CN111892089A - 一种新型六方结构BaWO4及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型六方结构BaWO4及其制备方法。新型六方结构BaWO4为白钨矿结构BaWO4(I41/a，No.88，Z＝4)的一种高压多型，空间群为：R‑3m(No.166)，晶格常数为：
该黑色固态粉晶以白钨矿结构BaWO4为原料经高温高压处理合成。本发明为深入研究BaWO4晶体的物理、化学性质及其高温高压结构相变行为提供了重要材料和技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种BaWO4的晶型结构，具体涉及一种新型六方结构BaWO4及其制备方法。
背景技术
白钨矿结构BaWO4为四方晶系(I41/a，No.88，Z＝4)，钨原子与氧原子配位形成[WO4]2-四面体，Ba原子与氧原子配位形成[BaO8]14-畸变立方体。钨酸钡晶体具有特别的光致发光、热致发光和受激拉曼散射等特性，广泛应用于光电、医学、光谱学等领域。
研究发现，白钨矿结构BaWO4在常温静水压条件下(7.8GPa、25℃)转变为单斜的褐钇铌矿结构(SG:I2/a,No.15,Z＝4)；在高温高压下(4-5.5GPa、600-800℃)转变为单斜的BaWO4-II相(SG:P21/n,No.14,Z＝8)。
发明内容
本发明旨在提供一种BaWO4的新结构及其制备方法，为了研究BaWO4晶体的高压结构相变序列，了解其高压新相的物理、化学性质，最终实现BaWO4晶体材料的在光电、医学、光谱学等领域的应用。
本发明提供了一种新型六方结构BaWO4，该新型六方结构BaWO4的空间群为：R-3m，No.166，晶格常数为：
本发明的另一目的是提供一种所述的新型六方结构BaWO4的制备方法，该方法包含：将单相的白钨矿结构BaWO4，在压力16～25GPa、温度1000～1350℃保温8h以上，然后淬火至室温，最后缓慢卸载压力至常压，获得新型六方结构BaWO4。
优选地，所述压力为18GPa，温度为1250℃。
优选地，高温高压处理后样品，需要先淬火，等样品温度降为室温后，再缓慢卸载压力至常压。
优选地，所述单相的白钨矿结构BaWO4填置于铂金管中制作成样品管，再将样品管放入铬酸镧加热炉，氧化镁介质用作样品管与铬酸镧加热炉间隙的填充材料，最后将包含样品管的铬酸镧加热炉塞入氧化镁八面体的钻孔中，在高压装置内进行高温高压处理。
优选地，所述高压装置采用滑块式六面顶压机的二级6-8型大腔体高压装置。
优选地，所述单相的白钨矿结构BaWO4的制备为：将摩尔比为1:1的化学纯BaCO3和WO3混合并研磨，装入铂金坩埚，在1000℃条件下烧结，保温12h以上使BaCO3分解完全，继续升温到1200℃烧结，保温24h以上，使BaO与WO3反应生成单相的白钨矿结构BaWO4。
本发明的新型六方结构BaWO4及其制备方法，具有以下优点：
本发明的新型六方结构BaWO4粉晶，空间群为：R-3m(No.166)，晶格常数为：
该新型六方结构BaWO4在常压下直接曝露在同步辐射X光或高功率拉曼激光下会部分转变成白钨矿结构。
本发明的方法，以白钨矿结构BaWO4为原料，通过高温高压合成了一种新型的BaWO4晶体多型为深入研究BaWO4晶体的物理化学性质及其高温高压结构相变行为提供了重要材料和技术支撑。
附图说明
图1为本发明的高温高压样品合成的组装图。
图2为本发明制备的六方结构BaWO4的XRD图谱及其指标化。
图3为本发明制备的六方结构BaWO4的Raman图谱。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型六方结构BaWO4的制备方法，包含：
(1)在常压下，采用固态高温化学方法制备出单相的白钨矿结构BaWO4，具体为：
将摩尔比为1:1的化学纯BaCO3和WO3充分混合、研磨均匀、装入铂金坩埚，在1000℃条件下烧结，保温12h。接着，继续升温到1200℃烧结，保温24h。然后，取出样品再次研磨，1200℃条件下再次烧结，保温24h以上，最终得到单相的白钨矿结构BaWO4。
(2)采用高温高压方法处理单相的白钨矿结构BaWO4，制备新型六方结构BaWO4，具体为：
样品合成在滑块式六面顶压机的二级6-8型大腔体高压装置上进行，先将常压下得到的单相的白钨矿结构BaWO4粉末填入铂金管，制作成外径2mm、长度2.5mm的样品管。再将该样品管放入内径3.0mm、外径5.0mm、长为11.3mm的铬酸镧加热炉，氧化镁介质用作样品管与加热炉间隙的填充材料。最后，将包含样品管的加热炉塞入氧化镁八面体的钻孔中。氧化镁八面体与八块碳化钨组装成六面体块件放入压机中(参见图1)。先在室温下缓慢升压至18GPa，再启动加热程序加热至1250℃，保温8h，然后淬火至室温，最后卸载压力至常压。
将制备的新型六方结构BaWO4为黑色固态粉晶，装入金刚石压机进行同步辐射X射线和拉曼光谱表征，参见图2和图3，结果为一种新型的六方BaWO4。该新型的六方BaWO4的空间群为：R-3m(No.166)，晶格常数为：
制备的新型六方结构BaWO4，在常压下直接曝露在同步辐射X光或高功率拉曼激光下会部分转变成白钨矿结构(见图2的星号)。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种新型六方结构BaWO4，其特征在于，该新型六方结构BaWO4的空间群为：R-3m，No.166，晶格常数为：
2.一种如权利要求1所述的新型六方结构BaWO4的制备方法，其特征在于，该方法包含：将单相的白钨矿结构BaWO4，在压力16～25GPa、温度1000～1350℃保温8h以上，然后淬火至室温，最后缓慢卸载压力至常压，获得新型六方结构BaWO4。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述压力为18GPa，温度为1250℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，高温高压处理后样品，需要先淬火，等样品温度降为室温后，再缓慢卸载压力至常压。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述单相的白钨矿结构BaWO4填置于铂金管中制作成样品管，再将样品管放入铬酸镧加热炉，氧化镁介质用作样品管与铬酸镧加热炉间隙的填充材料，最后将包含样品管的铬酸镧加热炉塞入氧化镁八面体的钻孔中，在高压装置内进行高温高压处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高压装置采用滑块式六面顶压机的二级6-8型大腔体高压装置。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述单相的白钨矿结构BaWO4的制备为：将摩尔比为1:1的化学纯BaCO3和WO3混合并研磨，装入铂金坩埚，在1000℃条件下烧结，保温12h以上使BaCO3分解完全，继续升温到1200℃烧结，保温24h以上，使BaO与WO3反应生成单相的白钨矿结构BaWO4。
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