基于无压浸渗工艺的铁-铌酸锂功能梯度材料制备

功能梯度材料(FGM)是一种新型的功能复合材料,通过控制其厚度方向上组分体积含量、化学构成,使材料的宏观特性呈现连续梯度变化,可解决两种不同材料之间的界面突变问题。本文提出一种结合粉末叠层、无压浸渗与真空热压烧结的方法,制备了组分分布连续变化的铁-铌酸锂功能梯度材料。该方法通过分层控制材料体积分布,利用高温金属自重以及黏结剂蒸发所留空隙,使液态金属沿空隙从上到下浸渗,达到消除层间界面的效果,通过真空热压烧结的方法使其达到致密化,最终得到材料体积分布可控的连续功能梯度材料。实验结果表明:经过烧结温度900℃、保温时间120 min的无压浸渗和烧结温度800℃、保温时间120 min并加压35 MPa的真空热压烧结后,所制备的铁-铌酸锂功能梯度材料体积分数沿厚度方向呈线性连续分布。

红外弱光诱导掺铟铁铌酸锂晶体的光折变效应

掺铟铁铌酸锂(In∶Fe∶LiNbO3)晶体在红外弱光辐照下正常折射率变化量Δn可以达到10-4数量级.探讨了光生载流子在漂移、扩散和光生伏打效应三种机制下输运迁移以及空间电荷场的形成过程.研究结果表明,光致折射率变化的机制主要是由光生伏打效应引起,并观察到在正常偏振光辐照下,红外弱光与可见光引起晶体的正常折射率变化分布明显不同.

掺铁近化学计量比铌酸锂晶体的生长及其光学性能研究

在LiNbO3(LN)中掺进 0 .0 1%Fe2 O3(质量分数 )和 10 .9%K2 O(摩尔分数 )助熔剂 ,用顶部籽晶 (TSSG)法生长近化学计量比掺铁铌酸锂 (SLN∶Fe) ,以及采用Czochralski法生长同成分掺铁铌酸锂 (CLN∶Fe)。测试了晶体的晶格常数、吸收光谱和红外光谱。Li+取代反位铌(NbLi4 +)和占据锂空位 ,使SLN∶Fe晶体的晶格常数变小。SLN∶Fe晶体的吸收边相对于CLN∶Fe晶体发生了紫移。SLN∶Fe晶体的OH吸收峰移到 3 466cm- 1 。利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数和响应时间 ,计算了有效载流子浓度。测试结果表明 :SLN∶Fe晶体的指数增益系数达到 2 8cm- 1 ,而CLN∶Fe晶体的指数增益系数为 18cm- 1 ;SLN∶Fe晶体的响应速度比CLN∶Fe晶体提高了 1个数量级。

激光波长对镁钌铁铌酸锂的全息存储性能影响

在生长Fe∶LiNbO3熔体中掺进摩尔分数x(Ru2O3)=0.1%和x(MgO)=1%、3%、7%,用提拉法生长镁钌铁铌酸锂(Mg∶Ru∶Fe∶LiNbO3)晶体。通过二波耦合光路,分别以红光(632.8nm)、绿光(532nm)和蓝光(476nm)为光源测量晶体的全息存储性能。实验结果表明,在476nm下,Mg∶Ru∶Fe∶LiNbO3晶体全息存储性能随着Mg离子掺杂浓度的增加而呈现逐渐增强的趋势,与其在红光和绿光下不同。研究了Mg离子掺杂浓度的增加使Mg∶Ru∶Fe∶LiNbO3晶体的蓝光全息存储性能增强的机理。

铜铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体生长及其光折变性能研究

采用优化工艺参数,在掺有6(mol)%K2O助溶剂熔体中,利用提拉法生长出系列铜、铁双掺近化学计量比LiNbO3晶体。通过二波耦合和透射光斑畸变法测试可知,在未掺和掺铁量不变情况下,随着掺铜量的增加,衍射效率逐渐增大且铜铁双掺铌酸锂晶体衍射效率要高于单掺铜铌酸锂晶体。而其写入时间和擦除时间逐渐减小;抗光损伤能力随着掺铜量的增加逐渐增强,且单掺铜铌酸锂晶体抗光损伤能力远远大于铜铁双掺铌酸锂晶体。

外加磁场对掺铁铌酸锂晶体中折射率光栅擦除过程的影响

研究了外加磁场对掺铁铌酸锂晶体中折射率光栅擦除过程的影响。在写入和擦除过程中分别或同时外加磁场,测量了不同擦除光强下磁场对光栅擦除过程的影响。结果表明,外加磁场对折射率光栅擦除时间存在明显影响。在光栅写入或光栅擦除过程分别外加磁场时,光栅擦除时间增加;但是当在写入和擦除过程同时外加磁场时,光栅的擦除时间明显变短。擦除时间变化与擦除光强相关,擦除光强越弱,磁场对擦除时间的变化越明显。进一步的研究发现擦除时间的变化来自于磁场对铌酸锂晶体中等效暗电导的影响。以上实验结果显示,外加磁场可以成为掺铁铌酸锂晶体光折变光栅的调控手段。

含本征缺陷的掺铁铌酸锂晶体的电子结构和吸收光谱的第一性原理研究

该文基于密度泛函理论的第一性原理,研究了含本征缺陷的掺铁铌酸锂晶体的电子结构和光学特性.研究显示,近化学计量比掺铁铌酸锂晶体的能带间隙约为2.29eV;含小极化子样品的能带间隙有微小改变;Fe离子占位变化,能带间隙有较大改变;含双极化子样品在禁带中出现新的能级;各掺杂体系的吸收光谱中出现了个数不一的吸收峰.研究结果表明:能带、态密度分布的变化及吸收峰的出现与位置的变化均源于铁占位的改变及与本征缺陷的相互作用;在低掺铁近化学计量比铌酸锂晶体中,铁离子占锂位和占铌位会同时存在.

掺铁钽酸锂晶体的生长及其光学性能的研究

在LiTaO3（LT）中掺进不同摩尔分数的Fe2O3，用提拉法生长Fe：LiTaO3晶体，测试了晶体的晶格常数、吸收光谱和红外光谱．发现晶体的晶格常数随着Fe2O3掺入量的增加而变大．晶体的吸收边随着铁含量的增加而发生红移，并在520nm处有一吸收峰，是对Fe^2＋离子的吸收．LiTaO3晶体的OH^-吸收峰位置在3477cm^-1，当掺杂Fe2O3后，吸收峰的位置仍然在3477cm^-1附近，红外光谱的吸收基本上没有变化．利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数，计算了有效载流子浓度．测试结果表明,随着掺铁量的增大,其指数增益系数和有效载流子浓度都增大．

掺铁铌酸锂晶体光折变形成机制的研究

文章研究了掺铁铌酸锂晶体在激光辐射下的电荷输运迁移 ,探讨了光折变过程中光生载流子的漂移、扩散、光致电压以及空间电荷场的动态过程。提出了其光致折射率变化的机制主要是由光生伏特效应决定。并且通过晶体准击穿时的光折变和衍射光强随时间的变化关系 ,从实验上进一步说明了掺铁铌酸锂晶体的光折变形成机制。

锂铌比对铪铁铌酸锂晶体全息存储性能的影响

以掺杂4mol%Hf4+的LiNbO3:Fe:Hf系列晶体([Li]/[Nb]比变化)为研究对象,研究了系列晶体的可见吸收光谱,在632.8nm的写入光下晶体的衍射效率、灵敏度和抗光散射能力在不同[Li]/[Nb]下的变化规律.研究发现Hf4+的浓度达到阈值浓度后,随着[Li]/[Nb]比的增大,晶体的可见吸收边会发生红移,而且晶格中[Fe2+]/[Fe3+]也会增加,这就导致随着[Li]/[Nb]比的增加,样品的衍射效率逐渐减小,写入时间缩短,灵敏度增大.同时,在晶体中,随着[Li]/[Nb]的增大,陷阱中心Fe2Li+数量增大会使得晶体抗光散射能力减弱.

磷酸铁锂电池在电力系统中的应用研究

磷酸铁锂电池拥有诸多优越的特性,特别是在高功率或大容量电池中具有良好的充放电特性及热稳定性,引起各行各业的广泛关注。通过对磷酸铁锂电池在电力系统中的应用,结合其工作原理与技术特性,分析了磷酸铁锂电池在未来的应用前景,提出了磷酸铁锂电池在电力系统中应用的工作建议。

掺铁铌酸锂晶体中三维光子晶格的诱导及结构分析

笔者描述了一种使用振幅掩膜在自散焦光折变晶体掺铁铌酸锂中制作光诱导三维光子晶格的实验方法，并提供平面导波、布里渊区潜、远场衍射图样三种方式对晶格结构进行分析．此外，笔者对光强极弱的会聚光束在晶格中的传播行为进行研究并得到独特的衍射图样．这对二维微结构的制作与光在接中传播特性的研究是非常有意义的．

纳米铁酸镍锂的制备

我们发明了一种新型的纳米晶材料合成方法。以硝酸锂、硝酸镍、硝酸铁和草酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了铁酸盐前驱体,通过高温煅烧得到了纳米晶铁氧体-铁酸镍锂,其颗料尺寸为纳米级(<100 nm)。我们所合成的铁酸镍锂对RDX和AP的分解均有推进作用,降低了RDX和AP的热分解温度。

碳包覆铁酸镍锂纳米晶体的制备

以金属离子的柠檬酸盐为前驱体,通过溶胶-凝胶和水热法相结合的方法,制备碳包覆的铁酸镍锂(C-Li Ni0.5Fe2O4)晶体。采用DSC-TG、XRD、SEM等技术对其结构进行研究。结构表明,样品粒径均匀,无团聚现象。

铌酸锂晶体中写入晶格周期与衍射效率的关系

为了得到衍射效率高的光子晶格,采用光诱导光子晶格的方法,在LiNbO3∶Fe(掺铁铌酸锂)晶体中写入一维光子晶格。对写入晶格周期的密度的最小值,以及晶格周期与衍射效率之间的关系进行了研究,并对用不同波长的激光器写入时的情况进行了对比。实验结果表明,写入周期最小时为入射波长的一半,此时两束入射光形成驻波。发现双光束夹角在20°以内时衍射效率比较高,大于25°时衍射效率比较低。得出结论是:要得到衍射效率高的光子晶格,双光束夹角应在20°以内,并使用短波长激光器作为辐照光源。

近化学计量比高掺铁铌酸锂晶体的红光全息存储性能

采用提拉法生长了掺质量分数分别为0.01%,0.05%和0.10%Fe2O3的近化学计量比掺铁铌酸锂晶体(near stochiometric Fe:LiNbO3,Fe:NSLN)。采用633nm波长的激光作为光源,利用二波耦合实验和光斑畸变法研究了晶体的红光全息性能。结果显示:当铁含量小于0.05%时,随着铁含量的增加,晶体的写入时间和擦除时间变短,灵敏度增加,动态范围增大,最大衍射效率增强,抗光损伤能力降低。但当铁含量为0.10%时,最大衍射效率减小,抗光损伤能力急剧降低。结合晶体的结构缺陷模型对此现象进行了解释。

超短脉冲抽运掺铁铌酸锂的光折变效应实验研究

对掺铁铌酸锂晶体在高功率超短脉冲激光照射下的光折变指数进行半定量的理论计算并实验验证。由理论计算得出在高功率超短脉冲激光（0．33mJ，10ps，527nm）作用下，掺铁铌酸锂晶体的折射率指数变化量达到10-4量级，在几个纳秒的弛豫时间后降低到10-5量级。实验采用同样的超短脉冲平顶激光，经过空间整形，形成空间强度分布为直角三角形的激光光束，照射掺铁铌酸锂晶体发生光折变，产生直角棱镜，使得经过瞬时光折变棱镜的1053nm脉冲信号光发生偏转，根据偏转的角度计算出的折射率指数减小量为10-5量级，理论计算与实验结果较为相符。这项研究表明利用掺铁铌酸锂晶体的瞬时光折变效应将有望实现全光条纹相机对短脉冲时间特性的测量。

掺铁铌酸锂晶体在白光信息处理中的方向性

掺铁铌酸锂晶体在相位编码实验中有很强的方向性。它在光路中与光栅、光源的方向关系要求十分严格。本文就该晶体切割。

Fe∶LiN_bO_3全息图热定影及H^+浓度的影响

应用光折变效应动力学方程 ,导出了在Fe∶LiNbO3 中对光折变全息图热定影所需的最小H+浓度 ,以及H+浓度与光栅空间频率的关系 .应用光谱比较法测量了不同样品的H+浓度值 .得出了进行有效热定影的H+浓度范围 .完成了Fe∶LiNbO3 全息存储和热定影实验 .获得了 10 0h连续无损读出的良好热定影实验结果 .

Mg^(2+)对Fe∶LiNbO_3晶体光折变响应时间的影响

在 Fe∶Li Nb O3 中掺进 3 mol%和 6mol% Mg O,生长了 Mg∶Fe∶L i Nb O3 晶体 .测试了 Mg∶Fe∶Li Nb O3 晶体抗光致散射能力、衍射效率、响应时间和光电导 .推导响应时间与光电导之间的关系 .在 Fe∶Li Nb O3 晶体中掺进 6mol%的 Mg2 + ,它的抗光致散射能力比Fe∶L i Nb O3 晶体提高一个数量级 ,响应速度比 Fe∶Li Nb O3