电子束影响Sol-gel TiO2相变与显微结构研究

"电子束对Solgel法制备的TiO2的显微形貌和相变的影响 (2004年)" 本文主要探讨了电子束对Sol-gel法制备的TiO2纳米粉末的显微形貌和相变的影响。Sol-gel是一种常用的制备纳米材料的方法，通过该方法可以得到粒径小、分布均匀的TiO2粉末。TiO2具有多种晶体结构，包括无定形、锐钛矿相和金红石相，它们的性质和应用领域各不相同。 在实验中，作者首先使用X射线衍射(XRD)技术分析了不同热处理温度下TiO2样品的相结构和尺寸。结果显示，250℃以下干燥的样品呈现无定形状态，360℃和600℃热处理后，样品主要由锐钛矿相构成。当热处理温度升至750℃，样品中出现锐钛矿和金红石两相共存，其中锐钛矿占30%，金红石占70%。进一步提高温度至950℃，所有样品完全转化为金红石相。 随后，通过透射电子显微镜(TEM)和散射电子探测器(SED)的原位分析，研究了电子束对TiO2的影响。在电子束照射下，不同结构的TiO2表现出不同的相变行为。110℃干燥的团聚体在短时间内未观察到锐钛矿和金红石相的转变，而在250℃和360℃加热的样品中，电子束诱导了金红石相的形成，甚至可能导致全部转化为金红石相。有趣的是，随着颗粒尺寸的增大，电子束对相变的影响减弱，600℃保温1小时的样品在电子束照射下短时间内没有出现金红石相。 此外，当样品处于锐钛矿和金红石双相状态时，电子束似乎加速了金红石相的形成，这可能与氧缺陷的增加有关。在电子束作用下，无定形的TiO2样品中还意外地发现了TiC相的存在，这提示了电子束照射可能导致其他化学反应的发生。 关键词：电子束、Sol-gel法、TiO2、相变、显微形貌 该研究揭示了电子束对Sol-gel法制备的TiO2纳米粉末的重要影响，包括促进相变和改变显微形貌。这些发现对于理解TiO2的合成过程以及优化其性能具有重要意义，同时也为利用电子束调控纳米材料的结构提供了新的视角。