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本论文从探索大的双折射材料、新型发光材料和激光材料的角度，研究了Ln2O3(ln=稀土元素)-BaO-B2O3体系的相关系并获得了一系列新的稀土钡硼酸盐化合物。用单晶和多晶X-射线系统研究了这些化合物的相关系、成相规律、晶体结构及其热稳定性，旨在弄清这类化合物的结构特点，为探索大的双折射材料、新型发光材料和激光材料提供理论依据。
发现新化合物YBa3B9O18并用单晶衍射法解析了其晶体结构。用固相反应的方法发现了同构型的新化合物LnBa3B9O18(Ln=Pr,Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy,Ho，Er,Tm,Yb)。它们具有和β-BaB2O4相似的结构特点，但是无相变，(B3O6)3-基团沿c轴相互平行分布，这种结构特点可能会产生大的双折射性质；另外此结构中的稀土元素被(B3O6)3-基团隔开，有利于防止激活离子之间的能量转移。此外，本文还研究了Eu3+掺杂的YBa3B9O18的紫外荧光性质，在紫外激发下，材料显示Eu3+的红色特征发射，随着Eu3+浓度的增加，YBa3B9O18：Eu的发射强度逐渐增强，猝灭浓度比较高。
化合物YBaB9O16的结构比较复杂，本文成功地得到了一直以来困惑着人们的晶体结构，其结构骨架是由(BO3)3-和(BO4)5-基团连接成环状相互平行于c轴组成一层状结构。通过差热分析得知化合物YBaB9O16是一个非同成分熔化的化合物，它高温分解为YBa3B9O18、YBO3和B2O3。
发现新化合物Y5Ba2B5O17，并测定了其晶体结构。此化合物是由以不同角度分布的(BO3)3-基团组成。此化合物非同成分熔化，熔化时分解出Y17.33B8O38、α-YBa3B3O9、Y2Ba3B4O12、YBO3、Y2O3化合物，在相图上这些化合物都是在不同温度下与Y5Ba2B5O17处于相平衡的物相。
发现化合物YBa3B3O9在1125℃左右存在相变，其低温相(α相)空间群为无对称中心的P63cm，高温相(β相)为有对称中心的R-3，并伴随着潜热，该化合物属于重建式相变。热分析表明该化合物由α→β和由β→α相变的动力学速度有较大差别。
Y17.33□0.67(BO3)4(B2O5)2O16结构一直以来存在着很大的争议，本文通过单晶结构解析表明该结构中B2O5基团中的桥氧存在着取向无序，Y原子位置存在空位缺陷。另外对化合物Y2Ba3B4O12结构中存在的固熔现象和位置无序结构进行了探讨。
利用红外吸收光谱验证了B-O基团的配位方式，利用价键理论对所测定的晶体结构的合理性进行了检验，并利用热分析技术研究了新发现化合物的热稳定性。