浅论尖晶石论文前言

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1、浅论尖晶石论文前言浅论尖晶石论文前言导读：的原子无序化具有特殊性。ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)矿物质与MgAl2O4尖晶石具有相同的结构。同样具有广泛的工业用途和科研价值。大多数的实验和理论研究集中在温度因素的影响下的物化性质，关于ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)的高压性质研究却很少。对ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)矿物质的计算模拟，我们利用密度泛函理论研究了0~50GPa下Zn尖晶石类矿物质是地幔的重要组成部分，它在高温高压下的物理化学性质对于研究地球物理具有重要的参考价值。MgAl2O4作为尖晶石类矿物质中的重要一员，具

2、有重要的工业用途和科研价值。晶石具有陶瓷的优点，耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗冲击、高强度、高硬度、良好的电绝缘性能等；又具有石英玻璃的光学性能，在紫外、可见光、红外光波段具有良好的透过率，相比于石英玻璃有更好的机械强度，易于制备大尺寸的光学透明尖晶石器件。对MgAl2O4尖晶石的计算主要集中在两个方面：（1）利用第一性原理平面波赝势方法研究了Fd3m-MgAl2O4和F4-3m-MgAl2O4这两种结构的相变。得出了Fd3m-MgAl2O4是MgAl2O4的自然相，以及相变发生的温度和压强的线性关系T(K)=8.05P(GPa)+452.6。同

3、时本文还利用准谐德拜模型研究了Fd3m-MgAl2O4的状态方程，热力学性质。计算中不足：由于在尖晶石中原子无序状态的存在，在MS计算中，出现了一定的偏差，至于对结果的影响还有待实验的进一步检验。（2）由于MgAl2O4尖晶石高压分解相变在实验和理论上争议比较大，本文在考虑了MgAl2O4的原子无序的情况下利用密度泛函理论研究了MgAl2O4在高压下的分解相变和状态方程。发现MgAl2O4在高压下的分解相变压强P随着原子无序度x增加而降低，呈现出一次线性函数或者二次函数，并且的得出了他们之间的关系式，这个结果与实验和理论结果符合很好，而且很好

4、地解决了实验研究研究结果的争端。计算中的不足：由于计算能力有限，我们并没有构建超晶胞，致使选取的原子无序化具有特殊性。ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)矿物质与MgAl2O4尖晶石具有相同的结构。同样具有广泛的工业用途和科研价值。大多数的实验和理论研究集中在温度因素的影响下的物化性质，关于ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)的高压性质研究却很少。对ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)矿物质的计算模拟，我们利用密度泛函理论研究了0~50GPa下ZnX2O4(X=Al,Ga,Cr)的结构性质，力学性质，和电子性质。发现ZnAl2O4，ZnGa2

5、O4和ZnCr2O4晶格中的氧原子坐标随着压力的增大而减小，且逐渐趋近于理想立方晶系结构的氧原子坐标0.25。ZnAl2O4，ZnGa2O4和ZnCr2O4晶格中内部参量u依次减小的；通过力学稳定性条件得出ZnAl2O4，ZnGa2O4和ZnCr2O4分别在50GPa，40GPa和25GPa结构不稳定，与实验结果和理论数据一致；通过ZnAl2O4，ZnGa2O4和ZnCr2O4的能带结构分析，我们得出ZnAl2O4是一个宽带隙的绝缘体，ZnGa2O4是半导体，ZnCr2O4可以作为导体。SrZrO3在工业上具有重要的应用，例如作为核反应中的重

6、要裂变产物，可以用来研究核燃料重要的物理化学性质；由于它的高熔点可以作为耐高温材料等等。它的工业上的广泛应用使得它具有很高的科学研究价值。根据我们的调研，对于SrZrO3的研究都集中在SrZrO3的低温行为上，而SrZrO3的高压特性却很少涉足。采用第一性原理基于密度泛函平面波赝势方法来详细研究了SrZrO3的结构，力学和电子性质。（1）发现在0~35GPa时能带宽度随着压强的增加而逐渐增加，在35~60GPa时，随着压强的增加能带宽度逐渐降低。根据这种变化，我们推测SrZrO3的结构在35GPa时发生了变化。（2）在20~25GPa时，Sr

7、ZrO3的晶体体模量出现剧烈变化，随着压强的增大反而减小，所以我们推断在20~25GPa时SrZrO3晶体的结构发生了变化。通过分析压力下SrZrO3的能带宽度和弹性模量的变化，我们预测SrZrO3分别在20-25GPa发生相变。Abstract:Spineltypemineralsarethemajorconstituentofthemantle.Theyareofgreatgeophysicalimportancetoexploretheirphysicalpropertiesunderhighpressureandtemperature

8、.Magnesiumaluminumspinel(MgAl2O4)hasimportantindustrialuseandscientificresearchval