稀土锰氧化物和双钙钛矿氧化物的合成及电磁性能研究

本文对钙钛矿锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3、La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3和双钙钛矿氧化物Sr2－xLaxMnMoO6、Sr2－xLaxMnWO6和Sr2(Ni，Co)WO6的结构、磁性和磁电阻效应进行了系统地研究。 利用溶胶-凝胶方法制得La0.67Sr0.33MnO3粉体，通过不同的烧结温度，可以对样品的微观结构进行调控。其中，晶界的状态对自旋电子的输运产生了明显的影响。900℃和1300℃烧结的样品，都出现了远低于居里温度的金属－半导体导电行为转变，表明自旋电子的传输不仅与晶粒的大小有关，而且与晶界状态密切联系。合适的烧结条件，可以得到大的，使用温区较宽的磁电阻效应。 在La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.2)体系中，Fe3＋的掺入没有明显改变La0.67Sr0.33MnO3的结构和晶胞参数，但却极大地降低了样品的居里温度。在x≥0.08时同样出现了低于居里温度的金属－半导体导电行为转变，这是由体系的铁磁态磁不均匀性导致的。电子顺磁共振研究表明，La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.20)的EPR谱中峰对峰宽（ΔHpp）在Tmin前后两种温区的线宽展宽机制不同。随着掺杂量的增加，在Tmin处的线宽逐渐变宽并且出现低场顺磁信号。x=0.20的样品，低场顺磁信号在380K左右开始衰减，与La0.67Sr0.33MnO3的顺磁信号具有类似的行为。我们利用相分离模型对系列样品的电子顺磁共振信号的变化规律进行了解释。 在Sr2－xLaxMnMoO6 (0≤x≤1)系列样品中，所有的样品都具有双钙钛矿有序结构。磁化强度、居里温度随掺杂量的增加而增大，但都存在磁受挫行为。在5T的外场下磁化强度依然没有饱和，实际测得的磁矩远远小于理论预测的结果。在低掺杂状态下出现分步磁化。La3+的掺入，不仅改变了体系电子能带的状况，而且极大的改变了体系的结构因素，两者竞争的结果，使体系的电磁性能产生了复杂的变化。

三联吡啶类过渡金属配合物的合成与光电性能

经过分步配位，得到以对苯乙烯撑为桥的双核2,2΄:6΄,2΄΄-三联吡啶钌配合物。这类配合物在室温下在490nm左右存在强的金属-配体电荷转移（MLCT）的吸收峰。在77K时，表现出强的红光发射（639-641nm）。双核配合物中基于中心离子钌的可逆的氧化电位在+1.25eV左右，基于三联吡啶的第一还原电位位于-1.15eV左右，两个核表现出对等的氧化还原性质。合成了叔丁基、己氧基、咔唑、二苯胺以及N-苯基萘胺取代的4΄-苯基-2,2′:6′,2″-三联吡啶（ptpy）衍生物配体与锌和镉形成的系列配合物。通过配体的修饰，配合物的发光颜色从紫色（392nm/397nm）调节到橙红色（604nm/602nm）。荧光发射表现出对溶剂极性的不同程度的依赖性。随着D-A结构趋于明显，配合物溶剂化效应表现得更强烈。电致发光器件研究表明，锌系列配合物的电致发光峰分别位于552nm、600nm和609nm，电流效率分别为5.28cd/A、2.38cd/A和2.00cd/A，亮度最高达到了2249cd/m2。合成了以苯撑和芴的齐聚物为桥的含双三联吡啶的配体，并在过渡金属锌或镉离子的诱导作用下，在温和的条件下获得一系列配位聚合物。其在二甲基甲酰胺溶液中的荧光量子效率最高达到0.41。金属离子的配位对提高光致发光的荧光量子效率的作用是积极的。这些配位聚合物的荧光发射大都在蓝光区（434-455nm）。芴单元的数目对最终聚合物的发光光谱具有一定影响，随着共轭单元的增长，发光峰位发生红移。电致发光器件性能研究表明，电致发光颜色则集中在黄绿光（531nm-560nm）范围。合成了2-(2-吡啶)喹啉衍生物一类配体，并考察了其与锌和镉的配位能力和配位方式。得到的配合物为五配位的配合物，其中两个配体和一个氯离子参与配位。咔唑和二苯胺在喹啉环6-位的引入，不仅较大范围的调节了该类配合物的发光颜色，而且获得了效率较高的红光发射(623nm，638nm)。电致发光器件表征得到了比较纯正的红光发射（648nm，CIE（0.63，0.36）），最大功率效率为0.01 lm/W。

钙钛矿型有机－无机杂化半导体材料的合成及其发光性质的研究

有机-无机钙钛矿型杂化半导体材料结合了有机和无机材料优点，并在分子水平上自组装形成复合材料，具有独特的光、电、磁等性质，在许多领域具有潜在的应用。基于第四主族金属卤化物的杂化钙钛矿是本论文研究的主题，这一类杂化钙钛矿材料是一类独特的半导体材料，其光功能引起人们越来越多的重视。 为此，本论文通过选择不同的有机阳离子配体制备了新型的基于卤化铅的有机－无机杂化钙钛矿结构单晶材料和薄膜，对它们的发光性质进行了研究。利用N-(3-胺基丙基)咪唑和溴化铅在氢溴酸溶液中反应得到了罕见的(110)取向杂化钙钛矿(C6H13N3)2PbBr4 (monoclinic, P21/c)。所得到的杂化钙钛矿在吸收(392 nm)及发射(424 nm)光谱中均存在激子的特征峰。同时，由于N-(3-胺基丙基)咪唑的光活性，得到的杂化材料具有独特的发光性质，在无机层与有机层之间发生了能量传递，使得有机配体的峰位发生红移并且发光强度明显增加。利用CASTEP (Cambridge Serial Total Energy Package) 总能计算软件包对配合物及配体的能带结构进行了计算。结果证明了配体在杂化材料中发光的红移及激子与配体间的能量传递。另外，还发现了一个有机配体2-(2-氨基乙基)硫脲也能够与金属卤化物络合形成(110)取向的有机－无机杂化钙钛矿结构C3H11SN3PbBr4(monoclinic P21/c)，由于有机配体的不同，2-(2-氨基乙基)硫脲构筑的(110)取向杂化钙钛矿结构较N-(3-胺基丙基)咪唑构筑的(110)取向杂化钙钛矿结构有较大程度的扭曲变形，使得它们的发光性质有所不同。 邻-(胺基甲基)吡啶，间-(胺基甲基)吡啶，对-(胺基甲基)吡啶在相同条件下与溴化铅组装，得到0-D [(m-C6H10N2)2PbBr6] (orthorhombic, Pbca), 1-D [(o-C6H10N2)PbBr4] (monoclinic, P21/c), 2-D [p-(C6H10N2)PbBr4] (orthorhombic, Pbca) 等不同维数的溴化铅骨架。其中间-(胺基甲基)吡啶与溴化铅在酸性条件下形成稀有的0-D杂化钙钛矿；邻-(胺基甲基)吡啶在相同条件下形成2-D层状杂化钙钛矿；对-(胺基甲基)吡啶则得到共边八面体组成的一维链。证实了有机配体氢键和空间位阻对无机结构的形成起限制作用。得到的杂化钙钛矿化合物的无机层激子特征吸收峰分别位于428 nm(0-D)和431 nm(1-D)，无机层激子特征发射峰位于461 nm (0-D)和467 nm(1-D)。 由于甲基咪盐的特殊胺盐构型，我们选用甲基咪盐取代的吡啶作为有机阳离子配体来构筑基于溴化铅的杂化钙钛矿，分别为3-甲咪基吡啶和4-甲咪基吡啶。3-甲咪基吡啶与溴化铅在酸性条件下构筑未见文献报道的即共点又共边的Pb-Br八面体连成无机层网络的杂化结构(C6H13N3)PbBr4 (monoclinic, C2/c)。4-甲咪基吡啶与溴化铅在相同条件下构筑的是常见的(100)取向的杂化钙钛矿结构(C6H13N3)PbBr4(orthorhombic, Pbca)。通过两个不同的化合物在结构和光学性质上的对比，表明有机阳离子配体对无机层结构以及杂化钙钛矿材料光学性质的影响。 在氢溴酸溶液中，组胺与卤化铅自组装成(100)取向杂化钙钛矿(C5H10N3)PbBr4 (monoclinic, P21/c)，(C5H10N3)PbCl4 (monoclinic, P21/c)。得到由扭曲的共角八面体组成的钙钛矿片层。受有机配体空间位阻及氢键的影响，无机层发生一定的扭曲，从而导致激子吸收较(分别位于419 nm，339 nm)线形脂肪胺有一定程度的红移。荧光光谱中存在基于溴化铅，氯化铅杂化钙钛矿激子的特征发射峰。另外作为比较，另一个复杂的有机胺3-氨基-1,2,4-三唑，在同样的条件下与PbBr2进行组装得到的是无机组分为一曲折的链状一维结构的杂化结构(C2H2N4)PbBr3 (orthorhombic, Pna21)。 线形的二咪唑配体2,2΄-(二咪唑基-甲基)苯和4,4΄-(二咪唑基-甲基)对联苯，由于其空间位阻与氢键的影响，与卤化铅的组装得到链状骨架。2,2΄-(二咪唑基-甲基)苯与氯化铅构筑的无机骨架是由共边铅氯三角锥连成的一维链状结构(C7H8N2)PbCl3 (triclinic, P-1)；与溴化铅形成类似交替排布的层状结构(C7H8N2)PbBr3 (triclinic, P-1)。4,4΄-(二咪唑基-甲基)对联苯构筑的氯化铅骨架为新奇的由共点的铅氯四方锥组成的类隧道形链(C20H21N4)Pb2Cl6•H2O (triclinic, P-1)；构筑的溴化铅骨架为由共边的铅溴八面体组成的双链(C20H21N4)Pb2Br6 (monoclinic, C2/c)。形成配合物的发光为配体本身的π-π*跃迁发光。 所合成的杂化钙钛矿材料都具有较好的成膜性，利用简单的旋涂法即可得到质量较好的薄膜材料，有利于对其进行光电研究。

反相胶束微乳液法制备稀土化合物纳米微晶

纳米微粒及其构成的纳米材料是纳米科学的一个重要研究领域。由于独特的量子尺寸效应，表面效应，小尺寸效应及宏观量子隧道效应等，纳米材料与同组成的体相材料相比，在力学、光学、热学、催化、磁性和化学活性等方面具有许多独特的奇异性能，现以成为材料科学研究的热点。稀土元素特殊的电子构型，使其显示出许多优良了光、电、磁学等特性。稀土在新型材料科学中有非常重要的地位，成为“材料宝库”。为进一步研究及拓展稀土化合物在理论和实践两方面的价值，稀土化合物纳米材料的研究就成为一个迫切而又重要的课题。本文主要采用反相胶束微乳液法制备出多种稀土化合物纳米微晶，同时开展了非水体系制备含硫稀土化合物前驱体的工作，结合多种表征手段对反应机理进行了深入的探讨，取得一些有意义的结果。主要工作及结论如下：（1）效益采用反相胶束微乳液法，制备出形貌均匀，单分散性好的纯相 Y_2O_3 和 Y_2O_3:Eu 纳米微晶，颗粒度小于 30nm。发现随着温度升高颗粒度增大，并观察到掺杂微量 Eu~(3+) 后，颗粒的微观形貌比没掺杂的更规整。（2）首次采用反相胶束微乳液法，合成了钙钛矿型铁酸镧纳米微晶，微粒呈链状分布，单个微球的颗粒度随温度升高而变大，18nm(700 ℃), 30nm(800 ℃), 38nm(900 ℃)，到 1000 ℃时突跃至 200nm，链状微粒逐渐熔全成球体。（3）首次采用反相胶束微乳液法，制备出溴氧化镧，并首次观察微观结构呈条纹状超结构。（4）观察到十六烷基三甲基溴化铵在体系中起到两方面的作用，一是作为表面活性剂，有助于形成反相胶束微乳液；再者作为反应试剂参与反应。（5）以硫化氢为硫源，利用非水体系制备出含硫钕化合物前驱体，讨论了醇盐碳链长度对反应体系的影响，所得产物硫含量较高(5.5%)的前驱体化合物。（6）制备了以二甲亚砜为配体的含硫前驱体，研究了高温处理过程对热分解产物的影响。在不同高温处理条件下，分别制得 Nd_2O_2S（有碳保护）和 Nd_2SO_6（无碳保护），认为高温下碳的还原作用是造成这种差别的原因。

新型绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce, Tb研究(A = K, Na; B = Mg, Zn)

本工作完成了磷酸盐化合物ABLa(PO_4)_2的合成，这些磷盐均可在900 ℃左右合成；对其进行了结构测试与表征，发现这些磷酸盐属于单斜晶系独居石结构，与LaPO_4同构，具有很相近的晶胞参数；系统地研究了RE~(3+)离子(RE = Ce,Tb,Dy)在ABLa(PO_4)_2基质中的发光与能量传递规律，研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子发光中心与基质晶格之间的相互作用，计算了这些稀土离子之间能量传递的临界距离Rc(dd)，结果表明ABLa(PO_4)_2基质中Ce~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于中等程度耦合，Tb~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于无辐射多声子过程，Ce~(3+)→Ce~(3+)、Ce~(3+)→Tb~(3+)能量迁移临界距离均与LaPO_4中相近，Ce~(3+) → Ce~(3+)相对于Ce~(3+) → Tb~(3+)属于快过程，Ce~(3+) → Ce~(3+)能量传递对ABLa(PO_4)_2:Ce,Tb荧光体的Tb~(3+)绿色发光起了重要的作用，ABLa(PO_4)_2基质是Ce~(3+)，Ce~(3+)-Tb~(3+)，Ce~(3+)-Dy~(3+)的优良发光基质；最后探讨了绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce，Tb的调制途径，主要研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的浓度效应，掺杂B_2O_3、Dy~(3+)、SiO_2对荧光体发光的影响及NH_4Cl的作用，结果表明Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的适宜浓度分别为0.2～0.5和0.08～0.2，掺杂适量的B_2O_3、Dy~(3+)能很好地提高荧光体的发光，掺杂SiO_2、NH_4Cl不利荧光体发光。

宽能隙半导体氮化镓的合成、相变与性质的研究

GaN是最有前途的宽能隙半导体材料之一。它具有优异的光电子特性及稳定的物理性能，因此引起了各国科研工作者的广泛兴趣，各国争相研制GaN基蓝紫光和紫外波段的光电器件，并取得了令人瞩目的结果。关于GaN的研究每年有大量的文献报道，GaN基发光二极管已经产业化。通过文献调研发现，在GaN的研究中存在一些重要的基础工作有待完成。如，GaN陶瓷体的制备，结构相变研究，材料的室温合成方法等。当前 GaN器件的研究的关键问题之一是获得高质量的GaN薄膜，而影响膜质量的关键因素是选择合适的与GaN晶格匹配和热膨胀匹配的衬底材料。GaN晶体是公认的最佳材料，但是GaN晶体制备困难，迄今为止，尚未得到足够尺寸的大单晶材料。GaN陶瓷体的制备有可能替代单晶体作为理想的衬底材料。由于GaN热稳定性差，烧结时易挥发，到目前为止，尚无合成GaN陶瓷体的报道。闪锌矿结构立方GaN具有比纤锌矿结构的GaN更容易进行P型掺杂、发光效率高的特点，因而成为该材料研究的热点问题之一。虽然己有一些立方相GaN粉末合成和膜制备的报道，但是六方纤锌矿GaN向立方闪锌矿的相变研究尚属空白。研究六方相到立方相的相变规律，有助于相变的认识及立方GaN的合成。降低GaN的合成温度对该材料的制备有重要的意义。低温合成GaN的工作已有一些报道，但室温下的合成研究尚待探索。本文通过建立高氨压合成新技术，首次实现了GaN陶瓷体的合成。利用机械合金化产生的机械力化学效应，实现了h－GaN向c－GaN的相变。利用机械力化学反应方法完成了非晶纳米GaN粉末的室温反应合成。此外，还对GaN的衬底材料LiGaO_2晶体的气相合成进行了研究。GaN粉末是在常压下，通过Ga_2O_3和NH_3反应制备的。在实验中发现，反应温度直接影响产物的颜色、结晶状态和纯度。实验中得到的制备GaN粉末的最佳条件是温度为950 ℃左右、反应时间为4小时。以GaN粉末为原料，通过建立高氨压合成新方法，在高压佩刃成功的实现GaN陶瓷体的烧结。通过在组装中添加适量的LiNH_2使之在高温高压下分解，从而形成高氨压的烧结环境。所得到的GaN的烧结体的结晶状态明显提高，在空气中的 稳定性也明显增强。随着温度的变化，所制得的GaN烧结体分别呈现为棕褐色（<900 ℃）、墟拍色（900-1100 ℃)及淡黄色（>1100 ℃）。通过对不同条件下制备的烧结体进行密度测试及破碎表面的SEM分析发现，4GPa、1000 ℃为GaN陶瓷体的最佳制备条件。通过对GaN烧结体的光谱性质进行研究发现GaN陶瓷体的荧光发射峰及红外光谱的吸收峰位置均发生了位移。实验采用机械合金化装置，在机械力化学效应的诱导下实现了GaN由纤锌矿的六方结构向闪锌矿立方结构的相转变。六方结构的GaN的XRD的图谱的明显特征是三个最高衍射强度所对应的峰的位置依次为36.7°, 32.3°和34. 5°（2θ）。经过机械球磨后的XRD的图谱在34.5°、57.8°和69.1°（2θ）位置的衍射峰为三个最强峰，而且在40.4°(2θ位置出现了一个较弱的衍射峰（该衍射峰为立方氮化嫁的特征峰）。以上结果表明，在机械球磨的作用下，六方GaN发生了向立方GaN结构的相转变。通过Raman散射光谱对比测试，六方GaN的光谱图中535, 557和567cm~(-1)的散射峰分别对应与A_1(TO), E_1(TO)和E_2声子模的振动频率，其中Ez为六方相的特有的声子模。经过球磨后的粉末的尺aman散射光谱图中551、716cm~(-1)分别对应于立方相的To和LO声子模的振动频率。光谱中六方结构的特征峰El的消失及立方相特征峰LO的出现进一步证实了在机械合金化的作用下，GaN发生了由六方相向立方相的转变。根据机械球磨可发生机械力化学反应的原理，实验中通过选择合适的嫁源和氮源，在机械合金化装置中实现了纳米非晶态GaN的室温合成。以化学计量比为1；1：1的Ga, NaN_3和NH_4Cl为原料，通过机械球磨进行合成反应。分析产物的XRD图谱发现，所有结晶相的衍射峰与NaCl的标准卡片吻合，在32-38°（2θ）区间出现一非晶相的宽峰（与GaN主峰位置对应）。证实了经过机械球磨发生了合成反应（Ga+NaN_3+NH_4Clx→GaN+NaCl+N_2+NH_3+H_2），得到了纳米非晶态GaN。通过对所得的粉末进行TEM表征，其产物颗粒为5nm左右。根据Li_2o和Ga_2o易挥发的特点，采用LiCO_3、Ga和Ca_2O_3为原料通过气相法制备了LiGaO_2晶体。

喷雾热解法制备Eu~(3+)掺杂的球形发光粉

喷雾热解法对合成球形形貌的发光粉极具优势，本文用喷雾热解法（先低温喷雾干燥，在慢速升温热解）合成了正硼酸盐、氧化物和硼铝酸盐发光粉，合成过程中用柠檬酸、聚乙二醇、浓氨水等修饰喷雾前驱体溶液，以优化发光粉的形貌和发光性能，同时对相应的发光机理进行了探讨。在喷雾热解法合成Y_2O_3:Eu这种单一组分的氧化物发光粉中，PEG的分子量（分子量大小决定了分子链的长短）对所制发光粉的形貌（球形、棒状和片状）起着重要的作用。形成球形是因为分子量为10000的PEG长分子链在喷雾前驱体溶液中穿插、缠结、卷曲，并通过氢键结合柠檬酸在喷雾热解溶液中形成了相对稳定的网状结构，这使得在随后的低温喷雾干燥过程中鳌合稀土离子的柠檬酸不会因溶剂的蒸发跑到喷雾小液滴的表面而造成空心结构，从而得到实心球体，这种实心球体在随后的慢速升温热解过程中逐渐收缩、结晶，最后得到了表面光滑的实心球体；至于棒状结构，则是因为短分子链的PEG（分子量600）只能在喷雾小液滴中形成区域网状结构，这种区域网在溶剂的蒸发过程中会跑到小液滴的表面形成空心结构，由于球壳上具有PEG作为“筋”而具有一定的韧性，这使得在随后的慢速升温热解过程中球壳热解形成空心的孔洞结构，并在高温下破裂、坍塌、卷曲而形成了棒状；而片状则是因为喷雾前驱体溶液中没有PEG链使得干燥过程中，鳌合稀土离子的柠檬酸随溶剂的蒸发而跑到小液滴表面，形成了空心的球壳，这种球壳由于没有PEG链做“筋”而具有脆性，在随后的慢速升温热解过程中，这种脆性的球壳破裂成片状，并随温度的升高进一步热解、收缩，形成了最终的片状Y_2O_3:Eu。在喷雾热解法合成Y_(0.9-x)Gd_xEu_(0.1)BO_3中，聚已二醇、柠檬酸、氮气压力和前驱体溶液的浓度都严重地影响着所制发光粉的形貌。对该体系来说，获得最佳形貌（球形，实心，表面光滑，尺寸在1-3μm）的条件如下：聚已二醇I狗最佳用量是。0.004M，柠檬酸的最佳用量是两倍于溶液中总金属离子的摩尔数；最佳氮气压力为6O0atm；前驱体溶液的浓度为0.07M。Y_(0.9)Eu_(0.1)BO_3在700℃时便开始结晶，比固相法低了200℃（固相法为900℃）。随着烧结温度的提高，结晶性逐渐增强，当温度超过1100℃后，结晶性开始下降，这主要是因为和该体系有关的氧化硼熔点低（600 ℃），在高温容易挥发，造成了晶粒表面出现贫硼相，使得晶粒尺寸降低所致。在Y_(0.9-x)Gd_xEu_(0.1)BO_3中，随着X值的增大，发光强度显著增强，这是因为在Y_(0.9-x)Gd_xEu_(0.1)BO_3中存在Gd~(3+)到Eu~(3+)的能量传递，X值的增加不仅增加了Gd~(3+)-Eu~(3+)的直接能量传递几率，而且增加了Gd~(3+)-（Gd~(3+)）_n-Eu~(3+)形式的能量传递的几率，从而增强了发光强度。在硼铝酸盐Y_(0.9-x)Gd_xEu_(0.1)Al_3（BO_3）_4（0.0≤X≤0.9）体系中，用浓氨水来修饰喷雾前驱体溶液，改变其pH值，发现pH值对粒子形貌有严重影响，但对光致发光强度影响不大。当pH值为3时（不加浓氨水），所制样品形貌不规则，且团聚严重；当加入适量的浓氨水，使前驱体溶液pH值增大到4.5（此时溶液呈胶体状），所制样品呈球形，表面比较粗糙；再加浓氨水，使前驱体溶液的pH值增大到12（此时溶液呈悬浊液状），所制样品仍呈球形，表面趋于光滑，粒子尺寸降低。这三种发光粉的光致发光强度相差很小，但球形的发光粉在涂屏上具有显然的优势。在Y_(0.9-x)Gd_xEu_(0.1)Al_3（BO_3）_4发光粉中，随着X值的增大，存在两个影响发光强度的因素：一是随着X值的增大，结晶性降低，这使发光强度降低；二是随着X值的增大，Gd~(3+)-Eu~(3+)或者Gd~(3+)-（Gd~(3+)）_n-Eu~(3+)形式的能量传递效率增强，这使发光强度增加。当X值比较小时（0.0≤X≤0.3），前一因素占主导地位，当X值比较大时（0.3≤X≤0.9），后一因素占主导地位。

骨固定用聚乳酸/无机纳米粒子复合材料

本论文针对目前用于骨固定和骨修复的聚乳酸／无机纳米粒子复合材料的界面强度低、粒子分散不均匀以及所采用生物活性无机填料粒径较大等缺点，对轻基磷灰石及生物活性玻璃无机纳米粒子的制备、界面改性、粒子的分散、以及复合材料的制备进行了较详细的论述。另外，对材料的力学性能、结晶性能和生物相容性进行了较细统的测试和研究。（1）以磷酸和氢氧化钙为原料在40-80℃的反应条件下制备出了米粒状和棒状的HAP粒子，然后在-50℃的冷冻干燥机中干燥48h，得到白色的HAP粉末。用TEM、SEM、WAXD、FTIR等对所得产物进行了表征。研究结果表明，提高反应温度有利于生成高结晶度的长棒状HAP颗粒。此外，锻烧温度对粒子的形貌和结晶度也有很大的影响，锻烧温度越高，粒子的结晶度就越高，并且，当锻烧温度提高到900℃以上时，HAP粒子的形貌会由长棒形逐渐变成球形。（2）在高纯氢气气氛中，以辛酸亚锡为催化剂的反应条件下使左旋丙交酷开环聚合，直接接枝到HAP的表面，使HAP的粒子表面覆盖一层聚乳酸分子，使HAP的亲油性能得到提高。对表面接枝的轻基磷灰石（g-HAP）用31PMAS-NMR、FTIR、TGA、TEM、SEM和GPC进行了表征。结果表明，用此方法可在HAP表面接枝6％的PLLA。（3）用溶剂法制备了PLLA/g-HAP复合材料，并对其机械性能、结晶性能和生物相容性进行了表征。试验结果表明：与纯HAP相比，g-HAP粒子更容易均匀分散到PLLA基体中，当填料含量达到4％时，PLLAg-HAP复合材料的力学性能达到最好。由Dsc和PoM的实验结果表明，g-HAP粒子在聚合物基体中可以起到异相成核剂的作用。细胞实验结果表明，PLL刀g-HAP复合材料的细胞相容性明显优于纯的PLLA和PLLA/HAP复合材料。（4）以正硅酸乙酷（TEOS）、硝酸钙（Ca(NO3）2）和磷酸氢二按（（NH4）ZHPO4）为原料，利用在酸性溶液中水解，碱性溶液中缩聚沉淀，然后将反应液离心分离，冷冻干燥，最后在马弗炉中锻烧的方法，得到白色的5102-coo-PZos三元生物活性玻璃粉末。SEM和TEM分析结果表明，所得到生物活性玻璃是粒径在40nln左右的球形颗粒，且粒径分布非常均匀。（5）以正硅酸乙酷（TEoS）和硝酸钙（Ca（NO3）2）为原料，利用在酸性溶液中水解，碱性溶液中缩聚沉淀，然后将反应液离心分离，冷冻干燥，最后在马弗炉中锻烧的方法，得到粒径为200nm左右的球形SiO2-CaO二元生物活性玻璃粉末。

熔融氯化物电解制备NdFe、DyFe和DyAl合金的研究

本文对电解熔融氯化物制备稀土金属钕及钕铁、镝铁合金的电极过程及镝在镝铝合金中的扩散系数，用氯化物熔体电解制备钕铁合金的电解工艺，进行了系统研究。利用线性扫描伏安法（LSV）和计时电位法研究了Nd~(3+)，Dy~(3+)在等摩尔Kcl-NaCl熔体中，在Mo, Fe, Pt三种不同电极上的电极过程；还研究了在可耗铁电极上，电解制备NdFe合金的电解工艺；测定了Dy~(3+)在该熔体中的扩散系数及Dy原子在Al-Dy合金中的扩散系数。研究结果表明，Nd~(3+)在Mo电极上的反应接近于扩散控制的反应。为不可逆过程。反应是一步完成的，转移系数α为0.8。计时电位法证明，Nd同熔体具有较强烈地作用。Nd~(3+)在Fe电极上的反应二步进行。首先是Nd的析出，立即与Fe合金化生成NdFe合金。经X-射线衍射分析证明，合金组成为Nd_2Fe。由于合金化的结果，使Nd~(3+)的析出电位向正方向飘移。第二步反应是由于有大量的Nd析出，Nd向Fe电极内部的扩散已不足以使析出的Nd与Fe合金化，造成纯Nd的析出。由于Nd沉积在电极表面上，活度逐渐趋向于1，故Nd~(3+)的析出电位又向负方向飘移。由于合金化，反应的全过程为不可逆的，αn为0.55～0.65。NdFe合金电解工艺的研究表明，利用体系NdCl_3-Kcl·NaCl-LiF是合适的。LiF的加入有助于溶解电解质中的水不溶物，降低熔体的粘度。浓度和温度对合金化影响较大。深度过高，则有大量纯Nd析出。由于Nd同熔体作用强烈，对电解不利。浓度太低，则金属Na易析出导致电流效率降低。温度高，有利于合金化；但合金中Nd的含量过高且电解质挥发严重；并且Nd同熔体的作用更强烈了。控制电解温度在750～800 ℃，有利于形成合金。我们得到最佳电解工艺条件为：当温度在750～760 ℃时；电流密度在10～13安培/厘米~2；NdCl_3浓度为30%(wt)时，电流效率达最大值为56%。利用LSV和计时电位法对Dy~(3+)在Mo电极上的电极过程进行研究的结果表明，Dy~(3+)在Mo电极上的反应为一步生成金属的反应。反应是扩散控制的可逆过程。反应式为Dy~(3+) + 3e = Dy。利用扫描电镜进一步证实了这个结果。计时电位法测得了Dy~(3+)在该熔体中的扩散系数D与温度下的关系为LgD = 1.65 - 7376/T ± 0.34。同Nd比较，Dy同熔体的作用不很强烈。Dy~(3+)在Mo电极上的电极过程很好地符合可逆反应的规律。LSV方法研究Dy~(3+)在Pt，Fe电极上的电极过程表明，Dy~(3+)在Pt电极上的反应分二步进行。第一步反应为扩散控制的可逆反应。用卷积积分计算出第一步反应的转移电子数为1。与利用扩散方程计算的结果一致。所以，Dy~(3+)在Pt电极上的反应为，Dy~(3+) + e = Dy~(2+) ，Dy~(2+) + 2e = Dy。Dy~(3+)在Fe电极上的反应为不可逆过程。反应为一步还原为金属的反应。阳极溶解伏安曲线表明，Dy在低于800 ℃不与Fe形成合金。在Fe为电极制备DyFe合金，电解温度选择在900 ℃左右为宜。利用阳极计时电位法测定了Dy在Al-Dy合金中的扩散系数。结果表明，Dy在合金内部向合金表面的扩散为阳极溶解反应的控制步骤。测得扩散系数同温度的关系为LgD = 5.81 - 10662/T ± 0.51。(700～850 ℃)扩散活化能为204.1 kJ/mole。较高的活化能说明Dy在Al-Dy合金中的扩散相当困难。

富钇稀土-铝合金制取的研究Study on Preparation of Yttrium-Rich RE-Al Alloys

我国江西龙南稀土矿是目前世界上储量最大的富钇稀土矿、研制具有多种用途的钇（Y）-铝（Al）或富钇混合稀土（Ymm）-铝中间合金，对于开拓我国龙南稀土矿的应用领域扩大稀土合金出口具有重要意义。基于这一背景并针对目前氟化物体系制取Ymm-Al合金时存在着电解温度高，腐蚀现象严重，电效偏低等缺点，本文系统开展了在氯化物熔盐体系中电解制取Ymm-Al合金的研究工作。本工作由三部分组成：在第一部分工作中，开展了熔盐电解所需要基本原料-无水稀土氯化物制取的工艺研究。利用化学分析和结构分析手段，弄清了干法氯化过程中YmmCl_3水解的机理，提出了减弱水解的措施，即YmmCl_3先在850-900 ℃灼烧1.5 + 0.2hr，脱掉吸附水并将碱式碳酸盐转化为氧化物，增加稀土氧化物的比表面。通过条件试验得到最佳工艺条件为：采用NH_4 Cl:Ymm_2 O_3 = 14:1（摩尔比）的配料比，每次投入氯化装置的原料量为0.26 - 0.36 kg, 在400-450 ℃氯化反应激烈开始后迅速降温至400 ℃以下，待物料粘结现象消失后，再行升温氯化。出料及后期控制温在475 ± 25 ℃。经过3.8 ± 0.2hr氯化，可制得水不溶物小于1%并符合熔盐电解要求的YmmCl_3原料。此新工艺与原有干法工艺相比，流程短，装置简单，不需密闭抽真空，成本低，适于制取任何量的优质熔盐电解所需氯化稀土原料。在第二部分工作中，利用上述YmmCl_3原料，以液态铝为阴极，在氯化物体系中进行熔盐电解，通过试验得出在小型试验规模制取Ymm-Al合金的最隹工艺条件为：电解质组成（重量比）40%YmmCl_3-1%NaF-59%等摩尔的NaCl-KCl；电解温度为790 ± 5 ℃；阴极电流密为0.7 - 0.02A/cm~2；电解电量为333 ± 5库仑/克铝，制得钇铝合金中Ymm含量为10 ± 2%。添加1%的NaF可消除阴极表面生成枝状物，减少合金中夹渣和熔盐中沉渣。在电解工作中，将方差分析应用于试验数据处理，方差分析结果表明，各种试验因素对电效有明显影响，试验数据可靠，试验误差在允许范围以内。在第三部分工作中，利用线性扫描伏安法测定了在最隹电解工艺条件下Y~（3+）和Ymm在液态铝及钼电极上的析出电位。测定结果表明：Y~（3+）和Ymm~（3+）在液态铝阴极上的析出电位比在钼阴极上偏正0.2 ～ 0.8伏，氟离子的加入要比不加氟时析出电位不有同程度的负移，但考虑到氟离了具有消渣作用，加入少量氟比物添加剂对提高电效有利。

黑颈鹤 Grus nigricollis 东部种群的生态及迁徙研究

2003 年3 月到2006 年3 月，我们对世界上了解最少的鹤类，也是唯一一种越冬和繁 殖都在高原湿地内进行的鹤类——黑颈鹤(Grus nigrcollis)东部种群的野外繁殖生态、越冬 生态和迁徙路线等方面作了重点研究。研究时间分为三个阶段：2003 年3 月到2005 年6 月，在黑颈鹤的繁殖地点四川省若尔盖湿地国家级自然保护区内(102°29′－102°59′E, 33°25′－34°00′N)进行，对在若尔盖湿地内繁殖和度夏黑颈鹤的种群现状，繁殖习 性，繁殖季节黑颈鹤栖息地选择利用及牛羊放牧活动对黑颈鹤栖息地利用的影响，繁殖黑 颈鹤鸟巢及筑巢栖息地选择的特点等内容进行了研究；第二阶段从2004 年10 月到2006 年3 月，在黑颈鹤东部种群重要的越冬地云南省大山包黑颈鹤国家级自然保护区内 (103o14’55”—103o18’38”E, 27º18’38”—27o28’42”N)进行，对越冬黑颈鹤的越冬习性，栖息 地选择利用，白昼时间行为分配进行了研究；第三阶段2005 年2 月－3 月、2006 年3 月，在云南省大山包保护区和贵州省草海黑颈鹤国家级自然保护区，给8 只黑颈鹤佩戴卫 星发射器，第一次在中国利用卫星技术来跟踪候鸟的迁徙，对东部黑颈鹤越冬种群的迁徙 路线进行求证和新的探索，并利用卫星数据进行黑颈鹤在繁殖地和越冬地活动特点的分 析。 在2004 年5 月围绕整个若尔盖湿地自然保护区内和周边地区繁殖和度夏黑颈鹤的现 状调查中，共统计到黑颈鹤320 只和巢6 个，112 只黑颈鹤(35%)和5 个鸟巢分布在保护 区内，主要集中在保护区内水域和沼泽面积较大的两块核心区内，208 只黑颈鹤(65%)和1 个鸟巢分布在保护区外，主要分布在黄河、白河沿线地区，其中在白河和黄河交界的地 区，记录有163 只黑颈鹤；本次调查中，黑颈鹤利用最多的是在黄河和白河交界处的农 地，其次是沼泽和河岸地带，最少的是草甸和退化草甸；不论是在保护区内还是在保护区 外，湿地生境都体现了黑颈鹤在栖息地选择时的重要性；在花湖繁殖地，黑颈鹤繁殖种群 和巢在3 年内呈现下降和减少的趋势，湿地面积的缩小和退化可能是主要的原因。 繁殖习性：根据繁殖期间产卵，幼鹤出壳等事件行为发生的时间将整个繁殖季节划分 为繁殖前期(到达之日到5 月12 日)，繁殖中期(5 月13 日到6 月18 日)和繁殖后期(6 月19 日到离开)。黑颈鹤3 月下旬即从越冬地返回繁殖地点花湖，首先到达的是带有幼鹤的繁 殖家庭鹤，之后才是集群鹤，这种返回的过程持续到5 月初。在繁殖前期，黑颈鹤种群数 量经历一个增加的过程，在此期间，花湖的黑颈鹤种群数量较低(27)，繁殖黑颈鹤先后经历家庭解体 (Family breakup)，建立繁殖领域，完成交配，筑巢等行为，进入繁殖中期 后，花湖的黑颈鹤种群数量整体呈现下降趋势，并在6 月的第一周达到最低，繁殖中期黑 颈鹤的种群比前期稍高(29)，与繁殖相关的行为在整个繁殖季节达到最高(51%)，进入繁 殖后期，随着幼鹤出壳和成鹤维持领域能力的降低，花湖周围的黑颈鹤种群数量再次增 加，并在以后的2 个月内维持在较高的数量(56)，到9 月中旬，黑颈鹤开始迁徙，4 周 后，所有的鹤都离开繁殖地花湖。在繁殖期间，被驱逐出领域的幼鹤与非繁殖的成鹤形成 集群在繁殖地周围游荡，集群在各个时期都存在，只是在繁殖前期最多(2 群/周)，繁殖中 期和繁殖后期为1 群/周，群内个体数量在繁殖中期最高(26 只/群)，在繁殖前期和中期分 别是6 和8 只/群，不同时期的群体和群体规模都存在显著差异；黑颈鹤的交配发起者是 雌鹤，交配的成功率为60%，雄鹤的无应答和不成熟的交配经验是交配失败的主要原 因，80%的交配发生在上午，交配成功率为58.3%，20%的交配发生在下午，成功率为 66.7%，黑颈鹤的交配主要发生在4 月到5 月上旬之间，66.7%的交配发生在这一时期， 成功率为80%，之后到6 月上旬的交配仅有33.3%，成功率仅有20%，随着时间的推移， 交配的成功率降低(从4 月的100%减少到5 月份的45%和6 月份的0)；黑颈鹤的窝卵数是 2 枚，卵重207 克，卵长径和短径分别是107 和58 毫米，孵卵期为31 天，幼鹤的出壳率 为100%，但二个月后的死亡率达到31.2%，之后的幼鹤未观察到死亡，幼鹤出壳后两个 月内的死亡率可能是制约种群增长的一个原因；繁殖期间黑颈鹤食物以蕨麻(Potentilla anserina)、荸荠(Heleocharis dulcis)、委陵菜属(Comarum)、草地早熟禾(Poa pratensis)、眼 子菜属(Potamageton)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等植物的花、果、茎等为主，但也 取食包括无脊椎动物如蝗虫(Chorthippus hsiai)，粪金龟(Geotrupes sp.)，椭圆萝卜螺(Radix swinboi)和耳萝卜螺(Radix ouricuaria)，以及脊椎动物黑唇鼠兔(Ochotona curizoniae)、红 脚鹬(Tringa totanus)、黑水鸡(Callinula chloropus)、小..(Tachgbaptus ruficollis)、黄河裸 鲤(Gymnocypris pylzovi)等，取食动物性食物可能是补充繁殖所耗费的巨大能量和为迁徙 储备能量；繁殖季节黑颈鹤的主要时间分配在取食和繁殖上，分别占45%和28%，其余 依次为运动10%、护理9%、警戒6%、静息1%和其它1%，不同的繁殖阶段，除了运动 和其它行为外，其余各种行为的时间分配存在显著差异，各行为频次以警戒最高(43 次/小 时)，其余依次为取食(31 次/小时)、护理(17 次/小时)、运动(11 次/小时)、繁殖(5 次/小 时)、其它(1 次/小时)和静息(1 次/小时)，除了其它行为外，各繁殖阶段行为发生频次差异 显著，各行为的持续时间以繁殖最多(189 秒/次)，其次为取食(53 秒/次)、静息(50 秒/次)、 运动(33 秒/次)、其它(22 秒/次)和护理(19 秒/次)，在一天中，黑颈鹤各行为分配随时间的历家庭解体 (Family breakup)，建立繁殖领域，完成交配，筑巢等行为，进入繁殖中期 后，花湖的黑颈鹤种群数量整体呈现下降趋势，并在6 月的第一周达到最低，繁殖中期黑 颈鹤的种群比前期稍高(29)，与繁殖相关的行为在整个繁殖季节达到最高(51%)，进入繁 殖后期，随着幼鹤出壳和成鹤维持领域能力的降低，花湖周围的黑颈鹤种群数量再次增 加，并在以后的2 个月内维持在较高的数量(56)，到9 月中旬，黑颈鹤开始迁徙，4 周 后，所有的鹤都离开繁殖地花湖。在繁殖期间，被驱逐出领域的幼鹤与非繁殖的成鹤形成 集群在繁殖地周围游荡，集群在各个时期都存在，只是在繁殖前期最多(2 群/周)，繁殖中 期和繁殖后期为1 群/周，群内个体数量在繁殖中期最高(26 只/群)，在繁殖前期和中期分 别是6 和8 只/群，不同时期的群体和群体规模都存在显著差异；黑颈鹤的交配发起者是 雌鹤，交配的成功率为60%，雄鹤的无应答和不成熟的交配经验是交配失败的主要原 因，80%的交配发生在上午，交配成功率为58.3%，20%的交配发生在下午，成功率为 66.7%，黑颈鹤的交配主要发生在4 月到5 月上旬之间，66.7%的交配发生在这一时期， 成功率为80%，之后到6 月上旬的交配仅有33.3%，成功率仅有20%，随着时间的推移， 交配的成功率降低(从4 月的100%减少到5 月份的45%和6 月份的0)；黑颈鹤的窝卵数是 2 枚，卵重207 克，卵长径和短径分别是107 和58 毫米，孵卵期为31 天，幼鹤的出壳率 为100%，但二个月后的死亡率达到31.2%，之后的幼鹤未观察到死亡，幼鹤出壳后两个 月内的死亡率可能是制约种群增长的一个原因；繁殖期间黑颈鹤食物以蕨麻(Potentilla anserina)、荸荠(Heleocharis dulcis)、委陵菜属(Comarum)、草地早熟禾(Poa pratensis)、眼 子菜属(Potamageton)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等植物的花、果、茎等为主，但也 取食包括无脊椎动物如蝗虫(Chorthippus hsiai)，粪金龟(Geotrupes sp.)，椭圆萝卜螺(Radix swinboi)和耳萝卜螺(Radix ouricuaria)，以及脊椎动物黑唇鼠兔(Ochotona curizoniae)、红 脚鹬(Tringa totanus)、黑水鸡(Callinula chloropus)、小..(Tachgbaptus ruficollis)、黄河裸 鲤(Gymnocypris pylzovi)等，取食动物性食物可能是补充繁殖所耗费的巨大能量和为迁徙 储备能量；繁殖季节黑颈鹤的主要时间分配在取食和繁殖上，分别占45%和28%，其余 依次为运动10%、护理9%、警戒6%、静息1%和其它1%，不同的繁殖阶段，除了运动 和其它行为外，其余各种行为的时间分配存在显著差异，各行为频次以警戒最高(43 次/小 时)，其余依次为取食(31 次/小时)、护理(17 次/小时)、运动(11 次/小时)、繁殖(5 次/小 时)、其它(1 次/小时)和静息(1 次/小时)，除了其它行为外，各繁殖阶段行为发生频次差异 显著，各行为的持续时间以繁殖最多(189 秒/次)，其次为取食(53 秒/次)、静息(50 秒/次)、 运动(33 秒/次)、其它(22 秒/次)和护理(19 秒/次)，在一天中，黑颈鹤各行为分配随时间的历家庭解体 (Family breakup)，建立繁殖领域，完成交配，筑巢等行为，进入繁殖中期 后，花湖的黑颈鹤种群数量整体呈现下降趋势，并在6 月的第一周达到最低，繁殖中期黑 颈鹤的种群比前期稍高(29)，与繁殖相关的行为在整个繁殖季节达到最高(51%)，进入繁 殖后期，随着幼鹤出壳和成鹤维持领域能力的降低，花湖周围的黑颈鹤种群数量再次增 加，并在以后的2 个月内维持在较高的数量(56)，到9 月中旬，黑颈鹤开始迁徙，4 周 后，所有的鹤都离开繁殖地花湖。在繁殖期间，被驱逐出领域的幼鹤与非繁殖的成鹤形成 集群在繁殖地周围游荡，集群在各个时期都存在，只是在繁殖前期最多(2 群/周)，繁殖中 期和繁殖后期为1 群/周，群内个体数量在繁殖中期最高(26 只/群)，在繁殖前期和中期分 别是6 和8 只/群，不同时期的群体和群体规模都存在显著差异；黑颈鹤的交配发起者是 雌鹤，交配的成功率为60%，雄鹤的无应答和不成熟的交配经验是交配失败的主要原 因，80%的交配发生在上午，交配成功率为58.3%，20%的交配发生在下午，成功率为 66.7%，黑颈鹤的交配主要发生在4 月到5 月上旬之间，66.7%的交配发生在这一时期， 成功率为80%，之后到6 月上旬的交配仅有33.3%，成功率仅有20%，随着时间的推移， 交配的成功率降低(从4 月的100%减少到5 月份的45%和6 月份的0)；黑颈鹤的窝卵数是 2 枚，卵重207 克，卵长径和短径分别是107 和58 毫米，孵卵期为31 天，幼鹤的出壳率 为100%，但二个月后的死亡率达到31.2%，之后的幼鹤未观察到死亡，幼鹤出壳后两个 月内的死亡率可能是制约种群增长的一个原因；繁殖期间黑颈鹤食物以蕨麻(Potentilla anserina)、荸荠(Heleocharis dulcis)、委陵菜属(Comarum)、草地早熟禾(Poa pratensis)、眼 子菜属(Potamageton)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等植物的花、果、茎等为主，但也 取食包括无脊椎动物如蝗虫(Chorthippus hsiai)，粪金龟(Geotrupes sp.)，椭圆萝卜螺(Radix swinboi)和耳萝卜螺(Radix ouricuaria)，以及脊椎动物黑唇鼠兔(Ochotona curizoniae)、红 脚鹬(Tringa totanus)、黑水鸡(Callinula chloropus)、小..(Tachgbaptus ruficollis)、黄河裸 鲤(Gymnocypris pylzovi)等，取食动物性食物可能是补充繁殖所耗费的巨大能量和为迁徙 储备能量；繁殖季节黑颈鹤的主要时间分配在取食和繁殖上，分别占45%和28%，其余 依次为运动10%、护理9%、警戒6%、静息1%和其它1%，不同的繁殖阶段，除了运动 和其它行为外，其余各种行为的时间分配存在显著差异，各行为频次以警戒最高(43 次/小 时)，其余依次为取食(31 次/小时)、护理(17 次/小时)、运动(11 次/小时)、繁殖(5 次/小 时)、其它(1 次/小时)和静息(1 次/小时)，除了其它行为外，各繁殖阶段行为发生频次差异 显著，各行为的持续时间以繁殖最多(189 秒/次)，其次为取食(53 秒/次)、静息(50 秒/次)、 运动(33 秒/次)、其它(22 秒/次)和护理(19 秒/次)，在一天中，黑颈鹤各行为分配随时间的历家庭解体 (Family breakup)，建立繁殖领域，完成交配，筑巢等行为，进入繁殖中期 后，花湖的黑颈鹤种群数量整体呈现下降趋势，并在6 月的第一周达到最低，繁殖中期黑 颈鹤的种群比前期稍高(29)，与繁殖相关的行为在整个繁殖季节达到最高(51%)，进入繁 殖后期，随着幼鹤出壳和成鹤维持领域能力的降低，花湖周围的黑颈鹤种群数量再次增 加，并在以后的2 个月内维持在较高的数量(56)，到9 月中旬，黑颈鹤开始迁徙，4 周 后，所有的鹤都离开繁殖地花湖。在繁殖期间，被驱逐出领域的幼鹤与非繁殖的成鹤形成 集群在繁殖地周围游荡，集群在各个时期都存在，只是在繁殖前期最多(2 群/周)，繁殖中 期和繁殖后期为1 群/周，群内个体数量在繁殖中期最高(26 只/群)，在繁殖前期和中期分 别是6 和8 只/群，不同时期的群体和群体规模都存在显著差异；黑颈鹤的交配发起者是 雌鹤，交配的成功率为60%，雄鹤的无应答和不成熟的交配经验是交配失败的主要原 因，80%的交配发生在上午，交配成功率为58.3%，20%的交配发生在下午，成功率为 66.7%，黑颈鹤的交配主要发生在4 月到5 月上旬之间，66.7%的交配发生在这一时期， 成功率为80%，之后到6 月上旬的交配仅有33.3%，成功率仅有20%，随着时间的推移， 交配的成功率降低(从4 月的100%减少到5 月份的45%和6 月份的0)；黑颈鹤的窝卵数是 2 枚，卵重207 克，卵长径和短径分别是107 和58 毫米，孵卵期为31 天，幼鹤的出壳率 为100%，但二个月后的死亡率达到31.2%，之后的幼鹤未观察到死亡，幼鹤出壳后两个 月内的死亡率可能是制约种群增长的一个原因；繁殖期间黑颈鹤食物以蕨麻(Potentilla anserina)、荸荠(Heleocharis dulcis)、委陵菜属(Comarum)、草地早熟禾(Poa pratensis)、眼 子菜属(Potamageton)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等植物的花、果、茎等为主，但也 取食包括无脊椎动物如蝗虫(Chorthippus hsiai)，粪金龟(Geotrupes sp.)，椭圆萝卜螺(Radix swinboi)和耳萝卜螺(Radix ouricuaria)，以及脊椎动物黑唇鼠兔(Ochotona curizoniae)、红 脚鹬(Tringa totanus)、黑水鸡(Callinula chloropus)、小..(Tachgbaptus ruficollis)、黄河裸 鲤(Gymnocypris pylzovi)等，取食动物性食物可能是补充繁殖所耗费的巨大能量和为迁徙 储备能量；繁殖季节黑颈鹤的主要时间分配在取食和繁殖上，分别占45%和28%，其余 依次为运动10%、护理9%、警戒6%、静息1%和其它1%，不同的繁殖阶段，除了运动 和其它行为外，其余各种行为的时间分配存在显著差异，各行为频次以警戒最高(43 次/小 时)，其余依次为取食(31 次/小时)、护理(17 次/小时)、运动(11 次/小时)、繁殖(5 次/小 时)、其它(1 次/小时)和静息(1 次/小时)，除了其它行为外，各繁殖阶段行为发生频次差异 显著，各行为的持续时间以繁殖最多(189 秒/次)，其次为取食(53 秒/次)、静息(50 秒/次)、 运动(33 秒/次)、其它(22 秒/次)和护理(19 秒/次)，在一天中，黑颈鹤各行为分配随时间的历家庭解体 (Family breakup)，建立繁殖领域，完成交配，筑巢等行为，进入繁殖中期 后，花湖的黑颈鹤种群数量整体呈现下降趋势，并在6 月的第一周达到最低，繁殖中期黑 颈鹤的种群比前期稍高(29)，与繁殖相关的行为在整个繁殖季节达到最高(51%)，进入繁 殖后期，随着幼鹤出壳和成鹤维持领域能力的降低，花湖周围的黑颈鹤种群数量再次增 加，并在以后的2 个月内维持在较高的数量(56)，到9 月中旬，黑颈鹤开始迁徙，4 周 后，所有的鹤都离开繁殖地花湖。在繁殖期间，被驱逐出领域的幼鹤与非繁殖的成鹤形成 集群在繁殖地周围游荡，集群在各个时期都存在，只是在繁殖前期最多(2 群/周)，繁殖中 期和繁殖后期为1 群/周，群内个体数量在繁殖中期最高(26 只/群)，在繁殖前期和中期分 别是6 和8 只/群，不同时期的群体和群体规模都存在显著差异；黑颈鹤的交配发起者是 雌鹤，交配的成功率为60%，雄鹤的无应答和不成熟的交配经验是交配失败的主要原 因，80%的交配发生在上午，交配成功率为58.3%，20%的交配发生在下午，成功率为 66.7%，黑颈鹤的交配主要发生在4 月到5 月上旬之间，66.7%的交配发生在这一时期， 成功率为80%，之后到6 月上旬的交配仅有33.3%，成功率仅有20%，随着时间的推移， 交配的成功率降低(从4 月的100%减少到5 月份的45%和6 月份的0)；黑颈鹤的窝卵数是 2 枚，卵重207 克，卵长径和短径分别是107 和58 毫米，孵卵期为31 天，幼鹤的出壳率 为100%，但二个月后的死亡率达到31.2%，之后的幼鹤未观察到死亡，幼鹤出壳后两个 月内的死亡率可能是制约种群增长的一个原因；繁殖期间黑颈鹤食物以蕨麻(Potentilla anserina)、荸荠(Heleocharis dulcis)、委陵菜属(Comarum)、草地早熟禾(Poa pratensis)、眼 子菜属(Potamageton)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等植物的花、果、茎等为主，但也 取食包括无脊椎动物如蝗虫(Chorthippus hsiai)，粪金龟(Geotrupes sp.)，椭圆萝卜螺(Radix swinboi)和耳萝卜螺(Radix ouricuaria)，以及脊椎动物黑唇鼠兔(Ochotona curizoniae)、红 脚鹬(Tringa totanus)、黑水鸡(Callinula chloropus)、小..(Tachgbaptus ruficollis)、黄河裸 鲤(Gymnocypris pylzovi)等，取食动物性食物可能是补充繁殖所耗费的巨大能量和为迁徙 储备能量；繁殖季节黑颈鹤的主要时间分配在取食和繁殖上，分别占45%和28%，其余 依次为运动10%、护理9%、警戒6%、静息1%和其它1%，不同的繁殖阶段，除了运动 和其它行为外，其余各种行为的时间分配存在显著差异，各行为频次以警戒最高(43 次/小 时)，其余依次为取食(31 次/小时)、护理(17 次/小时)、运动(11 次/小时)、繁殖(5 次/小 时)、其它(1 次/小时)和静息(1 次/小时)，除了其它行为外，各繁殖阶段行为发生频次差异 显著，各行为的持续时间以繁殖最多(189 秒/次)，其次为取食(53 秒/次)、静息(50 秒/次)、 运动(33 秒/次)、其它(22 秒/次)和护理(19 秒/次)，在一天中，黑颈鹤各行为分配随时间的变化而体现较为明显的节律性，这可能与青藏高原恶劣的自然环境（如高辐射和热量的不 均匀分布）有关。 2003 年4 月1 日到10 月13 日，在花湖对黑颈鹤繁殖栖息地选择和放牧活动对黑颈鹤 取食栖息地选择的影响进行研究。研究区域内，按照从湖心向外的方向，将黑颈鹤繁殖期 间所使用的生境划分为4 种类型，即：湖心沼泽，浅水沼泽，草甸和退化草甸。繁殖期 间，黑颈鹤对各种栖息地利用的强度并非一致。湖心沼泽和湖岸沼泽是整个繁殖季节黑颈 鹤青睐的栖息地，是黑颈鹤筑巢和休息的地点，草甸和退化草甸是黑颈鹤主要的取食地 点，但在整个季节内都不是黑颈鹤青睐的栖息地类型，虽然在繁殖后期，在草甸和退化草 甸上活动的黑颈鹤明显增加。在有牛羊放牧时，大多数的繁殖鹤(49.7%)选择在距离湖边 100m 内的区域活动，而非繁殖鹤则主要在0－100m 区域(33.3%)和>400m 的区域(28.1%) 活动，在牛羊集中活动的200－400m 区域，两种鹤都选择避开，牛羊离开繁殖地点后， 黑颈鹤有向远离湖边方向扩散的趋势，多数的繁殖鹤(54.9%)和非繁殖鹤(52.3%)都在 >400m 的区域活动，虽然距离水面的距离在繁殖鹤活动地点的选择上有一定的影响，但 过度放牧的牛羊的确压缩了繁殖鹤和非繁殖鹤的活动空间。因此，在繁殖地来说，减少沼 泽区域的开发，对特定区域放牧活动的控制，加强沼泽生境的恢复，是保证黑颈鹤成功繁 殖的关键。 2003 年5 月到2005 年6 月，在若尔盖湿地内找到黑颈鹤的巢21 个。黑颈鹤的巢有3 种，分别是芦苇巢(3 个)、地上巢(14 个)和泥堆巢(4 个)，地上巢巢参数最小，芦苇巢的巢 参数最大；所有的巢都分布在湿地环境中，包括湖泊，沼泽和河流三种栖息地，巢在这些 栖息地中的分布也不是均匀的，湖泊中分布的巢最多，湖泊是黑颈鹤筑巢首选的栖息地， 但每年在此类生境中筑巢的黑颈鹤正在减少，黑颈鹤选择避开利用沼泽区域作为筑巢的栖 息地，黑颈鹤对河流区域的利用按照获得性进行；筑巢栖息地周围1 米外的草高和巢的暴 露与否、巢距离水面的距离和巢所在草岛的面积、巢周围的水深成为影响巢址选择的三个 主要生态因子，反映了隐蔽度、筑巢栖息地的质量和到达巢的难易程度是黑颈鹤选择巢址 的主要因素；在不同的微生境中，巢的参数不同，湖泊中的巢参数最大，湖泊中的巢比沼 泽中的巢更长、更宽和更高，而巢周围的水深差距不明显，湖泊中的巢要比河流中的巢短 径大，巢周的水深要比河流中的巢要稍浅，但巢长径和巢高差异不显著，沼泽和河流环境 中的巢参数没有明显的差异；巢周围有一定的水深是巢址选择时最为基本的条件；与其他 地区黑颈鹤的巢比较，若尔盖湿地中的巢要更小，但巢周围的水深要更深，这可能与不同 地点的植被、地理环境以及不同的人为干扰强度有关；若尔盖湿地内黑颈鹤巢栖息地的选择是黑颈鹤对正在变化中栖息地的妥协结果，保留有适宜于繁殖的小面积沼泽区域对黑颈 鹤的繁殖也很重要。 2004 年10 月到2006 年3 月，在大山包保护区对越冬黑颈鹤的生态进行研究。我们 将整个越冬季节划分为越冬早期(10 月－12 月)，越冬中期(1 月－2 月)和越冬后期(3 月－4 月)。保护区内黑颈鹤利用的栖息地划分为4 种类型，即：浅水生境，沼泽区域，草甸和 耕地。首先到达越冬地的仍然是家庭鹤，其次是集群鹤。大山包是黑颈鹤春季迁徙和秋季 迁徙的迁徙中转站，迁徙的高峰在12 月和3 月出现，在草海越冬的黑颈鹤在春季迁徙时 经过大山包，并在此停留8 天。大山包也是黑颈鹤的越冬地点，有大约900 只的黑颈鹤在 此越冬。黑颈鹤的配对主要发生在越冬中期，黑颈鹤家庭的解体(Family breakup)发生在繁 殖后期的3 月和4 月间，成鹤以放弃幼鹤离开越冬地而达到家庭的解体。整个越冬季节， 黑颈鹤对各种栖息地的利用强度并不是一致的。湿地(浅水区域和沼泽)是黑颈鹤整个冬天 青睐的生境(除了越冬后期对水域区域利用低外)，而耕地是越冬早期和越冬中期黑颈鹤的 主要取食地点，在越冬后期，草甸则成为黑颈鹤的主要取食地点。在整个冬天，幼鹤将 72.2%的时间用在取食，将6.8%的时间用在警戒，将18.6%的时间用在修整行为上，用在 其它行为上的时间为2.4%，而成鹤用在这些行为上的时间分配是63.9%，11%，22.8%和 2.3%。随着时间的推移，成鹤减少取食的时间，与之对应而增加了修整行为的比例，而 幼鹤的各行为变化没有规律性。是否具有越冬经验和不同的生态需求导致了成鹤和幼鹤的 不同时间分配。正是由于具有越冬经验，成鹤能够有效地调整不同行为的分配，幼鹤虽然 没有越冬经验，但在成鹤的照顾下，幼鹤有足够长的时间去取食，成鹤和幼鹤采取了不同 的越冬策略。正是具有越冬经验，成鹤的白昼行为分配呈现出一定的规律性，如取食行为 在早晚各自有一个取食峰值，而修整行为在中午最高等，而由于缺乏越冬经验和行为受到 成鹤的影响较大，幼鹤的行为节律规律性不是很强。 2005 年2－3 月和2006 年3 月，在大山包和贵州草海给8 只黑颈鹤放置了卫星发射器 以确定这两个地点的黑颈鹤的迁徙路线和新的繁殖地点。东部越冬种群的黑颈鹤迁徙时间 2－4 天，中途停歇3－4 个点，迁徙平均距离为622 公里，黑颈鹤迁徙时首先飞越金沙 江，向北偏西方向穿过和停歇于四川省的凉山山脉，到达凉山、邛崃山和大雪山脉交界的 地方，然后沿着大渡河河谷向北迁徙，到达包括四川省的若尔盖县、红原县、阿坝县、松 潘县，以及甘肃省玛曲县的若尔盖湿地内。与1993 年环志证实的迁徙路线比较，黑颈鹤 迁徙时明显避开了海拔较低、人口稠密的四川盆地，选择了沿着青藏高原东缘向四川盆地 过渡的高山峡谷地带飞行，沿着大渡河河谷进行迁徙。2 只黑颈鹤的信号在大渡河河谷区域消失，这个地点对于黑颈鹤的迁徙和保护有重要的意义。到达繁殖地后，黑颈鹤的活动 范围在5 月达到最大，此后逐渐减小，在8 月份活动范围减小到最小，之后，活动面积又 逐渐增大，并在迁徙前达到最高。在繁殖地，黑颈鹤每天的活动范围只有不到2km，隔 日的活动范围也不超过3km，结果提示在若尔盖湿地内可能还有更多的黑颈鹤活动。编 号为55984 的黑颈鹤在2005 年11 月和2006 年3 月分别完成从繁殖地返回越冬地和从越 冬地再次到达繁殖地的迁徙过程，在草海环志的64311 在繁殖地若尔盖湿地度过繁殖季节 后又成功返回草海越冬，而64310 在大山包越冬，在若尔盖湿地内度过夏季，在2006 年 11 月又返回草海越冬，其余两只黑颈鹤返回大山包越冬，结果证实1、黑颈鹤迁徙路线、 繁殖地和越冬地选择的稳定性，2、东部黑颈鹤越冬种群存在交流。

藏酋猴(Macaca thibetana)电刺激采精、精液冻存和精子活力的检测

本文研究中国特有的藏酋猴(Macaca thibetana)电刺激采精、精液冻存及精子活力检测。用电刺激方案[(DDR)_(17-c)V]：延搁(delay)17毫秒、间期(duration)17毫秒、刺激频率17脉冲／秒、单方波变电压连续刺激，对笼养藏酋猴进行电刺激采精，测定精液的各种特征参数，包括每次射精量、液化率、精子密度、运动精子的百分率、死活精子以及异常精子比例。并与其它非人灵长类进行了比较。在精液冻存实验中，通过对不同的防冻液、不同的降温程序及防冻液分散系的比较研究，从而确定了适于藏酋猴精液冻存的冻存方案：PSF-4%的甘油-TH-7.5%的小牛血清(PSF-TH/FBS-G)和PSF-MDM。用前一方案冻存藏酋猴精液，复苏运动度为63.58±0.06%；精子的存活率为90.14±0.03%(n=5)。冻存精液用金黄地鼠裸穿透分析法检测，结果表明具有相应新鲜精液穿透力的51.90±0.08%。后一冻存方案能保存88.00±1.03%的运动精子，但运动寿命较短。研究结果表明：1).刺激方案(DDR)_(17-c)V适于藏酋猴的电刺激采精。2).藏酋猴的精液量和精子数在已有过研究的非人灵长类动物中是最多的，藏酋猴有可能成为较理想的精子生物学研究用的非人灵长类动物。3).脂蛋白对维持精子膜的完整可能有重要作用。4).接近生理条件的防冻剂分散系有助于精液的冻存。5).两种冻存方案PSF-TH/FBS-G和PSF-MDM均适于藏酋猴的精液冻存。

STUDIES OF THE PROMISING MATERIAL COSI2 ON GAAS SUBSTRATES

The thermal stability of CoSi2 thin films on GaAs substrates has been studied using a variety of techniques. The CoSi2 thin films were formed by depositing Co(500 angstrom) and Si(1800 angstrom) layers on GaAs substrates by electron-beam evaporation followed by annealing processes, where the Si inter-layer was used as a diffusion/reaction barrier at the interface. The resistivity of CoSi2 thin films formed is about 30 muOMEGA cm. The Schottky barrier height of CoSi2/n-GaAs is 0.76 eV and the ideality factor is 1.14 after annealing at 750-degrees-C for 30 min. The CoSi2/GaAs interface is determined to be thermally stable and the thin film morphologically uniform on GaAs after 900-degrees-C/30 s anneal. The CoSi2 thin films fulfill the requirements in GaAs self-aligned gate technology.

CERIUM SILICIDE FORMATION IN THIN CE SI MULTILAYER FILMS

Alternating layers of Si(200 angstrom thick) and Ce(200 angstrom thick) up to 26 layers altogether were deposited by electron evaporation under ultrahigh vacuum conditions on Si(100) substrate held at 150-degrees-C. Isothermal, rapid thermal annealing has been used to react these Ce-Si multilayer films. A variety of analytical techniques has been used to study these multilayer films after annealing, and among these are Auger electron spectroscopy, Rutherford backscattering, X-ray diffraction, and high resolution transmission electron microscopy. Intermixing of these thin Ce-Si multilayer films has occurred at temperatures as low as 150-degrees-C for 2 h, when annealed. Increasing the annealing temperature from 150 to 400-degrees-C for 1 h, CeSi2 forms gradually and the completion of reaction occurs at approximately 300-400-degrees-C. During the formation of CeSi2 from 150-400-degrees-C, there is some evidence for small grains in the selected area diffraction patterns, indicating that CeSi2 crystallites were present in some regions. However, we have no conclusive evidence for the formation of epitaxial CeSi2 layers, only polycrystals were formed when reacted in the solid phase even after rapid thermal anneal at 900-degrees-C for 10 s. The formation mechanism has also been discussed in combining the results of the La-Si system.

Strong visible photoluminescence from amorphous silicon grains in a-SiOx:H films

Two strong luminescence bands were observed from a-SiOx:H in the spectral range of 550-900 nm at room temperature. One is a main broad peak which blueshifts with oxygen content and the other is a shoulder fixed at about 835 nm. In conjunction with TR and micro-Raman spectra, we have proposed that the main band may originate from the amorphous silicon grains embedded in SiOx network, while the shoulder might be due to some defects induced by excess-silicon in these films. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.