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3.24氧缺位对VO-%2c2-x-纳米陶瓷中相变影响.pdf 75页
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中山太学硕士学位论文
本论文主要研究缺氧V02一。纳米陶瓷试样的力学性能和电学性能，并对实验
数据利用已有的相变动力学模型进行拟台分析。
本论文利用动态力学分析仪 DMA 的强迫弯曲振动模式，对缺氧V02一。
量一温度、内耗一温度曲线，发现VO”72试样的低温单斜相的模量大于高温四
方金红石相的模量，而VOL965和VOm5试样的模量出现的情况则相反：并且随
试样氧含量的减少，模量的绝对值变大，内耗峰的峰值减小、蜂宽变窄、峰温向
低温侧偏移。
除V02中68。C附近的经典MS相变外，首次在VOJ．％5纳米陶瓷试样的内耗
测试中，观测到在30& 2附近的低温单斜相区出现了峰高约为0．Ol量级的相变内
耗峰。在不同的热处理条件和不同的测量条件下，该蜂均出现明显变化。在电性
能测试中，在同样热处理条件下的试样中也在该温区观测到一个具有热滞的电阻
回线。通过对不同热处理条件下试样的XRD衍射图分析，证实了在30℃附近具
有相变特征试样的室温相结构已有较明显的变化，这可能是一个未知结构的新
通过对VOI．965纳米陶瓷试样进行变温过程相变内耗的测试，观测到具有MS
相变的缺氧V02一，纳米陶瓷在升、降温过程均出现一个与MS相变过程密切相关
的内耗峰以及相应的模量亏损，该内耗峰具有相变内耗动力学模型的基本特征。
对实验数据进行的分析拟合表明，其结果满足本课题组以往提出的相界面动力学
模型并计算出相应的相变参数，说明该相变内耗峰的性质主要是由相界面的动力
学行为所致。
本文只是探索性的对缺氧V02一。纳米陶瓷进行内耗和电学性能的测试及分
析。所观测到的新现象机理及氧缺位如何对V02的结构和性能的产生影响等的
机制还有待进一步的研究。
关键词：缺氧、V02纳米陶瓷、MS相变、内耗、电阻
Influenceof
VacanciesonPhase
transitionof
VOe《nano—ceramics
CondensedMatter
Advisor：J．X．Zhang，Professor
x．M．Xiong,AssociateProfessor
focustheresearchinthemechanicalandelectric
thesis，we
properties
V02-xllano-ceramics，and
usingdynamics
analyzeexperiment
interface．
internalfriction
The frequency
ofDMA．The
beenmeasuredtheforced
vibrationmethod
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普通高中课程标准实验教科书-人教版选修3《物质结构和性质》教师教学用书.doc 87页
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第一章 原子结构与性质本章说明一、教学目标
1. 了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。
2. 了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3. 了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4. 认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。
5. 能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6. 从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
二、内容分析
1. 地位与功能
本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
2. 内容的选择与呈现
根据课程标准对“物质结构与性质”模块的要求，本章依据本模块的“主题1 原子结构与元素的性质”的要求进行内容的选取，充分考虑了初中化学和化学2中的原子结构知识的基础，注意知识的衔接与深化。
在第一节“原子结构”中，在学生已有知识的基础上，教科书不再重复建立原子结构的概念，而是直接建立核外电子的能层（即“电子层”）和能级（即“电子亚层”）的概念，给出每一能层有几个能级，每个能级最多可以容纳几个电子，教科书没有介绍原子核的组成；有了能层和能级的概念，直接给出构造原理，并根据构造原理进行核外电子排布；有了构造原理，又由构造原理引出了能量最低原理，并同时引出了基态和激发态的概念，以及原子光谱；由于在第二章介绍共价键时需要涉及电子云和原子轨道等概念，该节在描述原子核外电子的运动状态时介绍了这两个概念，有了原子轨道的概念，结合原子核外电子的轨道排布式，简单介绍了泡利原理和洪特规则。本节内容在陈述方式上可以说是一种倒叙式，即直接给出知识而不加以理论上解释，如把构造原理看作是一个经验规律，直接给出了原子核外电子排布的次序。但随着学习的不断深入，前面直接给出的一些结论性的知识也不断地得到了解释。
在第二节“原子结构与元素的性质”中，首先由原子核外电子排布的变化规律引出元素周期系，接着介绍了元素周期表，由于学生对元素周期表的结构已有一定的了解，为了避免重复，教科书设计了一个“科学探究”，要求学生从更高的视角来进一步认识元素周期表的结构；元素周期律的内涵比较广泛，教科书重点讨论了原子半径、电离能和电负性的周期性变化，而对于学生已知同周期的主族元素的最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的周期性变化，教科书设计了一个“学与问”；在本节的最后设计了一个“科学探究”，结合元素周期表与元素的电负性简单介绍了对角线规则。本节在呈现方式上，充分体现了学生自主学习，设计了两个“科学探究”和三个“学与问”，以及两个“科学史话”；另外，教科书还使用了多样化的图表。
除学科知识外，本章内容的选取也注意了对学生进行科学方法、科学态度的教育，如“科学史话”中提供的素材，既有利于对学生进行科学方法、科学态度的教育，也有利于激发学生的学习兴趣。
关于章图和节背景图的说明：①本章章图由一幅主图、一幅组图和一小图组成，主图为原子隧道扫描显微镜的探测器正检测原子存储的信息；组图包含七幅小图，描述了人类认识原子结构的发展史；另一小图是在固体表面操纵原子写出的“原子”两字。②节背景图是用隧道扫描显微镜获得的铜原子的图像。
3. 内容结构
三、课时建议
第一节?原子结构3课时
第二节 ?原子结构与元素的性质 3课时
复习与机动 2课时第一节 原子结构
第二节 原子结构与元素的性质
本节内容分为两部分：第一部分在复习原子结构及元素周期表相关知识的基础上，从原子核外电子排布的特点出发，结合元素周期表进一步探究元素在周期表中的位置与原子结构的关系。第二部分在复习元素的核外电子排布、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性周期性变化的基础上，进一步从原子半径、电离能以及电负性等方面探究元素性质的周期性变化规律。教学过程中应注意帮助学生根据元素原子核外电子排布特点，以及从原子半径、电离能及电负性等方面加深对元素周期律、元素周期表及元素“位—构—性”三者关系的理解。
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