【科研進(jìn)展】研究揭示稀土雙硅酸晶體材料體系結(jié)構(gòu)及熱學(xué)/光學(xué)性能
來源：廣東省科學(xué)院
時間：2023-03-28
稀土雙硅酸鹽(rare-earth disilicate, RE2Si2O7)具有良好的耐高溫、強耐蝕、抗熱沖擊性能，與硅基陶瓷基復(fù)合材料(CMC)基體的熱膨脹率匹配好，是航空發(fā)動燃?xì)廨啓C關(guān)鍵熱端部件的新一代熱障涂層材料。稀土焦硅酸鹽晶體還具有良好的高溫閃爍性能，在特深層資源勘探（輻射測井）領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。但RE2Si2O7仍存在著晶體類型不明確、相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變組分不精準(zhǔn)、閃爍性能與結(jié)構(gòu)關(guān)系不清晰等問題。
最近，廣東省科學(xué)院資源利用與稀土開發(fā)研究所（以下簡稱省科學(xué)院資源稀土所）發(fā)光團(tuán)隊與四川大學(xué)、廣州大學(xué)開展研究合作，通過X射線單晶衍射、粉末Rietveld精修、同步輻射VUV–UV光譜以及二次諧波(SHG)等技術(shù)聯(lián)用，對RE2Si2O7體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究：(1) 更正了正交相E(δ)-RE2Si2O7 空間群為中心對稱的Pnma，而非Pna21非中心群；(2) 通過B?rnighausen tree方法，揭示了三斜相F-RE2Si2O7是單斜相G- RE2Si2O7 是最大translationengleiche 子群；(3) 對該體系的63種化合物，歸類為17種結(jié)構(gòu)多型，并闡明了稀土多面體REOn和Si-O-Si基團(tuán)排布和連接方式與多型結(jié)構(gòu)堆疊密度的關(guān)聯(lián)性；(4) 從結(jié)構(gòu)-發(fā)光的構(gòu)效角度重新審視了(Gd,La)2Si2O7:Ce的輻射發(fā)光性質(zhì)。上述發(fā)現(xiàn)對于RE2Si2O7體系的稀土組分高熵結(jié)構(gòu)調(diào)制和熱學(xué)/光學(xué)性能優(yōu)化具有重要意義。
研究成果發(fā)表于Chemistry of Materials.，省科學(xué)院資源稀土所為第一單位，陳鵬允博士和林利添副研究員分別為論文的第一作者和通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、國家外專局和廣東省科學(xué)院人才引進(jìn)專項基金等項目的資助和支持。研究工作還得到了德國礦物學(xué)會（DMK）主席Prof. R. Fischer和德國晶體學(xué)會(DGK)主席Prof. T. Gesing在Group-subgroup分析和結(jié)構(gòu)精修方面的幫助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c00245
（省科學(xué)院資源稀土所/供稿）
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