MxO-In2O3-B2O3(M=Ca,Li)体系相图、结构与性能

中子探测在核能的利用、放射性同位素的产生和应用核物理的研究等领域的应用日益广泛，世界各国材料和物理学者对于对中子探测材料的研究越来越重视，寻找优异的新型中子探测用闪烁材料成为无机闪烁体领域的主要研究课题之一。本项目拟从探索新型中子探测用闪烁体的角度，以典型硼酸盐系统MxO-In2O3-B2O3(M=Ca,Li)赝三元系为研究对象，通过组分设计、固相合成、氧分压控制、相关系测定、结构解析、物性测试等实验研究，结合第一性原理和相图热力学优化等计算方法，探索该体系可能出现的硼酸盐新化合物以及该化合物出现的窗口条件，探讨新化合物的晶体结构、晶格缺陷、相变对其物性的影响，构筑MxO-In2O3-B2O3(M=Ca,Li)体系相图，获得新化合物的单晶生长方法和工艺参数，旨在为探索和设计新型闪烁材料及其制备工艺优化提供理论指导。

相图和晶体结构是新材料探索和设计必不可缺的重要依据。本项目从寻找新型中子探测用闪烁材料（发光材料的一种）的角度，采用成分设计、固相合成、X射线粉末衍射、第一性原理计算和物性测试等技术，确定了MxO-In2O3-B2O3 (M= Ba,Ca,Mg,Li)体系的部分相关系，发现了5个新硼酸盐化合物，解析了它们的晶体结构，分析了相关化合物的相变，测试了新化合物的热稳定性和紫外可见吸收谱等物理性能，研究了它们的发光性能，虽然这些新化合物都不适合于中子探测，但是发现并制备了3种新型的有潜在应用价值的白色LED用荧光基质材料。在本项目的资助下，已在JAC、JSSC和MRB国际重要学术期刊上发表SCI论文6篇，参加2次国内会议作口头报告，向国际衍射数据中心（ICDD）提交标准数据1个，获得了2012年ICDD颁发的为PDF做出重大贡献的证书。