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中国上海200050 定西路1295 号1295 Ding-xi Road, Shanghai, 200050, China
关于下达2010年度高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室
开放课题基金资助项目的通知
根据“客观公正、平等竞争、择优支持”的评审原则，经高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室学术委员会委员评议、评审，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室学术委员决定对【非晶晶化法制备稀土铝酸盐基透明陶瓷】等12份申请项目予以资助（见附件）。
资助期限为2011年1月至2012年12月，资助经费为10万元／项。
请项目负责人严格组织项目实施，并按要求准时提交年度进展报告和结题报告，保证项目按节点目标完成。
年7月5日
附件：
2010年度高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室开放课题资助名单（见下页）
中国上海200050 定西路1295 号1295 Ding-xi Road, Shanghai, 200050, China
附件：
2010年度高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室开放课题基金资助名单
7月5日。
中国科学院上海硅酸盐研究所
2008年博士入学考试试题
固体物理
1. 氢原子、氢分子相互作用的哈密顿算符
2. 二维理想晶格的矢量、倒格子矢量及布里渊区
3. 能带E(k)，电子态密度ρ(E)
(1) ρ(E)与 E(k)的关系图
(2) 用ρ(E)与 E(k)的关系图分别表示半导体与金属的差异
(3) P ，N 型半导体的电子态密度图
(4) 自由电子费米面的形状
4. 概念题
(1) 有序-无序铁电体
(2) 位移型铁电体
(3) 反铁电体
(4) 铁电畴
(5) 电滞回线
5.
(1) 吸收曲线所代表的物理过程
(2) 该物质是绝缘体还是金属？为什么？
(3) 原胞内有几个原子？为什么？
6. ()n m r r r V βα
+−=
(1) 右边两项代表的意义
(2) 总的势能
(3) 已知r o =3Å, u=4 eV , m=2,n=10,求α和β。
上海硅酸盐研究所上海硅酸盐研究所是一所位于上海的重点研究机构，专注于硅酸盐材料的研究和应用。
自成立以来，该研究所致力于推动硅酸盐材料领域的创新和发展，为社会经济的可持续发展做出了重要贡献。
上海硅酸盐研究所的研究方向广泛涵盖了陶瓷材料、建筑材料、功能材料等多个领域。
在陶瓷材料方面，研究所的科研人员通过研究和开发新型陶瓷材料，不断提高陶瓷材料的性能和品质。
他们不仅在传统的陶瓷材料方面进行改进和创新，还致力于开发具有新颖功能的陶瓷材料，例如高温超导陶瓷材料、致密陶瓷材料等，在能源、电子、通信等领域具有广阔的应用前景。
在建筑材料方面，研究所的科研人员致力于绿色建筑材料的研究和开发。
他们通过改良传统建筑材料的制备工艺和结构设计，降低建筑材料的能耗和环境影响。
同时，他们还积极开发新型的建筑材料，例如无机胶凝材料、高性能纤维混凝土等，以提高建筑物的耐久性、保温性和抗震性能，并促进建筑行业的可持续发展。
此外，上海硅酸盐研究所还在功能材料领域开展了一系列重要研究工作。
他们致力于研究和开发具有特定功能的材料，例如催化材料、光学材料、电子材料等。
通过对这些功能材料的研究，研究所的科研人员希望能够解决现有材料在能源转换、环境保护、信息存储等方面的挑战，同时推动相关技术的发展和应用。
上海硅酸盐研究所在科研水平和科技创新能力方面一直处于国内领先地位。
他们拥有一支高水平的科研团队，由一流的科学家和工程师组成，具备丰富的科研经验和专业知识。
研究所还拥有先进的实验设施和仪器设备，能够为科研人员提供良好的研究条件和技术支持。
同时，研究所积极与国内外的科研机构和企业进行合作，开展科研项目和技术转移，促进科研成果的应用和产业化。
上海硅酸盐研究所将继续致力于硅酸盐材料的研究和应用，为中国的材料科学与工程发展做出更大的贡献。
他们将以科学精神和创新意识为指导，围绕国家和社会的需求，不断开展前沿科研和技术创新，为经济可持续发展和社会进步做出积极贡献。
上海硅酸盐研究所β″2Al2O3陶瓷的研究简介Ξ林祖 (中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050)摘 要: 简介了上海硅酸盐研究所多年来对β″2Al2O3陶瓷的研究结果。
内容包括制备工艺和性能研究两部分。
前者涉及原料和稳定剂选择,化学成分和显微结构控制以及烧结工艺等。
后者包括β″2Al2O3陶瓷的吸水性和表面性质以及稀土离子交换的研究。
关键词: β″2氧化铝陶瓷;钠离子导体;制备工艺中图分类号: TQ174 文献标识码:A文章编号:100129731(2004)01201302021 引 言Beta2Al2O3是一大类铝酸盐的总称,它的通式为M2O・x Al2O3,M可为碱金属离子以及Tl+、G a+、H3O+、NH4+等一系列阳离子。
其中以Na2Beta2Al2O3最具实际意义。
Beta2Al2O3一词如无特殊说明,一般指Na2Beta2Al2O3。
Beta2Al2O3是非化学计量化合物,其中的Na2O含量可以在一定范围内变动,随着通式中x的不同而有两种不同的结构:β2 Al2O3和β″2Al2O3,理论式分别为Na2O・11Al2O3和Na2O・5. 33Al2O3。
由于结构上的原因,β″2Al2O3比β2Al2O3有更高的钠离子电导率[1]。
β″2Al2O3在300℃的电导率可达2×10-1～3×10-1S・cm-1,在能源领域中有重要应用,如高能蓄电池、钠热机等。
多年来上海硅酸盐所对β″2Al2O3的制备和性能进行了一系列研究。
2 β″2Al2O3稳定剂的选择[2]β″2Al2O3一般需添加少量添加剂使其稳定。
由于国际上一般以Li2O或MgO作为添加剂,为了比较,研究了二者对β″2 Al2O3陶瓷的β″2Al2O3相的形成、显微结构以及电性能的影响。
研究结果明,与MgO相比,Li2O更有利于β″2Al2O3相的形成,因而添加Li2O的β″2Al2O3陶瓷有较高的电导率,但也较易促进晶粒生长,形成大晶。
材料基因组计划—第四次产业革命黄孙超hsunchao@中国科学院固体物理研究所2015.11.251国际背景长期以来欧美发达国家一直主导新材料的研发，进入21世纪以来，他们越发意识到传统科学直觉和试错法材料研发模式跟不上社会发展的脚步，成为限制社会发展进步的瓶颈。
为了维护自己的主导地位，他们纷纷提出了新材料的设计理念和新方法。
如美国的材料基因组计划、日本的玻璃、陶瓷、合金钢等领域材料数据库、知识库等，欧盟的高通量试验平台，德国的工业4.0。
2国内现状在1999年6月召开了以“发现和优化新材料的集成组合方法”为主题的香山会议，很多单位进行了相关尝试，但是由于各种问题，最后没有得到普及和开展。
当美国宣布材料基因组计划后，在国内引起了极大的响应，主要学术活动如下：2011年12月21-23日以“材料科学系统工程”为主题的香山会议；2013年3月14 日材料基因组咨询项目启动会；2013年12月15日“2013中国先进功能材料基因组技术高峰论坛”2014年4月18-20日第六届无机材料专题——材料基因组工程研究进展； 2014年科学院和工程院分别向国务院提交咨询报告；2015年9月17-20日的“材料基因组科学技术论坛”；2015年国家重点优先发展专项。
32011年12月21~23日香山科学会议学术讨论会，主题“材料科学系统工程”，旨在应对美国提出的材料基因组研究计划，对我国如何规划、开展实施自己的材料科学系统工程提出建议并进行深入的研讨。
国家自然科学基金委员会师昌绪研究员中国工程院徐匡迪教授清华大学顾秉林教授中科院物理所陈立泉研究员中科院金属所叶恒强研究员中科院化学所朱道本研究员北京有色金属研究总院屠海令研究员42013 年3 月14 日材料基因组”咨询项目启动会暨“材料基因组”•师昌绪、徐匡迪、陈难先、崔俊芝、干勇、葛昌纯、顾秉林、江东亮、黎乐民、南策文、屠海令、王崇愚、王鼎盛、王海舟、徐惠彬、薛其坤、杨裕生、叶恒强、张统一、张兴栋、周廉、朱静、祝世宁等23位中国科学院、中国工程院院士，近100 位知名专家参加了本次会议。
中科院上海硅酸盐所固态电池物质固态电池是一种新型的储能设备，具有高能量密度、高安全性和长循环寿命等优点，被广泛应用于电动汽车、可穿戴设备和储能系统等领域。
中科院上海硅酸盐所是我国固态电池研究的重要机构之一，该所通过多年的研发和创新，取得了一系列重要的成果，为固态电池的发展做出了巨大贡献。
固态电池的核心是电解质，中科院上海硅酸盐所的研究人员在电解质的设计和制备方面做出了重要突破。
传统的液态电解质存在着挥发性、可燃性和腐蚀性的问题，而固态电池采用的固态电解质可以克服这些问题，提高电池的安全性能。
中科院上海硅酸盐所的研究人员通过控制电解质的结构和组成，成功地合成了一系列高性能的固态电解质材料。
这些材料具有高离子导电率、良好的电化学稳定性和优异的界面稳定性，为固态电池的商业化应用奠定了基础。
除了电解质，中科院上海硅酸盐所的研究人员还在电极材料的研究上取得了重要进展。
电极材料是固态电池中能够实现离子传输和电荷传输的关键组成部分。
中科院上海硅酸盐所的研究人员通过合理设计电极的结构和表面形貌，成功地提高了电极材料的反应活性和离子传输速率，从而提高了固态电池的性能。
他们还开发了一种新型的多功能电极材料，可以同时实现锂离子和钠离子的储存和释放，为固态电池的多能源储能提供了新思路。
中科院上海硅酸盐所还在固态电池的封装和制备工艺方面做出了重要贡献。
固态电池的封装技术直接影响着电池的安全性和循环寿命。
中科院上海硅酸盐所的研究人员通过优化封装材料和工艺，成功地解决了固态电池封装中的界面问题和热膨胀不匹配问题，提高了电池的安全性和循环寿命。
同时，他们还开发了一种新型的制备工艺，可以大规模制备高性能的固态电池，为固态电池的商业化应用提供了技术支持。
中科院上海硅酸盐所的固态电池物质研究具有重要意义。
通过优化电解质、电极材料和封装工艺等方面的研究，中科院上海硅酸盐所为固态电池的发展提供了关键技术支持，推动了我国固态电池产业的发展。
中国科学院上海硅酸研究所2003年春季博士入学考试试题 固体物理一、1. 某元素晶体具有六角密堆结构，试指出该晶体的布拉伐格子类型和倒格子的类型；2. 某元素晶体的结构为面心立方布拉伐格子，试指出其格点面密度最大的晶面系的密勒指数，并求出该晶面系相邻晶面的面间距；3. 具有面心立方结构的某元素晶体，它的多晶样品X 衍射谱中，散射角最小的三个衍射峰相应的面指数是什么？二、已知某晶体中相距为r 的相邻原子的相互作用势能可表示为：n m rB r A r U +-=)(，其中A 、B 、m>n 都是>0的常数，求： a) 平衡时两原子间的距离；b) 平衡时结合能；c) 晶体平衡时原子之间具有数值相等、方向相反的吸引力和排斥力，写出平衡时原子之间的吸引力的表达式。
三、判断并解释以下霍尔效应的现象：在N 型半导体中有空位X 轴负方向（左边）和电子沿X 轴正方向移动，根据霍尔效应它们都将发生偏转而向垂直纸面向外吗？（大概意思是这样）四、铁电相变的物理本质是什么？五、已知Cu 的密度是8.93g/㎝3，原子量63.54，它在1000K 和700K 自扩散系数为1.65×10-11和3.43×10-5㎝2/s ；已知空位邻近的原子跳入空位时必须克服的势垒高度为0.8eV ，求1000K 和700K 时Cu 的空位浓度（假设自扩散完全由空位机构引起） 提示：KT D D ε-⋅=exp 0对于空位扩散机制ε=μ1+E 1，μ1是空位形成能，E 1为扩散原子与近邻空位交换位置必须克服的势垒高度；K 为波尔兹曼常数 1.38×10-23J/K 。
中国科学院上海硅酸研究所2002年春季博士入学考试试题 固体物理1.2.3. 什么是刃型位错？什么是螺型位错？从能量角度说明为什么晶体滑移方向必定是密排方向？4. 什么是铁电体？什么是电滞回线？5. 已知扩散系数D 与T 的关系：KT E A e D D ⋅=0，E A 是激活能；a) 由于热膨胀，E A 变为：E 1=E A -CT ，求D 1和D 0的关系b) D 1/D 0≈104，求C 值。
上海硅酸盐所锂空气二次电池实用化研究获系列进展随着社会的发展和技术的进步，锂空气电池作为一种高能量密度的电池，被认为是未来电动汽车和储能系统的重要发展方向之一、然而，由于其在实际应用中存在着诸多挑战，如电极和电解质的稳定性、寿命问题等，致使其实用化进程受到一定的阻碍。
为此，上海硅酸盐所开展了锂空气电池实用化研究，取得了一系列重要进展。
首先，上海硅酸盐所团队在电极材料方面进行了深入研究，采用了一种新型碳纳米管复合氧化物设计了高性能的氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）双功能电极。
该电极具有良好的导电性和电化学活性，能够有效提高锂空气电池的能量密度和循环稳定性。
此外，研究团队还对电极的结构和表面特性进行了优化，通过表面修饰和掺杂等手段实现了更高的催化活性和稳定性，为锂空气电池的实际应用奠定了良好的基础。
其次，在电解质方面，上海硅酸盐所团队也进行了系统的研究。
他们开发了一种基于离子液体和聚合物的新型电解质体系，具有高离子导电性和化学稳定性，能够有效防止电解质的分解和电极材料的腐蚀，提高了锂空气电池的循环寿命和安全性。
同时，研究团队还通过调控电解质的成分和浓度，实现了锂空气电池温度范围和充放电性能的优化，为其在不同环境条件下的应用提供了技术支持。
最后，在系统集成和电池性能测试方面，上海硅酸盐所团队也取得了显著进展。
他们设计了一种新型的锂空气电池结构，实现了电极和电解质的有效匹配和组装，最大限度地提高了电池的能量密度和循环稳定性。
同时，研究团队还建立了一套完善的电池测试系统，对电池的放电性能、循环寿命和安全性进行了全面评估，验证了其实用化性能和可靠性。
总的来说，上海硅酸盐所的锂空气电池实用化研究取得了一系列重要进展，为该领域的发展和推广提供了重要的技术支持和科学依据。
未来，该团队将继续深入研究锂空气电池的关键技术和应用问题，推动其实用化进程，助力新能源领域的可持续发展。
中国科学院上海硅酸研究所2003年春季博士入学考试试题 固体物理一、1. 某元素晶体具有六角密堆结构，试指出该晶体的布拉伐格子类型和倒格子的类型；2. 某元素晶体的结构为面心立方布拉伐格子，试指出其格点面密度最大的晶面系的密勒指数，并求出该晶面系相邻晶面的面间距；3. 具有面心立方结构的某元素晶体，它的多晶样品X 衍射谱中，散射角最小的三个衍射峰相应的面指数是什么？二、已知某晶体中相距为r 的相邻原子的相互作用势能可表示为：n m rB r A r U +-=)(，其中A 、B 、m>n 都是>0的常数，求： a) 平衡时两原子间的距离；b) 平衡时结合能；c) 晶体平衡时原子之间具有数值相等、方向相反的吸引力和排斥力，写出平衡时原子之间的吸引力的表达式。
三、判断并解释以下霍尔效应的现象：在N 型半导体中有空位X 轴负方向（左边）和电子沿X 轴正方向移动，根据霍尔效应它们都将发生偏转而向垂直纸面向外吗？（大概意思是这样）四、铁电相变的物理本质是什么？五、已知Cu 的密度是8.93g/㎝3，原子量63.54，它在1000K 和700K 自扩散系数为1.65×10-11和3.43×10-5㎝2/s ；已知空位邻近的原子跳入空位时必须克服的势垒高度为0.8eV ，求1000K 和700K 时Cu 的空位浓度（假设自扩散完全由空位机构引起） 提示：KT D D ε-⋅=exp 0对于空位扩散机制ε=μ1+E 1，μ1是空位形成能，E 1为扩散原子与近邻空位交换位置必须克服的势垒高度；K 为波尔兹曼常数 1.38×10-23J/K 。
中国科学院上海硅酸研究所2002年春季博士入学考试试题 固体物理1.2.3. 什么是刃型位错？什么是螺型位错？从能量角度说明为什么晶体滑移方向必定是密排方向？4. 什么是铁电体？什么是电滞回线？5. 已知扩散系数D 与T 的关系：KT E A e D D ⋅=0，E A 是激活能；a) 由于热膨胀，E A 变为：E 1=E A -CT ，求D 1和D 0的关系b) D 1/D 0≈104，求C 值。
2001年春季博士入学考试试题 固体物理1. 正方晶胞有以下参数a=500Pm ；b=1000 Pm ；c=1500 Pm （Pm=10-12m ），该晶系有一个晶面在三个坐标轴上的截距都是3000 Pm ，求该晶面的指标（h *、k *、l *）2. 已知某晶体中相距为r 的相邻原子的相互作用势能可表示为：n m rB r A r U +-=)(，其中A 、B 、m>n 都是>0的常数，求： a) 平衡时两原子间的距离；b) 平衡时结合能；c) 晶体平衡时原子之间具有数值相等、方向相反的吸引力和排斥力，写出平衡时原子之间的吸引力的表达式。
3. （1）铁电体的序参量 能随外电场反转，而呈现出 。
一级铁电相变时，序参量相变温度Tc 处 ，而二级相变时序参量 。
（2）任何物质在磁场作用下具有一定的磁化率χ，在顺磁材料中χ与温度关系符合 定律：χ= ，而铁磁材料在顺磁状态时χ随温度变压满足 定律：χF =4. 描述晶体中两种主要的面缺陷：堆垛层错和小角度晶界，讨论堆垛层错的原因。
5. 已知Cu 的密度是8.93g/㎝3，原子量63.54，它在1000K 和700K 自扩散系数为1.65×10-11和3.43×10-5㎝2/s ；已知空位邻近的原子跳入空位时必须克服的势垒高度为0.8eV ，求1000K 和700K 时Cu 的空位浓度（假设自扩散完全由空位机构引起）提示：KT D D ε-⋅=exp 0对于空位扩散机制ε=μ1+E 1，μ1是空位形成能，E 1为扩散原子与近邻空位交换位置必须克服的势垒高度；K 为波尔兹曼常数1.38×10-23J/K 。
2001年秋季博士入学考试试题固体物理1. 正方晶胞有以下参数a=500Pm ；b=1000 Pm ；c=1500 Pm （Pm=10-12m ），该晶系有一个晶面在三个坐标轴上的截距都是3000 Pm ，求该晶面的指标（h *、k *、l *）2. 已知某晶体中相距为r 的相邻原子的相互作用势能可表示为：n m rB r A r U +-=)(，其中A 、B 、m>n 都是>0的常数，求： a) 平衡时两原子间的距离；b) 平衡时结合能；c) 晶体平衡时原子之间具有数值相等、方向相反的吸引力和排斥力，写出平衡时原子之间的吸引力的表达式。
3. 定性说明固体电介质极化的三种微观过程及其对外加电场的依赖关系；4. 结合你的理解对晶体中的两种面缺陷进行描述a) 堆垛层错b) 小角度晶界5. 已知扩散与温度之间的关系式：KT D D ε-⋅=exp 0，其中D0是常数，EA 是激活能；a) 由于热膨胀，即或能变为E 1=E A -CT ，求D 1和D 0的关系；b)2000年博士入学考试试题 固体物理1. 正格子和倒格子2. 已知某晶体中相距为r 的相邻原子的相互作用势能可表示为：n m rB r A r U +-=)(，其中A 、B 、m>n 都是>0的常数，求： （1）平衡时两原子间的距离；（2）平衡时结合能；晶体平衡时原子之间具有数值相等、方向相反的吸引力和排斥力，写出平衡时原子之间的吸引力的表达式。
3. 试述电介质物理中洛仑兹有效场理论。
理论有何局限性？4. 结合你的理解对晶体中的两种面缺陷进行描述（1）堆垛层错（2）小角度晶界5. 已知扩散与温度之间的关系式：KT D D ε-⋅=exp 0，其中D0是常数，EA 是激活能；K 为波尔兹曼常数1.38×10-23J/K 。
下面是某元素在某晶体中的扩散实验数据，T (K) 878 1007 1176 1253 1322D (m /s) 1.6×10 4.0×10 1.1×10 4.0×10 1.0×10求D 0和E A 。
1998年博士入学考试试题 固体物理1. 论述介质极化机制及各相的特点；2. 论述半导体光吸收机制及各自特点；3. 同2000第一题；4. 论述：（1）晶体中的缺陷类型；（2）从中任选一种缺陷论述缺陷形态、产生的原因及其对晶体特性的影响；5. 已知扩散与温度之间的关系式：KT D D ε-⋅=exp 0，其中D0是常数，EA 是激活能；K 为波尔兹曼常数1.38×10-23J/K 。
下面是某元素在某晶体中的扩散实验数据，T (K) 878 1007 1176 1253 1322 D (m 2/s) 1.6×10-20 4.0×10-19 1.1×10-18 4.0×10-17 1.0×10-16 求D 0和E A 。
中国科学院上海硅酸盐研究所1999年硕士入学考试试题固体物理学一、1.指出Si 晶体的点阵类型，倒易点阵类型及第一布里渊区的形状，并绘出其第一布里渊区 （110）面的形状（图上必须表明晶向）2.λ=1.54 Å的X 射线照射具有面心立方结构的Al 和体心立方结构的Fe ，已知得到的第一个衍射峰与 X 射线方向间的夹角分别是38.4°(Al)和44°(Fe)，试分别给出他们的晶胞长度。
并指出只可能出现 和那些晶面族相对应的衍射条纹。
二、什么是声子？试用Debye 模型求出N 个原子组成的晶体在温度T 时，角频繁在0-ω0之 间的总的平均声子数。
（ k B T>>hω0）三、已知N 个质量为m ，间距为a 的相同原子组成的一维原子链，其色散关系 |sin |2sin 2a qa m ⋅⋅=βω ，(β为恢复系数） 1.试绘出整个布里渊区内的色散关系，并说明截止频繁的意义。
2.试求出它的格波态密度函数g(ω)，并作图表示。
四. 晶格常数为α的一维晶体电子能量)2cos 81cos 87()(22ααk k ma h k E +-= 试求：a) 能带宽度；b) 波矢为k 的电子速度；c) 能带底部和顶部的电子有效质量五. 锂是单价金属，其密度是0.534×103kg/m 3。
原子量为6.941，锂晶体每一个原子贡献一个价电子构成自由传导电子。
试估算其导带宽度。
六. 金属钠是体心立方结构，晶格常数a=4.28Å，室温下电导率σ=2.17×107(Ωm)-1，计算以下各量：a) 费米能和费米温度 b) 费米球半径 c) 费米速度d) 费米面上电子平均自由程参考物理参数：普朗克常数：h=1.05×10-34W ·s 2电子质量： m=9.1×10-35W ·s 3/cm 2e=1.602×10-19A ·Sk B =8.617×10-5eV/KN A =6.0247×1023/mol1eV=1.602×10-19J1999年博士入学考试试题 固体物理1. 同2000第一题2. 晶格常数为α的一维晶体电子能量)2cos 81cos 87()(22ααk k ma h k E +-= 试求：a) 能带宽度；b) 波矢为k 的电子速度；c) 能带底部和顶部的电子有效质量3. 定性说明固体电介质极化的三种微观过程及其对外加电场的依赖关系；4. 论述：（1）晶体中的缺陷类型；（2）从中任选一种缺陷论述缺陷形态、产生的原因及其对晶体特性的影响；5. 已知扩散与温度之间的关系式：KT D D ε-⋅=exp 0，其中D0是常数，EA 是激活能；K 为波尔兹曼常数1.38×10-23J/K 。
下面是某元素在某晶体中的扩散实验数据，T (K) 878 1007 1176 1253 1322D (m /s) 1.6×10 4.0×10 1.1×10 4.0×10 1.0×10求D 0和E A 。
