无机玻璃及其高温熔体团簇结构的拉曼光谱定量解析

【作者】 尤静林； 王敏； 王建； 马楠； 吴志东； 马进进；

【机构】 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室上海大学材料科学与工程学院；

【摘要】 无机物是一类种类繁多的化合物或混和物,其赋存形态为晶体、玻璃和高温熔体,涉及许多领域,分布和用途也十分广泛。另一方面,尽管物质微结构的实验研究方法很多,但对于非晶态以及熔融态的无机物而言,可用的方法则极少,而且也存在难度和挑战,不仅是实验技术还包括光谱解析技术的不完善。核磁共振技术在常规条件下结构分析优势明显,尤其是其强度与含量直接成正比的特点,但对于高温熔体则无法获取直接有用的结构信息。而拉曼光谱技术已经可以应用在常温和高温的玻璃和熔体检测中,但由于内部团簇结构的拉曼光谱活性的差异,却成为定量分析的障碍。本工作旨采用量子化学从头计算方法,理论解析内部团簇结构的光谱活性,并结合其它如核磁共振方法等,实现采用拉曼光谱技术应用到高温无机物熔体的结构解析。通过构建系列无机物玻璃和熔体中存在的团簇结构模型,采用量子化学从头计算方法模拟团簇的振动波数和拉曼活性,获取拉曼光谱散射截面函数。结果表明,开发的拉曼光谱定量方法在无机物玻璃和熔体的结构解析上具有较好的适用性和独特优势。更多还原