schaefer H E 1987 Phys. Stat. Solid. A 102 119

    [11]

    Qi N, Wang Y W, Wang D, Wang D D, Chen Z Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 107805 (in Chinese) [祁宁, 王元为, 王栋, 王丹丹, 陈志权 2011 物理学报 60 107805]

    [12]

    Zhou K, Li H, Wang Z 2013 Chin. Phys. Lett. 30 057804

    [13]

    Chen Z Y, Chen Z Q, Pan R K, Wang S J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 027804

    [14]

    Fluss M J, Smedskjaer L C, Chason M K, Legnini D G, Siegel R W 1978 Phys. Rev. B 17 3444

    [15]

    Soininen E, Huomo H, Huttunen P A, Mäkinen J, Vehanen A, Hautojärvi P 1990 Phys. Rev. B 41 6227

    [16]

    Puska M J, Nieminen R M 1983 J. Phys. F 13 333

    [17]

    Li D X, Ping D H, Ye H Q, Qin X Y, Wu X J 1993 Mater. Lett. 18 29

    [18]

    Čížek J, Procházka I, Cieslar M, Kužel R, Kuriplach J, Chmelík F, Islamgaliev R K 2002 Phys. Rev. B 65 094106

    [19]

    Mascher P, Dannefaer S, Kerr D 1989 Phys. Rev. B 40 11764

    [20]

    Dupasquier A, Mills Jr A P 1995 Positron Spectroscopy of Solids (Amsterdam: IOS Press) pp505-522

    [21]

    Niemine R M, Laakkonen J 1979 Appl. Phys. 20 181

  • [1]

    Gleiter H 1989 Prog. Mater. Sci. 33 223

    [2]

    Schaefer H E, Wrschum R 1987 Phys. Lett. A 119 370

    [3]

    Qin X Y, Zhu J S, Zhou X Y, Wu X J 1994 Phys. Lett. A 193 335

    [4]

    Zeng X C 2012 M. S. Thesis ( Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [曾小川 2012 硕士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]

    [5]

    Schaefer H E, Wrschum R, Birringer R, Gleiter H 1988 Phys. Rev. B 38 9545

    [6]

    Qin X Y, Zhu J S, Zhang L D, Zhou X Y 1998 J. Phys. Cond. Matter 10 3075

    [7]

    Chu G, Luo J S, Liu W, Tang Y J, Lei H L, Yang S Y 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 160 (in Chinese) [楚广, 罗江山, 刘伟, 唐永建, 雷海乐, 杨世源 2006 强激光与粒子束 18 160]

    [8]

    Zhang T, Qiu C, Zhang H J, Dai Y Q, Chen Z Q, Zhang H L, Lei H L 2010 J. Wuhan Univ. (Natural Science Edition) 6 3 (in Chinese) [章婷, 邱诚, 张宏俊, 戴益群, 陈志权, 张洪亮, 雷海乐 2010 武汉大学学报 (理学版) 6 3]

    [9]

    Zhou K, Li H, Pang J B, Wang Z 2012 Physica B 407 1219

    [10]

    Wrschum R, Scheytt M, Schaefer H E 1987 Phys. Stat. Solid. A 102 119

    [11]

    Qi N, Wang Y W, Wang D, Wang D D, Chen Z Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 107805 (in Chinese) [祁宁, 王元为, 王栋, 王丹丹, 陈志权 2011 物理学报 60 107805]

    [12]

    Zhou K, Li H, Wang Z 2013 Chin. Phys. Lett. 30 057804

    [13]

    Chen Z Y, Chen Z Q, Pan R K, Wang S J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 027804

    [14]

    Fluss M J, Smedskjaer L C, Chason M K, Legnini D G, Siegel R W 1978 Phys. Rev. B 17 3444

    [15]

    Soininen E, Huomo H, Huttunen P A, Mäkinen J, Vehanen A, Hautojärvi P 1990 Phys. Rev. B 41 6227

    [16]

    Puska M J, Nieminen R M 1983 J. Phys. F 13 333

    [17]

    Li D X, Ping D H, Ye H Q, Qin X Y, Wu X J 1993 Mater. Lett. 18 29

    [18]

    Čížek J, Procházka I, Cieslar M, Kužel R, Kuriplach J, Chmelík F, Islamgaliev R K 2002 Phys. Rev. B 65 094106

    [19]

    Mascher P, Dannefaer S, Kerr D 1989 Phys. Rev. B 40 11764

    [20]

    Dupasquier A, Mills Jr A P 1995 Positron Spectroscopy of Solids (Amsterdam: IOS Press) pp505-522

    [21]

    Niemine R M, Laakkonen J 1979 Appl. Phys. 20 181

  • [1] 王荣, 杨静, 张涛, 于润升, 董俊才, 张鹏, 曹兴忠, 王宝义, 尹昊. 聚乙烯亚胺改性介孔氧化硅载体孔结构的调控机理. 物理学报, 2023, 72(16): 168104. doi: 10.7498/aps.72.20230675
    [2] 尹昊, 宋通, 彭雄刚, 张鹏, 于润升, 陈喆, 曹兴忠, 王宝义. 聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅SBA-15微观结构的小角X射线散射及正电子湮没谱学研究. 物理学报, 2023, 72(11): 114101. doi: 10.7498/aps.72.20230265
    [3] 孙丽俊, 代飞, 罗江山, 易勇, 杨蒙生, 张继成, 黎军, 雷海乐. 铝纳米晶的低温导电特性研究. 物理学报, 2016, 65(13): 137303. doi: 10.7498/aps.65.137303
    [4] 贺慧芳, 陈志权. 用正电子湮没研究纳米碲化铋的缺陷及其对热导率的影响. 物理学报, 2015, 64(20): 207804. doi: 10.7498/aps.64.207804
    [5] 许红霞, 郝颖萍, 韩荣典, 翁惠民, 杜淮江, 叶邦角. 纳米Fe3 O4 颗粒的正电子湮没谱学研究. 物理学报, 2011, 60(6): 067803. doi: 10.7498/aps.60.067803
    [6] 祁宁, 王元为, 王栋, 王丹丹, 陈志权. Co掺杂纳米ZnO微结构的正电子湮没研究. 物理学报, 2011, 60(10): 107805. doi: 10.7498/aps.60.107805
    [7] 王君君, 龚静, 宫振丽, 闫晓丽, 高舒, 王波. 聚合物纳米复合电解质(PEO)8-ZnO-LiClO4微结构及电导率研究. 物理学报, 2011, 60(12): 127803. doi: 10.7498/aps.60.127803
    [8] 张洪亮, 雷海乐, 唐永建, 罗江山, 李恺, 邓晓臣. 纳米结构Cu固体材料的低温热容性能研究. 物理学报, 2010, 59(1): 471-475. doi: 10.7498/aps.59.471
    [9] 张宏俊, 王 栋, 陈志权, 王少阶, 徐友明, 罗锡辉. MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7333-7337. doi: 10.7498/aps.57.7333
    [10] 魏 强, 刘 海, 何世禹, 郝小鹏, 魏 龙. 质子辐照铝膜反射镜的慢正电子湮没研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5525-5530. doi: 10.7498/aps.55.5525
    [11] 叶崇志, 廖晶莹, 杨培志, 谢建军, 罗 澜, 曹顿华. F, Y双掺钨酸铅晶体的发光性能和微观缺陷. 物理学报, 2006, 55(4): 1947-1952. doi: 10.7498/aps.55.1947
    [12] 梁 玲, 顾 牡, 段 勇, 马晓辉, 刘峰松, 吴湘惠, 邱隆清, 陈铭南, 廖晶莹, 沈定中, 张 昕, 宫 波, 薛炫萍, 徐炜新, 王景成. +3价离子掺杂钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究. 物理学报, 2004, 53(2): 543-549. doi: 10.7498/aps.53.543
    [13] 唐永建, 韦建军, 李朝阳, 吴卫东, 王朝阳. 自悬浮定向流纳米金属粉末制备的理论模拟. 物理学报, 2003, 52(9): 2331-2336. doi: 10.7498/aps.52.2331
    [14] 汤学峰, 顾 牡, 童宏勇, 梁 玲, 姚明珍, 陈玲燕, 廖晶莹, 沈炳浮, 曲向东, 殷之文, 徐炜新, 王景成. 掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究. 物理学报, 2000, 49(10): 2007-2010. doi: 10.7498/aps.49.2007
    [15] 王小刚, 张宏. 铝中氢-空位复合体的正电子湮没特性. 物理学报, 1992, 41(4): 633-639. doi: 10.7498/aps.41.633
    [16] 用正电子湮没寿命谱研究凝聚态甲烷的温度关系. 物理学报, 1990, 39(7): 106-111. doi: 10.7498/aps.39.106
    [17] 苏昉, 郁伟中, 戴道扬, 赵宗源. 非晶离子导体B2O3-0.7Li2O-0.7LiCl-xAl2O3晶化过程的正电子湮没寿命谱和扫描电子显微镜研究. 物理学报, 1985, 34(5): 622-627. doi: 10.7498/aps.34.622
    [18] 何元金, 曹必松. 正电子湮没寿命谱的傅里叶变换分析法. 物理学报, 1984, 33(12): 1745-1752. doi: 10.7498/aps.33.1745
    [19] 曹玔, 王蕴玉, 熊兴民, 熊良钺, 姜健. 用正电子湮没技术研究形变铁的恢复. 物理学报, 1982, 31(1): 126-131. doi: 10.7498/aps.31.126
    [20] 王蕴玉, 张天保, 唐孝威. 正电子在铝中湮没γ射线能量的精密测量. 物理学报, 1982, 31(7): 945-947. doi: 10.7498/aps.31.945
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-26
  • 修回日期:  2014-08-16
  • 刊出日期:  2014-12-05

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