Gd2O3：Eu透明厚膜的制备及其发光特性

以无机稀土氧化物为原料、2-甲氧基乙醇为溶剂、PVP为胶粘剂、PEG200为有机分散剂,采用溶胶-凝胶工艺成功制备出Gd2O3∶Eu3+透明闪烁薄膜。通过2次涂复,薄膜厚度达到了1.5μm,膜层均匀、无散射颗粒、无裂纹,可见光区的透射率约为80%。研究表明PVP在厚膜烧结过程中可以松弛膜的结构、减小应力的出现,避免厚膜开裂,同时还可以提高溶胶的粘度,在厚膜制备中起到了关键作用。此外,我们还研究了Gd2O3∶Eu3+闪烁薄膜的激发、发射和发光衰减时间谱,结果表明,该薄膜发光性能优良,可初步满足X射线成像用闪烁薄膜的要求。

稀土助剂Gd2O3对W/Al2O3复合陶瓷烧结性能、力学性能和屏蔽性能的影响

以微米钨粉和α-Al_2O_3粉为基体,Gd_2O_3-Mg O-SiO_2为改性剂,采用常压烧结方式制备了W/Al_2O_3屏蔽复合陶瓷,并研究了Gd_2O_3含量及烧结温度对复合陶瓷烧结性能、微观结构、力学性能和屏蔽性能的影响。结果表明:烧结温度为1550℃,引入1.5wt%的Gd_2O_3可明显提高陶瓷的致密化程度,其力学强度高达276.44 MPa,较未改性陶瓷提高了38%。并且该陶瓷对γ射线有优异的屏蔽性能,半衰减厚度值仅为1.49 cm。

基于卷积神经网络模型的Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的力学性能预测

提出了一种卷积神经网络模型来预测Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的力学性能。以Gd2O3/6061Al中子屏蔽材料的EBSD微观形貌及其相应的拉伸性能作为数据集来训练及验证卷积神经网络模型。结果表明:使用多个显微图像,不需任何人工图像处理,卷积神经网络可得到良好的训练结果,其性能优于传统的测试方法;卷积神经网络捕捉到晶粒的存在和晶粒的一些统计信息;晶粒数目和晶粒大小之间具有很强的相关性。

静电纺丝制备Gd2O3∶Eu^3+/SiO2纳米纤维及其发光性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP/[(C2H5O)4Si+Gd(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,获得了Gd2O3∶Eu^3+/SiO2纳米纤维。采用XRD、FTIR、SEM、TEM、荧光光谱等技术对获得的样品进行了测试和表征,研究了烧结温度对发射光谱的影响。结果表明,800℃烧结即可获得直径均匀,结构致密的Gd2O3∶Eu3+/SiO2纳米纤维,所得纤维以无定形SiO2为基质,其中Gd2O3呈体心立方晶系。纤维平均直径约为174 nm,长度大于300μm。荧光光谱分析表明,在393 nm紫外光激发下,Gd2O3∶Eu^3+/SiO2纳米纤维在613 nm处发射出Eu^3+离子的强迫电偶极跃迁产生的红光特征发射谱带。红光发射强度随着烧结温度的升高先是逐渐增强,之后逐渐减弱,其中经过800℃处理得到的纳米纤维红光发射最强。

钆复合固体超强酸SO42-/TiO2-Gd2O3催化合成松香甘油酯

采用沉淀浸渍法制备了复合固体超强酸SO42-/TiO2-Gd2O3,并用以催化合成了松香甘油酯,利用Hammett指示剂法、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行了催化剂性能表征。通过单因素实验、L9(34)正交试验优化出催化剂制备及酯化反应工艺条件为:硫酸浓度为0.5 mol/L、Gd质量分数为2%、焙烧温度450℃、焙烧时间3 h、催化剂SO42-/TiO2-Gd2O3质量分数为1.0%(以松香质量为基准)、酯化反应时间5 h。松香甘油酯的酸值为9.87 mgKOH/g,酯化率达94.13%。

SiO2@Gd2O3∶Tb^3+核壳微球的可控合成及发光性能研究

采用简便的尿素辅助沉淀法将Gd2O3∶Tb^3+成功包覆在二氧化硅微球表面合成了尺寸均匀的球形SiO2@Gd2O3∶Tb^3+核壳发光材料,解决了稀土发光材料普遍存在的形貌可控性差和颗粒尺寸不均一等问题。利用XRD、SEM、红外光谱和荧光光谱等表征测试了样品的形貌、结构和发光性能。SEM照片和尺寸分布图显示,SiO2@Gd2O3∶Tb^3+粒子呈现均匀球形形貌,分散性良好,粒径约(608±18) nm。XRD图谱分析表明,600℃煅烧后,壳层Gd(OH)3CO3完全转变为立方相Gd2O3,结晶性良好,无杂相生成。同时,结合红外光谱推测了SiO2@Gd2O3∶Tb^3+核壳微球的形成机理,并得出Gd2O3∶Tb^3+壳层主要以Si-O-Gd键形式连接在二氧化硅微球表面。在240 nm紫外光激发下,SiO2@Gd2O3∶Tb^3+核壳微球呈现绿光发射,其中,位于540 nm处的主峰归属于Tb^3+的5D4→7F5能级跃迁。不同Tb^3+掺杂浓度下的发射光谱表明,当Tb^3+掺杂浓度为4mol%时,SiO2@Gd2O3∶Tb^3+核壳微球的发射强度达到最大值,寿命为1.55 ms,色坐标位于绿色区域,展现了良好的绿光发光性能。

Gd2O3对手性液晶CB15衍射影响

根据液晶非线性衍射原理,研究Gd2O3粒子对手性液晶CB15衍射特性的影响。在无外磁场作用时,纯CB15能产生非常显著双曲对称光栅衍射,表明纯CB15液晶螺旋结构沿双曲对称方向出现周期性。将纯手性液晶CB15样品放置于强度为0.5185 T磁场中,衍射场中的双曲条纹消失,出现密集的圆环衍射。在手性液晶CB15中掺杂不同浓度的稀土氧化物Gd2O3,衍射场中的双曲条纹衍射也会消失,且出现圆环衍射。在Gd2O3/CB15样品上施加强度为0.5185 T的磁场,发现掺杂比为0.006 g∶0.4 mL时,衍射场中出现5条较宽的相互平行的直条纹,其与磁场成36.8°,表明CB15液晶在磁场和Gd2O3共同作用下,折射率?n沿与磁场成126.8°角的方向成周期性分布。

Gd_2O_3:Eu^(3+)溶胶-凝胶薄膜发光特性研究

以无机稀土氧化物为原料制备了Gd2O3:Eu3+溶胶-凝胶薄膜,通过对不同Eu3+离子掺杂浓度、不同烧结温度薄膜发光强度的研究,得出Gd2O3薄膜中Eu3+离子的最佳掺杂浓度为10%、最佳热处理工艺为800℃下烧结2h;由薄膜和粉末激发谱的比较发现:薄膜中存在着比粉末更有效的能量传递,从而更有利于高能射线激发发光;首次观察到薄膜经过1000℃烧结2h后发光消失,并通过SEM和XRD的实验分析对这一现象进行了解释。

溶胶-冷冻法制备纳米Gd_2O_3：Eu^(3+)发光材料

采用溶胶-冷冻法合成了粒径为20nm左右的近似于球形的Gd_2O3:Eu^(3+)发光材料.XRD和FTIR分析表明:所合成的前驱体样品为带有结晶水的晶态氢氧化物,经过热处理后得到了立方相的Gd_2O_3.荧光光谱测试表明:所合成的样品具有良好的Eu^(3+)特征红光发射,Gd^(3+)到Eu^(3+)之间具有有效的能量传递过程.随着灼烧温度的升高,发射峰和激发峰的强度有所增强,荧光寿命变长,这是由于热处理温度升高,晶体生长变好,表面缺陷减少,使表面的猝灭中心减少,从而提高了荧光强度和荧光寿命.

纳米晶Gd_2O_3∶Eu^(3+)的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3∶Eu3+纳米晶。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明,改变甘氨酸与稀土离子的比例(G/M)、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3∶Eu3+纳米晶。在退火温度为800℃,G/M等于0.83和1.0时,均得到了纯立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶,随着G/M的增加,Gd2O3∶Eu3+从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大,晶粒尺寸在10~30 nm之间。立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶主发射峰位置在612 nm(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生了红移。

Li^+,Zn^(2+)共掺杂对Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米粉结构和发光性能的影响

采用燃烧法制备出Li+,Zn2+掺杂的Gd2O3∶Eu3+纳米荧光粉,研究了掺杂离子对Gd2O3∶Eu3+的结晶性能、晶粒形貌和光致发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、发射光谱和衰减时间谱等手段表征材料性能。结果表明,Li+,Zn2+掺杂可显著提高Gd2O3∶Eu3+纳米粉在611 nm处的发光强度,最大可达到未掺杂时的2.5倍。发光增强的主要原因可归结为3个方面:(1)使晶粒由单斜相向更利于发光的立方相转变;(2)氧空位的敏化剂作用;(3)掺杂离子的助熔剂效应,使晶粒的结晶性能提高、粒径增大,从而降低表面态引起的发光猝灭。

Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒,对其结构和荧光性质进行了表征,并对其生长机理进行了初步讨论.XRD结果表明,水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3,经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3.TEM照片表明,所得样品为直径60nm、长度约600nm的纳米棒.荧光光谱表明,在波长为254nm的紫外光激发下,Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射,对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁,表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.

球形Gd_2O_3:Eu纳米发光材料的制备

0引言自1966年提出用Gd2O3:Eu红粉代替以往红粉以来,Gd2O3:Eu被用于高清晰度电视、投影电视、平板显示、绿色照明工程等所需的高效优质发光材料,由于其光视效能较以往的红粉大大提高,因此得到了广泛的关注[1～3].商用荧光粉一般采用高温固相法合成,颗粒一般为微米级且形状不规则.

水热法制备多层核壳结构Gd_2O_3∶Eu^(3+)空心微球

以稀土硝酸盐-葡萄糖的混合溶液作为前驱体,采用一步水热法和随后的热处理得到了多层核壳结构Gd2O3∶Eu3+空心微球,并用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线能量色散光谱(EDS)和荧光光谱等测试手段对所得样品进行了表征。结果表明:所得空心球样品为纯的立方相的Gd2O3。具有规则的多层核壳空心结构,空心球的直径在2~3μm左右,壁厚约为100nm,并且Gd2O3∶Eu3+空心球是由尺寸约为30nm的球形纳米颗粒自组装而成。样品中含有Gd、Eu、O元素。该空心球样品具有强的Eu3+的特征红光发射以及长的荧光寿命,可以用来作为时间分辨荧光标记物。

(ZrO_2)_(0.92)(Gd_2O_3)_(0.08)纳米晶的水热合成及其烧结体的电性能

用新制备的(Gd,Zr)(OH)x·yH2O共沉淀作前驱体,在强碱性介质中用水热法合成了(ZrO2)0.92(Gd2O3)0.08纳米立方晶,考察了反应温度、pH值等水热反应条件对纳米晶粒大小的影响。将(ZrO2)0.92(Gd2O3)0.08纳米晶在较低的温度(1400℃)下烧结,制得了致密的固体电解质陶瓷样品,与通常的高温固相合成方法相比,烧结温度降低了150℃以上。本文还测定了陶瓷样品600～1000℃下氧浓差电池电动势及氧泵(氧的电化学透过)性能。结果表明,陶瓷样品在高于800℃时是纯氧离子导体。

Na^+离子掺杂Gd_2O_3∶Sm^(3+)纳米晶的发光增强

采用柠檬酸作燃烧剂,在柠檬酸-硝酸盐体系下制备了Gd2O3∶Sm3+和Gd2O3∶Sm3+,Na+纳米晶。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、荧光光谱仪等对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了分析。结果表明:所得纳米样品为纯立方相,晶粒尺寸约为30 nm。在室温下,用275 nm激发光激发各样品时,可观测到Sm3+离子的较强发光,其主发射峰位分别位于561.5,603.5,651.5 nm,分别对应着Sm3+离子的4G5/2→6H5/2,4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2的电子跃迁,其中以4G5/2→6H7/2跃迁的光谱强度最强。实验表明:Na+离子的掺入使得Sm3+离子的光发射强度显著增强。对引起样品荧光强度变化的原因进行了分析。

表面活性剂对水热合成Gd_2O_3:Eu^(3+)性能的影响

以碳酸氢铵作为沉淀剂,分别以聚乙二醇-1000(PEG-1000)、十二烷基磺酸钠(DSASS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、乙二醇(EG)为表面活性剂,采用水热法制得了棒状Gd2O3:Eu3+微晶。用XRD、SEM、荧光光谱仪等分别对样品的物相结构、微观形貌和发光性能进行了研究。结果表明:采用不同的表面活性剂所得前驱物经800℃下焙烧均得到了纯立方相的Gd2O3:Eu3+微晶,颗粒基本呈棒状,分散性较好,但长径比不同。以PEG-1000为表面活性剂所得样品尺寸不均一,尺寸分布范围较宽;以DSASS、CTAB、EG为表面活性剂所得样品直径较小、长度较短,且尺寸分布范围较窄。棒状Gd2O3:Eu3+微晶主发射峰位置均在613 nm,属于5D0→7F2跃迁,呈红光发射;激发光谱中电荷迁移态发生了红移,主激发峰位于261 nm。表面活性剂种类对发射峰和激发峰强度影响较大,由强到弱的顺序为:PEG-1000>DSASS>CTAB>EG。

水热法合成Gd_2O_3∶Dy^(3+)纳米棒及发光性能

以氢氧化钠为沉淀剂,采用水热方法制备了Gd2O3∶Dy3+纳米棒。通过红外光谱、扫描电镜及X射线衍射对前驱体及目标产物的物相结构、微观形貌进行了分析表征,通过荧光分光光度计测试了所得Gd2O3∶Dy3+的发光性能。结果表明:水热前驱体为六方相氢氧化钆(镝),经900℃焙烧得立方相的Gd2O3∶Dy3+。所得Gd2O3∶Dy3+为直径约100 nm,长度约500 nm～1μm的纳米棒。其激发光谱由一系列激发峰组成,峰值分别位于239 nm、279 nm、314 nm、353 nm,最强峰位于279 nm处;发射光谱主要由两部分组成,分别为460～500 nm的蓝光和560～590 nm的黄绿光发射峰(带),均属于Dy3+的特征发射,且后者的强度远高于前者,因此,在紫外光激发下呈黄光发射。

Gd_2O_3:Yb^(3+),Er^(3+)上转换纳米纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,得到Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和荧光光谱对样品进行了表征.结果表明:复合纳米纤维为无定型,Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.复合纳米纤维的平均直径约为140nm,经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为81%.复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱一致,600℃以上时,生成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm激光激发下发射出中心波长为522nm、560nm的绿色和659nm的红色上转换荧光,对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.在Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维形成过程中,PVA分子起到了导向模板作用.PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维在热处理过程中,PVA分解挥发,稀土硝酸盐分解并氧化生成Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米颗粒,这些纳米颗粒相互联结起来形成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.

Gd_2O_3/MC尼龙纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列Gd2O3/MC尼龙纳米复合材料,用SEM观察了Gd2O3纳米粒子在MC尼龙基体中的分散情况,用XRD研究了复合材料的晶体结构,并对复合材料的力学性能进行了表征。研究结果表明:(1)用原位分散聚合法制备Gd2O3//MC尼龙纳米复合材料是可行的,Gd2O3纳米粒子均匀分散在MC尼龙基体中,团聚情况较少;(2)Gd2O3纳米粒子没有改变MC尼龙的结晶形态,但使其晶格尺寸发生了一定程度的改变;(3)纳米Gd2O3的加入可明显改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧双重效果。随着纳米Gd2O3用量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都呈先升后降的趋势。当纳米Gd2O3用量为0.5%时,复合材料的综合性能最好,其拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比MC尼龙基体提高19.6%、47.2%、19.7%、9.3%%和11.7%。