科研动态

【科研进展】研究揭示稀土双硅酸晶体材料体系结构及热学/光学性能

来源：广东省科学院时间：2023-03-28

　　稀土双硅酸盐(rare-earth disilicate, RE2Si2O7)具有良好的耐高温、强耐蚀、抗热冲击性能，与硅基陶瓷基复合材料(CMC)基体的热膨胀率匹配好，是航空发动燃气轮机关键热端部件的新一代热障涂层材料。稀土焦硅酸盐晶体还具有良好的高温闪烁性能，在特深层资源勘探（辐射测井）领域也具有广阔的应用前景。但RE2Si2O7仍存在着晶体类型不明确、相结构转变组分不精准、闪烁性能与结构关系不清晰等问题。

　　最近，广东省科学院资源利用与稀土开发研究所（以下简称省科学院资源稀土所）发光团队与四川大学、广州大学开展研究合作，通过X射线单晶衍射、粉末Rietveld精修、同步辐射VUV–UV光谱以及二次谐波(SHG)等技术联用，对RE2Si2O7体系进行了系统研究：(1) 更正了正交相E(δ)-RE2Si2O7 空间群为中心对称的Pnma，而非Pna21非中心群；(2) 通过B?rnighausen tree方法，揭示了三斜相F-RE2Si2O7是单斜相G- RE2Si2O7 是最大translationengleiche 子群；(3) 对该体系的63种化合物，归类为17种结构多型，并阐明了稀土多面体REOn和Si-O-Si基团排布和连接方式与多型结构堆叠密度的关联性；(4) 从结构-发光的构效角度重新审视了(Gd,La)2Si2O7:Ce的辐射发光性质。上述发现对于RE2Si2O7体系的稀土组分高熵结构调制和热学/光学性能优化具有重要意义。

　　研究成果发表于Chemistry of Materials.，省科学院资源稀土所为第一单位，陈鹏允博士和林利添副研究员分别为论文的第一作者和通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、国家外专局和广东省科学院人才引进专项基金等项目的资助和支持。研究工作还得到了德国矿物学会（DMK）主席Prof. R. Fischer和德国晶体学会(DGK)主席Prof. T. Gesing在Group-subgroup分析和结构精修方面的帮助。

　　原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c00245

（省科学院资源稀土所/供稿）

附件下载：