中文摘要：

有关材料体系尺寸的改变对其相结构影响的研究相对较少，故系统研究材料相结构对其尺寸的依赖关系就显得尤为必要；颗粒易获得大范围的尺寸分布，是较为理想的研究载体。基于此，选取相结构丰富的镓及其合金颗粒作为载体，拟采用超声破碎，沉降及本体聚合相结合的方法制备颗粒孤立分布且尺寸大小具有梯度分布的样品；制备分散于液基中的样品；并尝试使用模板法制备颗粒尺寸相对精确且可调控的样品。探索随基体固体→液体→半开放体系的改变，界面的变化对材料相结构变化可能产生的影响。采用X射线衍射（XRD）原位技术和Rietveld结构精修，并结合其他实验手段深入研究颗粒的体积与其相结构的关系，确定各个相转变的特征尺度范围，揭示颗粒的尺寸与其相结构关系的规律，提出镓及镓合金的颗粒相变模型并利用相选择原则探索其机理。为完整系统地把握维数的降低给材料相结构所带来的影响奠定一定的基础；为纳米、团簇材料研究和应用提供一定的参考价值。

结论摘要：

通过三年的研究工作，已基本上完成项目原计划内容。本研究选取了相结构丰富的镓颗粒作为载体，采用超声破碎，沉降及本体聚合相结合的方法制备出了颗粒孤立分布且尺寸大小具有梯度分布的样品；制备了分散于液基中的样品；并尝试使用模板法制备颗粒尺寸相对精确且可调控的样品。探索了颗粒随基体固体→液体→半开放体系的改变，界面的变化对材料相结构变化可能产生的影响。采用差示量热技术(DSC)，并结合其他实验手段深入研究颗粒的体积与其相结构的关系，确定了各个相转变大致的特征尺度范围；当颗粒的平均尺寸大于0.8微米时，颗粒一般形成稳态的Alpha-Ga相结构，当颗粒的平均尺寸值约位于0.8-0.6微米之间时，颗粒一般形成亚稳态的Beta-Ga相结构，同样对于颗粒的平均尺寸约在0.6-0.3微米之间时，颗粒一般形成亚稳态的Gamma-Ga相结构，而对于颗粒的平均尺寸小于0.3微米时，镓更趋向于形成亚稳相Delta-Ga相结构。揭示了镓颗粒的尺寸与其相结构关系的规律，并利用相选择原则探索其机理；认为过冷度和界面能在凝固过程中起到了主导作用。为完整系统地把握维数的降低给材料相结构所带来的影响奠定一定的基础；为纳米、团簇材料研究和应用提供了一定的参考价值。