收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Stability of Rutile-type TiO_2 under High Pressure

Taizo Sasaki  
【摘要】:正The various structures of TiO2, ZrO2 and HfO2 have been exhibited under high pressure experimentally. The stable phase at the ambient condition of TiO2 is the rutile type and it transforms to the -PbO2 type and baddeleyite structures by applying pressure.fl] This sequence is in contrast with that of ZrO2 and HfO2: Their stable structure is the baddeleyite structure at the ambient condition. In this paper, the theoretical study on the rutile-to- -PbO2-type phase transition of TiO2 is reported, in which the first-principles electronic structure calculation was performed. This study provides the explanation on the stability of the normal phase of TiO2, and the difference in the stable form of these oxides from a point of view of the electronic structures, in addition to the conventional view by using the ionic radii. The total energy calculation of TiO2 was performed as a function of volume based on the density-functional theory: The exchange-correlation energy was estimated within the generalized-gradient approximation. The Kohn-Sham equations were solved self-consistently with the pseudopotential method and the one-body wave-functions were expanded with the plane-wave basis sets which are constructed with the cutoff energy of 90 Ry. The estimated error of the calculation is 5 mRy/f .u. Table 1 is the calculated structural properties of the rutile and -PbO2 structures of TiO2. The result for -PbO2 is in excellent agreement with the experiment as well as that for the rutile type.[5] The calculation has also shown that the observed linear compressibilities along the a, b, and c axes can be explained with high accuracy. By the comparison between the calculated free energies of the both structures, the transition pressure was obtained as 7.3 GPa. The experiment 1] has shown the transition pressure is 3.6 GPa, indicating that the calculation explains the relative stability of the rutile-type structure at lower pressures. The calculated electronic structures for these structures have shown that the rutile-type tends to have the filled O-2p states at lower position in energy and to have the empty Ti-3d states at higher position. This fact indicates that the covalency in the Ti-O bond stabilizes the rutile-type structure. In the case of Zr and Hf, the atomic d-level is located at higher position energetically and such covalency cannot be expected. Therefore, it can be considered that, due to the relatively weak covalency of the bond, the rutile-type structure does not appear at zero-pressure for ZrO2 and HfO2.

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王德利;高折射高透过碲酸盐玻璃的研究[J];玻璃与搪瓷;1987年05期
2 李春滨;苏联的晶质玻璃[J];玻璃与搪瓷;1987年06期
3 俞英,顾伯锷,吴震霄,朱亚杰;TiO2在光照下分解有机污水的研究[J];石油大学学报(自然科学版);1994年02期
4 徐品弟,柳厚田;掺杂的PbO_2电极性能的研究[J];蓄电池;1994年02期
5 包定华,顾豪爽,王世敏,黄桂玉,邝安祥;Sol—Gel法合成TiO_2超细粉末[J];湖北大学学报(自然科学版);1994年04期
6 周产力,张秀娟;光催化降解久效磷农药废水的研究[J];河南化工;1994年12期
7 ;知识卡片[J];化学工程师;1994年02期
8 田雨霖;TiO_2压敏陶瓷的研究[J];江苏陶瓷;1994年03期
9 ;矿业新闻[J];采矿技术;1994年08期
10 杨学民,王大光,宣德茂,唐武成;CO还原含Fe_tO二元炉渣反应速率研究(Ⅱ)[J];过程工程学报;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周军;戴向东;;MOS浮选回收攀枝花微细粒级钛铁矿的研究[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年
2 周岳远;;YD31200-23型高压电选机研制及生产应用[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年
3 陈列希;蒋大军;;钒钛磁铁精矿烧结能耗的影响因素及节能技术措施[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年
4 刁日升;马家源;;高炉冶炼钒钛磁铁矿特殊问题的认识与发展[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年
5 刁日升;马家源;孙希文;;冶炼钒钛磁铁矿高炉的氧煤混喷工业实践[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年
6 陈红雨;吴玲;任超;罗秋珍;谢志宏;蒋雄;夏玉坤;罗有荣;;含铋铅粉对铅酸蓄电池的作用与机理的研究[A];中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集[C];2000年
7 马宗义;毕敬;刘越;赵明久;张世振;;原位增强金属基复合材料的制备、微观结构及性能[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
8 R.Ahuja;L.S.Dubrovinsky;;High pressure structural phase transitions in TiO_2 and synthesis of the hardest known oxide[A];Abstracts of 18th International Conference on High Pressure Science and Technology[C];2001年
9 Taizo Sasaki;;Stability of Rutile-type TiO_2 under High Pressure[A];Abstracts of 18th International Conference on High Pressure Science and Technology[C];2001年
10 ;Characterization of Ceramic Coatings Formed on Titanium Alloy by AC Microarc Discharge in Aqueous Solution[A];Abstracts of 18th International Conference on High Pressure Science and Technology[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杰;Cu,Ni/ γ-Al_2O_3催化加氢动力学与应用研究[D];浙江大学;2002年
2 Jalal A.M. AWADH;[D];浙江大学;2002年
3 郭昌文;环戊烯合成戊二醛催化新材料的研究[D];复旦大学;2003年
4 白晨光;含钛高炉渣的若干物理化学问题研究[D];重庆大学;2003年
5 张前程;光催化法去除室内空气中有机污染物的研究[D];天津大学;2003年
6 吴汉华;铝、钛合金微弧氧化陶瓷膜的制备表征及其特性研究[D];吉林大学;2004年
7 吴树新;改性纳米TiO_2光催化氧化还原性能的研究[D];天津大学;2003年
8 王大文;CO_2和丙烯合成甲基丙烯酸杂多金属氧化物催化剂的制备、表征和反应性能[D];天津大学;2004年
9 林桂;纳米粉体在橡胶基质中的聚集和分散研究[D];北京化工大学;2004年
10 谢兵;连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李英勃;负载型纳米TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D];西北大学;2001年
2 钱磊;TiO_2纳米的制备及其结构性能研究[D];河南大学;2001年
3 王新;金堆城钼矿区两类斑岩的识别[D];西北大学;2001年
4 陈寒芳;TiO_2纳米粒多孔膜增敏的压电晶体传感器[D];中南大学;2002年
5 施永明;二氧化钛固溶体的制备及性能研究[D];浙江大学;2002年
6 汪言满;半导体光催化氧化法处理印染废水的研究[D];广东工业大学;2002年
7 李艳;纳米无机抗菌剂及抗菌织物研究[D];西北大学;2002年
8 陈金毅;纳米光催化剂用于污水处理研究[D];华中师范大学;2002年
9 刘晓芳;过渡金属氧化物固溶堇青石体系红外辐射材料结构与性能研究[D];武汉理工大学;2002年
10 郑道敏;纳米二氧化钛光催化氧化含CN~-废水的研究[D];重庆大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王雪飞;瓣膜材料“升级”有望[N];健康报;2000年
2 湖北三峡新型建材股份有限公司 吕宗林;二氧化钛自洁净玻璃的应用与市场[N];中国建材报;2002年
3 李家耀 严太安;纳米科技将引发一场深刻的材料革命[N];经济日报;2002年
4 记者肖洁;新型TiO2纳晶多孔薄膜研制成功[N];科学时报;2002年
5 罗海基;石原产业研制成功极薄片状TiO2功能材料[N];中国有色金属报;2002年
6 王满仓;纳米技术净化空气[N];中国工商报;2003年
7 王辛;上海推出光催化杀菌消毒机[N];中国化工报;2003年
8 文非;西藏开发成功纳米二氧化钛[N];中国化工报;2003年
9 姜小毛;CN过滤器解TiO2流失难题[N];中国化工报;2003年
10 华声;新型光触媒涂料研制成功[N];中国环境报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978