激光区熔定向凝固Al_2O_3/Y_3Al_5O_(12)(YAG)共晶的组织与断裂韧性

采用激光区熔高温度梯度快速定向凝固技术从熔体中直接制备Al2O3／Y3Al5O12（YAG）共晶自生复合陶瓷，以研究其在超高温度梯度（1．0×10^6K／m）下的快速凝固组织特征及与激光工艺参数的关系，并对其力学性质进行分析．研究结果表明：凝固组织强烈地受激光扫描速度与功率密度的影响，当二者匹配时，Al2O3相和Y3Al5O12（YAG）相呈现均匀一致，连续分布的层状耦合共晶结构，共晶间距细小（1～2μm），且随扫描速度的增大逐渐减小；所制备的Al2O3／Y3Al5O12（YAG）共晶陶瓷硬度高达19．5GPa，断裂韧性达到3．6MPa·m^1/2。

助熔剂对Y_3Al_5O_(12)∶Ce荧光粉性能的影响

在还原气氛下采用高温固相反应法合成了白光LED用黄色荧光粉Y3Al5O12∶Ce(YAG∶Ce),研究了助熔剂对YAG∶Ce荧光粉发光特性的影响。XRD的测量结果表明加入合适的助熔剂有利于YAG∶Ce荧光粉的晶化,并且不引入杂相。选择BaF2和H3BO3同时使用效果要好于单独使用一种助熔剂。助熔剂的加入可增大YAG∶Ce荧光粉的激发和发射光谱强度,并能有效降低荧光粉的中心粒径(D50)控制粉体的粒径分布,适用于白光LED的制造。

溶胶-凝胶法合成Y_3Al_5O_(12):Ce^(3+),Tb^(3+)稀土荧光粉的研究

采用溶胶－凝胶法在低温下合成了 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：０．０８Ｃｅ３＋； ０．１２Ｔｂ３＋稀土荧光粉．通过 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析及激发、发射光谱测试结果表明：合成的粉末为ＹＡＧ晶体结构，粉体 的最大激发峰为２７３ｎｍ，最大发射峰为５４５ｎｍ，色坐标为：ｘ＝０．３３１；ｙ＝０．５５８，在２７３ｎｍ的紫 外光激发下发出明亮的绿光．

激光快速熔凝Al_2O_3/YAG共晶陶瓷的制备与组织

采用激光快速熔凝技术制备Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷,研究Al2O3/YAG共晶陶瓷在高能激光束作用下,不同扫描速率（0.01～2.0 mm/s）、超高温度梯度下的凝固组织特征及其生长机制,探索激光熔凝过程控制参数与凝固组织的关系.研究结果表明：激光熔凝Al2O3/YAG共晶陶瓷由无规则连续分布的Al2O3相和YAG相两相组成,没有晶界和其他相,Al2O3相的体积分数为（45.0±2.0）%,两相耦合生长,交错分布,是典型的快速凝固层片状非规则共晶组织;共晶层间距细密,并随激光扫描速度的增大而减小,扫描速度为0.02 mm/s时,共晶间距约为1～2 μm,扫描速度为2.0 mm/s时,共晶间距仅为0.5 μm左右;综合热分析表明,Al2O3/YAG共晶熔点为2 096 K,与相图吻合.

用3种方法合成Y_3Al_5O_(12)∶RE^(3+)(RE=Eu,Dy)发光粉的对比研究

以金属硝酸盐为反应原料 ,分别采用柠檬酸 凝胶法、共沉淀法和固相法制备了YAG和YAG∶RE3+ (RE =Eu ,Dy) (1% ,摩尔分数 )发光粉 ,并通过XRD ,TG DTA和发光光谱对样品进行了表征。柠檬酸 凝胶法、共沉淀法和固相法制备的YAG和YAG∶Eu的晶相形成温度分别是 80 0和 90 0℃。Eu3+ 在非晶态和晶态YAG中其激发和发射光谱有明显差异 ,在一定温度范围内 ,发光强度随烧结温度的升高而增强。由于碳杂质的存在 ,90 0和 10 0 0℃下柠檬酸 凝胶法制备样品的发射强度较其他两种方法低。

Y_3Al_5O_(12)∶Eu^(3+)磷光体的溶胶凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料,采用溶胶 凝胶法在1000℃下合成了Eu3+掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体。利用TG DSC,XRD和发光光谱等对样品进行了表征。结果表明,YAG∶Eu3+的晶相形成温度为991℃。Eu3+在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异。研究了Eu3+含量和烧结温度对Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2发射峰强度的影响。随煅烧温度的升高和Eu3+浓度的增加,Eu3+发射峰强度增强。

Al_2O_(3sf)/LY12复合材料热压缩变形流变本构方程研究

通过热等温恒速压缩实验研究了Al2O3sf/LY12复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据实验数据确定了本构方程中的材料参数。研究表明,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,而且在温度低于400℃时,Al2O3sf/LY12进入稳态变形后流变应力略有下降;当温度高于400℃时,屈服后的流变应力基本保持不变。从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的两种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致。

液-固挤压Al_2O_(3sf)/LY12复合材料管材成形过程的数值模拟

针对液-固挤压复合材料管材的成形过程,采用热刚塑性准耦合有限元法进行了数值模拟,以揭示其塑性变形行为。通过自行开发的有限元模拟系统软件,利用网格重新划分技术,得到了复合材料液-固挤压变形过程中的应力场、应变场及变形力,并对有关问题进行了分析。与试验结果相比较,验证了该系统的可靠性,为保证制件成形质量和合理选择工艺参数提供了理论依据。

精细粒度Y_3Al_5O_(12):Tb荧光材料的燃烧法合成及其特性

以尿素作燃料采用快速燃烧法,得到了YAG:Tb材料的前驱粉末.对前驱粉末热处理后,合成了YAG:Tb荧光材料.通过XRD、SEM和PL光谱等技术,测定了该材料的结构、形貌及发光特性.虽然制备过程中没有加入助熔剂,但该材料的化学纯度明显得到提高.YAG:Tb荧光粉的颗粒精细、分布均匀,粒径在1-2μm之间.分析了YAG:Tb和YAG:Ce,Tb的发光特性.

Al_2O_3/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝实验研究

开展了Al_2O_3/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝制备技术的实验研究,研究结果表明:(1)激光扫描速率与功率密度的匹配对激光熔凝实验起着决定性的作用。调整工艺参数,可以获得表面光滑、平整、致密的熔凝层,且无宏观孔隙及裂纹。随扫描速率的增大,熔凝层变薄;(2)激光熔凝Al_2O_3/YAG共晶自生复合陶瓷由Al_2O_3相和YAG相两相组成,具有典型的快凝层状共晶组织,共晶间距非常细小。

Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)/ZnO复合物的制备及其光催化性能的研究

通过溶胶凝胶、水热法合成了上转换发光剂Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)掺杂的ZnO复合物可见光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)进行表征.以甲基橙染料为研究对象,研究了Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)/ZnO复合物在可见光照射的光催化活性.此外,还研究了焙烧温度、焙烧时间、可见光照射时间和强度、染料溶液初始浓度和催化剂的用量对甲基橙染料降解率的影响.结果表明,加入上转换发光剂Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)有效提高了降解率,且催化剂的用量为1.00g/L时降解效果最好.

Er^(3+)：Y_3Al_5O_(12)/ZnS复合物的制备及其光催化活性

分别通过溶胶凝胶、水热法合成了上转换发光材料Er3+Y3Al5O12和Er3+Y3Al5O12/ZnS复合物,并采用XRD和SEM进行表征,研究了Er3+Y3Al5O12/ZnS在可见光照射下降解次甲基蓝的催化活性。讨论了Er3+Y3Al5O12掺杂量、可见光照射时间、光照强度、催化剂的量、处理温度和处理时间对降解率的影响,并且与单一ZnS可见光光催化性能进行了比较。结果表明,加入上转换发光材料Er3+Y3Al5O12后降解率大幅度增加,且它掺杂量为10%时对染料废水的降解效果最好。

以超重力熔铸新技术快速制备Al_2O_3/YAG/YSZ三元共晶陶瓷

研究一种大块致密Al2O3/YAG/YSZ三元共晶陶瓷的快速制备新技术,以Al/Fe2O3/Y2O3/ZrO2为反应剂,通过诱发各组元间的燃烧合成反应,首先获得陶瓷(Al2O3/YAG/YSZ)和金属(Fe)的混合熔体;随后利用两种熔体的密度差异,在超重力场中实现陶瓷熔体和金属熔体的彻底分离和凝固。在超重力场作用下,先凝固的陶瓷相局部沉陷到金属熔体中,并受到金属熔体对之施加的接近2MPa的瞬态等静压力,因此得以实现完全致密化。微观结构分析表明,所获得的三元共晶陶瓷的相组成和晶粒形貌沿超重力方向呈现明显的梯度渐变特征。

铝热反应制备YAG/Al_2O_3复相陶瓷的组织和性能

利用铝热反应熔化法制备YAG/Al2O3复相陶瓷材料,研究配料中Y2O3含量对复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:复相陶瓷的相组成为YAG和Al2O3,含有少量的Fe相.随着Y2O3含量的增大,Al2O3颗粒分布越均匀,复相陶瓷的维氏硬度先减小后增加,而相对密度是增加的,在x=0.90时达到最大值分别10.9GPa和99.3%;复相陶瓷的断裂韧性变化不大,接近于2.30MPa.m1/2.

溶胶-凝胶法引入烧结助剂制备SiC-Y_3Al_5O_(12)复相陶瓷

以碳化硅、六水硝酸钇、九水硝酸铝和六次甲基四胺为主要原料,通过溶胶-凝胶法引入Al2O3和Y2O3复合烧结助剂,液相烧结制备得到SiC-Y3Al5O12(Y3Al5O12简称YAG)复相陶瓷。采用DTA、TEM、XRD等分析测试技术研究了溶胶-凝胶法引入复合烧结助剂过程及复合烧结助剂对SiC-YAG陶瓷的烧结性能、力学性能、物相组成与显微结构的影响。结果表明:干凝胶在920℃左右已完全转变成YAG相,最终获得的YAG粒径小,并均匀分散在SiC表面的SiC-YAG复合粉体;复合粉体先干压、再等静压成型后,在1860℃下烧结45min,所制得复相陶瓷的相对密度达到了96.5%,抗弯强度达到486MPa,断裂韧性达到5.7MPa·m1/2。

高能球磨Al-Y_2O_3粉体固相反应制备YAG陶瓷的研究

用高纯Al粉体和Y_2O_3粉体(Al-Y_2O_3粉体)为原料采用固相反应法制备了YAG陶瓷.Al-Y_2O_3粉体高能经过球磨,煅烧生成YAG粉体,再真空烧结制备高致密YAG陶瓷.采用DTA-TG对球磨Al-Y_2O_3粉体进行分析,采用XRD、SEM对球磨的Al-Y_2O_3粉体、YAG粉体及YAG陶瓷进行了表征.实验表明:Al-Y_2O_3粉体在～569℃时,Al粉强烈氧化,并与Y_2O_3粉反应,600℃煅烧出现YAM相,随煅烧温度升高出现YAP相,1200℃煅烧生成YAG粉体.成型YAG素坯在1750℃保温2h真空烧结出YAG相陶瓷,YAG陶瓷相对密度可达98.6%,晶粒生长均匀,晶粒尺寸为8～10μm.

静电纺丝法制备Y_3Al_5O_(12)纳米纤维

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3]复合纳米纤维,研究了反应体系的最佳组成,系统地讨论了静电纺丝工艺的影响,获得了最佳制备条件.将PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3]复合纳米纤维在900℃焙烧10 h,获得了晶态的YAG纳米纤维.XRD分析表明,YAG纳米纤维属于立方晶系,空间群为Ia3d.SEM分析表明,PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3]复合纳米纤维表面光滑,平均直径约为175 nm;YAG纳米纤维的直径约为75 nm,长度大于100μm.该技术可以用来制备其他稀土石榴石型化合物纳米纤维.

Nd：Y3Sc(1．5)Al(3．5)O(12)透明陶瓷的光谱性能以及激光输出

采用燃烧法制备了Nd:YSAG粉体,经过成型、素烧,最终在氢气气氛中烧结制备了Nd:YSAG透明陶瓷.测试结果表明,Nd:YSAG透明陶瓷具有荧光谱线较宽,荧光寿命较长的特点.激光实验得到的激光输出,斜率效率为23.6%,输出功率为0.36W,输出激光的谱线分布较宽.

Al_2O_(3sf)/LY12复合材料液固挤压成形中温度场演变的三维有限元分析

建立了液固挤压Al_2O_(3sf)/LY12复合材料三维非稳态传热过程的有限元数学模型,并对其进行了三维热传导数值模拟,直观地显示出材料内部和表面在不同时刻、不同位置的三维温度场分布及其演变情况.模拟结果表明,坯料内部和表面的温度场在保压过程中分布均匀,而在挤压过程中则随时间推移而剧烈波动,从而造成坯料表面局部过热,由此导致制件表面龟裂现象的发生.模拟结果与实验结果基本吻合,为合理确定工艺参数和保证成形质量奠定了理论基础.

激光区熔定向凝固Al_2O_3/YAG/ZrO_2亚共晶陶瓷的微观组织

采用激光区熔定向凝固技术制备了Al2O3/YAG/ZrO2三元亚共晶自生复合陶瓷,研究了不同激光扫描速率下亚共晶自生复合陶瓷的微观组织,并与激光区熔定向凝固Al2O3/YAG二元及Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶自生复合陶瓷的微观组织进行了对比。结果表明,激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2三元亚共晶由相互交错分布的α-Al2O3、YAG和c-ZrO2三相组成,无其它结晶相和无定形相;随激光扫描速率的增大,凝固组织发生显著变化,出现了由共晶集群到较为规则的树枝状共晶再到杂乱的树枝状共晶的组织转变。初生相的枝晶生长,使得亚共晶陶瓷的凝固组织明显不同于共晶陶瓷的凝固组织;亚共晶凝固组织呈现典型的小平面非规则共晶形貌,凝固组织主要由Al2O3和YAG两相的小平面生长方式决定,第三组元ZrO2相表现出弱小平面生长特征。