ZrO-2纳米晶体形貌模拟及其最佳纳米尺度计算

3：MaterialStudioMorphologyBFDH，CastepZrO2（101）、（110）、（002），，、、，120nm。：；；：TB383：A：1008-5548（2009）04-0045-04SimulationofCrystalSurfaceMorphologyandCalculationofMinimumandOptimumNano-particlesofZrO2ZhangLi，WuYe，XiaoBing，LiXiaodong（FacultyofMaterialsScienceandChemicalEngineering，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China）Abstract：BasedonBFDHlaw，theMorphologymodelofquantumchemistrysoftwareMaterialStudiowasusedtodetectthespecificcharac-teristicsoftetragonalzirconia.Andbasedonpseudopotentialmethod，Castepmodelwasusedtocalculatetheelectrondensityoftypicalthestabilitysurface（101）、（110）、（002）.Thecrystalmorphologycalcula-tionresultsweretakenasafundamentalnanometercalculationwhichwasusedtocalculatethecrystalcellnumbers，theatomicity，thesurfacelayercrystalcellnumbers，thesurfacelayeratomicityanditsproportion.Theresultsshowedthattheoptimumdimensionofitsnano-particleswasabout120nm.Keywords：zirconia；nanometercrystal；crystalmorphology、、，，、、、、、、、[1-2]。，5nm～1μm，50nm[3]、10nm[4]、1μm[5]，，。，，。，MaterialStudio[6]Morphology，BFDH，，，、、。1ZrO2，P42/nmc，a0=0.364nm，c0=0.527nm，α=90°，Z=2，V=0.0698nm3[7]，1，ZrO2，81，，4dZr—O=0.20722nm，4dZr—O=0.24527nm，OZr[ZrO4]，。ZrO2，，，（，430074）：2008-10-14。：（）2008（）。：（1989-），，，。：15926392508，E-mail：[e-mail]。1ZrO2Fig.1CrystalstructureofZrO2Vol.15No.4Aug.200915420098CHINAPOWDERSCIENCEANDTECHNOLOGYdoi:10.3969/j.issn.1008-5548.2009.04.011··152ZrO2Fig.2MinimumdimensionofnanometerZrO222.1MaterialStudioMorphology，BFDHZrO2，fine。Castep，，ZrO2（1×1×1），（GGA），，300eV，2×10-6eV，K12，。（3×3×3）。2.2，8，1/8，，，26，a、b、c27，27，，。，，2。，c，，c500、400、300、200、100、50、35、20、10、5、2nm，。，[8]：Ntc=V/Vc，Nta=Ntc×Na，。[9]：Vc=V-V1，V1=（c-c0）3×sin60，Nsc=Vsc/Vc，Nsa=Nsc×Na，P=Nsa/Nta×100%。33.13，，（101）77.5669%，（001）8.2959%，（110）14.1371%，0.29950、0.26350、0.25739nm。4。，ZrO2，，，，7eV。(101)、（110）、（002）3，（110），，ZrO2。3.212、、、、。，、、、，。5～6、。，，、、，3ZrO2Fig.3CrystalmorphologyofZrO2（a）(101)（b）（110）（c）（002）4Fig.4Electrondensityoftypicalcrystalsurface（101）、（110）、（002）··46··3，，，，，。7。，，，，，100nm，，。3.3，1（）Tab.1Dimensionofcompoundparticlesvaried（）c/nm2510203550100200300400500a/nm1.38143.45356.907013.814024.174634.535169.0702138.1404207.2106276.2808345.3510b/nm1.38143.45356.907013.814024.174634.535169.0702138.1404207.2106276.2808345.3510V/nm310.0307156.72971253.837310030.698253758.2730156729.66001253837.3000100306983385360680245585156729659Ntc/143.65402244.594017956.7524143654.0188769895.75712244594.044017956752.3500143654018.8000484832313.500011492321512244594044Nta/1723.848226935.1285215481.02821723848.22609238749.085026935128.5300215481028.20001723848226581798776213790785806269351285282（）Tab.2Dimensionofcompoundparticlesvaried（）c/nm2510203550100200300400500V1/nm34.0073112.21161065.86849258.477351366.2914151825.84691234117.81409951609.620033675495.360079928795.1500156234529.1000/nm36.0234644.5181187.9689772.22092391.98164903.812119719.458179088.5564178110.9859316790.2543495129.8692Nsc/86.2641637.56292691.984611059.313634256.615870229.6391282410.99031132661.83102550805.38404536891.88507090971.5660Nsa/1035.16897650.755232303.8145132711.7628411079.3891842755.66853388931.884013591941.970030609664.610054442702.620085091658.7900P/%0.60050.28400.14990.07700.04450.03130.01570.00790.00530.00390.00325Fig.5RelationbetweensurfacelayercrystalcellnumberandgranularityofZrO26Fig.6RelationbetweensurfacelayeratomicityandgranularityofZrO27Fig.7RelationbetweensurfacelayeratomicityanditsproportionandgranularityofZrO2··47··15，，，，。，（8），，，，，，[10]，，120nm。5BFDH，ZrO2，（101），77.5669%。CastepZrO2（101）、（110）、（002），120nm，，，。（References）：[1]，.[J].，2005，6（8）：46-48[2]，，，.[J].，2003，32（2）：87-91[3]，.[J].：，2007，38（1）：46-50[4]，.[J].，2006，20（z2）：130-133[5]，，，.[J].，2000（8）：21-24[6]SEGALKLM，PROBERTM，PPCIKARDC，etal.First-principlessim-ulationideas，illustrationsandtheCASTEPcode[J].Phys：CondMatt，2002，14（11）：2717-2743[7].[M].：，2001：595-596[8]，，，.Mn（C2Cl3O2）Cl（C12H8N2）2、[J].，2008，14（2）：18-21[9]，.[M].：，2006：239-265[10]，，.[J].，2005，24（2）：139-1448Fig.8OptimumdimensionofZrO2nano-particles··48··