低能量抽运的增益开关型Cr^(4+)∶Mg_2SiO_4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+∶Mg2S iO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45m J、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7m J和8.2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%。数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。

红色长余辉材料Mg_2SiO_4∶Dy^(3+),Mn^(2+)的制备及发光特性

用高温固相法制备了长余辉发光材料Mg2SiO4∶Dy3+,Mn2+,对这种材料的红色长余辉性质进行了研究。对以不同掺杂浓度单掺杂Mn2+、单掺杂Dy3+以及双掺杂Dy3+,Mn2+的Mg2SiO4体系,通过在紫外激发下的发射光谱及其激发光谱的研究,确认了在双掺杂体系中,峰值为660 nm的发光带对应着Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁,Mn2+为主要发光中心。Mn2+的660 nm发射的激发谱分布很宽,样品在近紫外和可见光区都有良好的吸收,长波边可达600 nm,是这种材料的一个显著优点。还研究了双掺杂体系中Dy3+对Mn2+的660 nm发光带的敏化作用。另外,通过对单掺杂、双掺杂体系热释光曲线的比较,揭示了双掺杂体系中Dy3+的陷阱作用。

白光LED用Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2:Eu^(2+),Dy^(3+)发光粉的发光性能

采用高温固相法合成了白光LED用Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu和Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Dy绿色发光粉。研究发现:共掺Dy可以明显地提高Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu发光粉的发光性能,表明Dy3+和Eu2+之间存在着能量传递过程。当Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为0.02时,发光粉505nm处绿光发射的强度约提高12%。通过对Dy3+和Eu2+光谱特性的分析,Dy3+和Eu2+之间的能量传递机制可归因于无辐射交叉弛豫。

(Mg_(1-x)Zn_x)_2SiO_4(0≤x≤1)陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)微波介质陶瓷,研究(Mg1-xZnx)2SiO4陶瓷在0≤x≤1范围内的相演变、微结构与其微波介电性能间相互关系.XRD测试结果表明:橄榄石结构的Mg2SiO4与硅矽矿结构的Zn2SiO4在晶体结构上存在很大差别,(Mg,Zn)2SiO4在0≤x≤1范围内只能部分地实现有限固溶.背散射电子扫描显微镜(BESEM)测试结果显示:随着x的增加,MgSiO3第二相得到抑制;陶瓷出现液相烧结,促进晶粒生长与玻璃相在晶界处沉积.微波介电性能测试结果表明:由于Zn2+离子极化能力大于Mg2+离子,(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)陶瓷介电常数随x值增加而增大;0≤x≤1范围内,Mg2SiO4陶瓷微波性能由于第二相、气孔率增加与晶粒增大而降低,Zn2SiO4陶瓷由于微结构得到改善,陶瓷微波性能得到优化.当x=0.6时,得到较好的(Mg0.4Zn0.6)2SiO4陶瓷微波性能为:εr=6.6,Qf=95650GHz,τf=-60×10-6/℃.

Mg_2SiO_4固相合成及其性能研究

以碱式碳酸镁和SiO_2为原料,采用固相反应法合成Mg_2SiO_4。结果表明,当Mg/Si比为2:1.2,在1200℃以上空气气氛中预烧3h,能合成出单相的Mg_2SiO_4。在1280～1340℃保温2h烧结成瓷后,其1MHz介电常数为7.05±0.05,损耗角正切变化范围在(2～5)×10^(-4)之间,体积密度为(3.1±0.5)g/cm^3。

引上法生长Mg_2SiO_4:Cr单晶中铬的分凝系数

用X射线荧光光谱法测定了提拉法生长的Mg_2Si_4O:Cr单晶体中铬的分凝系数为0.15。分析了实际计算值和理论值之间存在偏差的原因。提出了生长高质量的Mg_2SiO_4:Cr晶体的方法。

高温高压下Mg_2SiO_4-MgAlO_4体系相变的实验研究

采用多顶砧高压实验装置研究了Mg_2SiO_4-MgAl_2O_4体系在压力为22 GPa,温度为1550～1750 ℃条件下的相变,并考查了Al_2O_3在γ相中的固溶度。结果表明,随着体系中MgAl_2O_4组分含量的增加,相组合发生了变化,依次为γ相+镁铝硅酸盐固溶体+方镁石→镁铝硅酸盐固溶体+方镁石→镁铝硅酸盐固溶体+方镁石+刚玉固溶体;镁铝硅酸盐固溶体具有石榴子石结构,其化学成分随着体系中共存相的改变而有所变化;Al_2O_3在γ相中的固溶度很低(其重量百分比<0.8％),因此,在Mg_2SiO_4-MgAl_2O_4体系中Al_2O_3可能对γ相超尖晶石分解转变的压力不会有很大的影响。

直至核幔边界的Mg_2SiO_4成分熔体剪切粘滞度的平衡分子动力学研究

熔体的粘滞度极大地影响熔体的各种动力学行为。虽然有一些有关酸碱性熔体粘滞度的数据，但涉及地球更深部过程的基性和超基性熔体的粘滞度的数据很少。本项研究利用平衡分子动力学方法研究Ｍｇ２ＳｉＯ４成分熔体温度从２１６９Ｋ到５５９５Ｋ，压力从１０５Ｐａ到１３５ＧＰａ的粘滞度，所获得的粘滞度数据介于Ｕｒｂａｉｎｅｔａｌ．（１９８２）和ＩｖａｎｏｖａｎｄＳｔｅｎｇｅｌｍｅｙｅｒ（１９８２）的实验数据之间，比Ｓｈａｗ（１９７２）和Ｐｅｒｓｉｋｏｖ（１９９０）的经验方程高大约高０．６个对数单位。研究结果表明该熔体的粘滞度随温度的变化比酸碱性岩浆要小得多，在大约１０５Ｐａ条件下随温度有如下关系式：ｌｏｇη（Ｐａｓ×１０－１）＝４．２１５×１０３Ｔ（Ｋ）－２．６９９Ｍｇ２ＳｉＯ４熔体粘滞度随压力的增加而线性增加。这与前人关于聚合程度低的液体的行为一致。在５５００Ｋ左右，从１０５Ｐａ到１３５ＧＰａ，它的粘滞度大约变化一个数量级。这与酸碱性熔体相比也是较小的。本项研究获得的粘滞度与压力的关系如下：η（Ｐａｓ×１０－１）＝７．２６７×１０－５Ｐ（ＧＰａ×１０－１）＋４．１５８×１０－３总之，Ｍｇ２ＳｉＯ４熔体粘滞度的温度和压力效应均大?

Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2∶Eu^(2+),Ce^(3+),Mn^(2+)绿色荧光粉发光性能及其应用研究

利用高温固相法,合成出Eu2+、Ce3+、Mn2+共掺的Ca8Mg(SiO4)4Cl2系列绿色荧光粉。通过XRD表征了这些荧光粉的结构,通过分子荧光光谱仪研究了它们的室温发光性能。首先调查了Eu2+掺杂的Ca8Mg(SiO4)4Cl2绿色荧光粉发光性能,随后引入Ce3+、Mn2+提高了Ca8Mg(SiO4)4Cl2∶Eu2+在紫外光区的吸收强度及绿光发射强度。最后将筛选出来的荧光粉与InGaN-LED芯片组装制作成单一绿光LED器件,利用Ca7.8215MgSi4O16Cl2∶0.0525Eu2+,0.056Ce3+,0.070Mn2+所制作成的绿光LED器件发光最强,在20mA电流激发下,此LED发很强的绿光,其电致发光光谱所对应的色坐标值为:x=0.26,y=0.55。

高含量NaOH体系中Mg_2SiO_4的浸出机理

以Mg(OH)2.4MgCO3.6H2O和SiO2为原料,采用高温固相法合成Mg2SiO4,利用XRD和Raman光谱表征其结构。通过正交试验,优化高含量NaOH中Mg2SiO4的浸出反应条件,得出最佳试验条件为:温度220℃,时间120 min,液固比6:1,NaOH溶液含量85%(质量分数)。在优化试验基础上,采用拉曼光谱对碱浸出过程进行在线检测,利用X射线衍射仪分析碱浸后的水浸渣,研究高含量NaOH中Mg2SiO4浸出反应机理,结果表明:在反应过程中硅氧四面体中的Si—O键被破坏,NaOH介入硅酸盐晶格中,Mg2+经过碱浸过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。

引上法生长Cr:Mg_2SiO_4晶体中铬的分布和价态

Cr:Mg_2SiO_4晶体作为一种新的激光基质,以其独特的性能,引起了广泛的关注.在该晶体中,铬离子的分凝系数很小,因此在用提拉法生长的Cr:Mg_2SiO_4晶体中,铬离子存在轴向浓度梯度;在凸界面生长的晶体中,晶体的生长界面上出现小面,由于小面和非小面区域的反常分凝等原因,造成晶体中铬离子浓度的经向分布不均,在小面与非小面的交界处存在着较大的浓度梯度,造成晶体中宏观缺陷的出现.Cr:Mg_2SiO_4晶体中,铬离子主要表现为两种形式:Cr^(3+)和Cr^(4+).不同的生长气氛决定着晶体中两种离子的比例.在晶体中,Cr^(3+)离子取代Mg^(2+)离子,Cr^(4+)离子取代Si^(4+)离子.在氧化性气氛下退火不能使晶体中的Cr^(3+)离子氧化成Cr^(4+)离子.

Mg_2SiO_4:Mn^(2+),Dy^(3+)红色荧光粉制备及发光性能的研究

采用溶胶-凝胶法和微波辐射法制备了Mg2SiO4:Mn2+,Dy3+红色发光材料。研究了以Mg2SiO4为基质,在单掺杂Mn2+的情况下,微波合成时间和Mn2+的掺杂浓度对发光性能的影响。选择最佳微波合成时间和Mn2+掺杂浓度,研究了共掺Dy3+浓度对材料发光性能的影响。通过这两种方法制备了在410nm激发下,发光中心位于690nm的红色发光材料。

Mg_2SiO_4(Tb)热释光探测器某些特性的探讨

Ｍｇ２ＳｉＯ４（Ｔｂ）热释光探测器某些特性的探讨李连波甲斐伦明＊草间朋子＊（山东省卫生防疫站，济南２５００１４）＊日本东京大学医学部放射线健康管理学Ｍｇ２ＳｉＯ４（Ｔｂ）作为一种热释光剂量计（ＴＬＤ）已开发多年，因其敏感度高，现已广泛应用于辐射剂量特...

Ti-B位置换改性Mg_2SiO_4陶瓷微结构与微波介电性能研究

Ti-B位置换改性Mg2SiO4陶瓷微结构和微波介电性能的研究中发现,在合成Mg2SiO4陶瓷过程中,Mg2SiO3总是作为第二相出现,Ti的引入能够有效地抑制Mg2SiO3的出现。但Ti不是进入Si-O四面体取代置换Si形成Mg2(Si1-xTix)O4固溶体,而是Mg与反应形成Mg2TiO4、Mg2Ti2O5等第二相。Mg2(Si1-xTix)O4陶瓷随着值x增加,介电常数εr从6.8增加到8.1,Qf值也获得显著改善,但谐振频率温度系数不会因Ti引入而得到优化。在x=0.1时,Mg2(Si0.9Ti0.1)O4陶瓷获得优良的微波介电性能:εr=7.4,Qf=73760GHz,τf=-60·10-6/℃。

溶胶-凝胶法和微波辐射法制备Mg2SiO4Mn2＋红色荧光粉制备及发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法和微波辐射法制备了Mg2SiO4Mn2＋红色发光材料。研究了以Mg2SiO4为基质，在掺杂Mn2＋的情况下，微波合成时间和Mn2＋的掺杂浓度对发光性能的影响。选择最佳微波合成时间和Mn2＋的掺杂浓度，制备了在410nm激发下，发光中心位于690nm的红色发光材料。

Mg_2SiO_4-SiC复相材料的常压烧结及性能研究

在1500～1600℃氢气气氛下常压保温1h制备了Mg2SiO4-SiC复相材料,研究了烧结助剂[Al2O3+Y2O3](r(Al2O3:Y2O3)=5:3)添加量对该复相材料烧结性能的影响。结果表明:Mg2SiO4-SiC复相材料的相组成为Mg2SiO4、6H-SiC、Y3Al5O12,最佳烧结温度为1550℃,当[Al2O3+Y2O3]质量分数从0到7%逐渐增加时,该复相材料的显气孔率明显减小并趋于平稳;w(Al2O3+Y2O3)=5%时显气孔率最低达到0.36%。

MgTiO_3对Mg_2SiO_4-SiC复相材料烧结性能的影响

在采用传统固相法预合成Mg2SiO4和MgTiO3粉体的基础上,在H2气氛下常压烧结制备了Mg2SiO4-MgTiO3-SiC复相材料。研究了Mg2SiO4和MgTiO3的最佳原料配比及MgTiO3的添加量、烧结温度、保温时间对复相材料烧结性能和相组成的影响。结果表明:Mg2SiO4粉的最佳Mg/Si物质的量比为2.02,MgTiO3粉的最佳Mg/Ti物质的量比为1,Mg2SiO4-MgTiO3-SiC复相材料的相组成为Mg2SiO4、MgTiO3和6H-SiC;MgTiO3的加入可促进材料烧结,最佳保温时间为1 h。

球磨工艺对Mg_2SiO_4合成及其粉碎粒度影响

采用固相法合成了纯相Mg2SiO4,并研究了250ml、1000ml球磨罐以及不同的球磨内衬对原料Mg/Si比和球磨时间的影响。实验结果表明,采用橡胶内衬的球磨罐球磨效率要小于陶瓷内衬的球磨罐;1000ml球磨罐的球磨效率要低于250ml球磨罐的球磨效率。采用250ml球磨罐,V料:V水:V球=1∶2∶1,转速为180r/min,对合成的Mg2SiO4粉体球磨粉碎效率进行研究。实验结果表明,在一定球磨时间内,Mg2SiO4粉料粒度分布随时间延长变窄;但球磨时间越长,球磨效率越低,最佳的球磨时间为12h。

Zn_2SiO_4-Mg_2SiO_4复相陶瓷的合成与性能研究

利用醇盐溶胶-凝胶法合成（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4陶瓷（x=0.1-0.9）。差热分析结合XRD分析表明（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4的成相温度在800℃附近,1 150℃预烧粉体后,获得粒径为40-50 nm的Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷粉末。复相陶瓷的最佳烧结温度在1 250℃-1 300℃,烧结过程中,部分组分产生了MgSiO3杂相。当x=0.6时,在1 250℃烧结后陶瓷的介电性能最优如下：εr=6.66,Q×f=174 800 GHz,τf=-38.7 ppm/℃,是一种有望应用于毫米波频段的新型介质陶瓷材料。