Ba_5Zn_4Y_8O_(21)∶Er^(3+)/Yb^(3+)高效上转换发光粉的制备与发光性能

采用固相法成功制备了Ba_5Zn_4Y_8O_(2)∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光粉。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试结果表明,发光粉结晶良好,平均粒径1~5μm,呈碎颗粒状。在980nm激光器激发下,肉眼可见极其明亮的橙色发光。光谱测试结果证实,发光粉发射峰位于520~530,530~550和650~690nm间。其中,绿光发射源于Yb^(3+)→Er^(3+)两步能量传递对2H11/2、4S3/2能级的粒子布居,及随后向基态的跃迁。红光发射则主要与~4I_(11/2)(Er^(3+))+~4F_(7/2)(Er^(3+))→~4F_(9/2)(Er^(3+))+~4F_(9/2)(Er^(3+))交叉弛豫和~4S_(3/2)(Er^(3+))+~2F_(7/2)(Yb^(3+))→~4I_(13/2)(Er^(3+))+~2F_(5/2)(Yb^(3+))能量反传递、~4I_(13/2)→~4F_(9/2)激发态吸收及~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁有关。由于交叉弛豫和能量反传递可有效提高红光强度并削弱绿光发射,因此红光发射强度可达到绿光强度的6~13倍。在7%(摩尔分数)的Yb^(3+)掺杂条件下,Er^(3+)的最佳掺杂浓度为3%(摩尔分数)。提高激发光功率密度不仅可以使UCL增强,还可以进一步提高红绿光分支比。在高功率激发下,还观察到了三光子吸收产生的蓝光和蓝绿光发射。

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金型材组织性能研究

采用金相、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜分析及拉伸性能实验等测试分析手段,研究了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5%Er合金型材的组织性能。结果表明,合金型材中的元素Er主要以未溶的Al8Cu4Er相形式存在,该粒子可以钉扎位错和晶界的迁移,有效抑制合金回复再结晶和晶粒长大,保持合金的变形态组织。0.5%Er的添加使得合金型材的强度降低,主要是因为合金型材中残留了大量的Al8Cu4Er相,在变形过程中由于位错塞积形成裂纹,降低了合金的强度。但是,合金的电导率有所提高。

Er微合金化对1441铝锂合金微观组织和力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了不同含量稀土元素Er的Al-Cu-Li合金。利用拉伸力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及元素能谱分析(EDS)等分析测试手段,研究了Er的添加对Al-Cu-Li合金T8时效状态下的微观组织和力学性能影响。结果表明,合金在峰时效下的强度较未添加Er元素的Al-Cu-Li合金略有下降,添加0.3%Er(质量分数)的Al-Cu-Li合金的T8态峰时效屈服和抗拉强度均下降了30 MPa;添加Er元素的Al-Cu-Li合金的主要强化相仍然为δ'相(Al3Li)及S'相(Al2Cu Mg),Al-Cu-Li合金的Er元素未影响其时效析出响应速度;添加Er微合金化合金峰时效下内部有大量的δ'相和少量的S'相,而未添加Er元素的Al-Cu-Li合金峰时效下有大量的δ'相和大量的S'相,添加Er元素使峰时效态下S'相数量减少;Al-Cu-Li合金从始至终没有发现Al3Er强化相的存在证据;添加稀土元素Er,在凝固态时即可形成Al8Cu4Er相粒子,这些粒子直至均匀化和固溶热处理时仍未完全溶解于固溶体中;断口形貌分析显示添加Er元素使Al-Cu-Li合金的沿晶脆性断裂倾向增大,佐证了合金强度下降的力学性能表现。

E2EM’s prediction of LaB_(6) as nucleation substrate for primary Mn-rich phase in Al-Si-Cu-Mn heat-resistant alloy and its refining effect

Edge-to-edge matching(E2EM)model was used to predict the potency of LaB_(6) as the heterogeneous nucleation substrate for primary Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phase formed during the solidification of Al−Si−Cu−Mn heat-resistant alloy.There are five pairs of orientation relationships(ORs)between LaB_(6) and Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phases which meet the criteria of E2EM model.One pair of plane ORs((110)LaB_(6)//(110)Al_(13)Mn_(4)Si_(8))are demonstrated by TEM observation.This strongly indicates that the LaB_(6) phase can act as the heterogeneous nucleation substrate for the primary Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phase.1.0 wt.%of Al−2La−1B master alloy was also added into Al−12Si−4Cu−2Mn alloy to evaluate the refining effect by microstructure observation and tensile test.Experimental results show that addition of Al−2La−1B master alloy can significantly refine the primary Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phase,supporting the prediction accuracy of E2EM model.However,such refinement of primary Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phase does not lead to an improvement in strength.This is due to the larger difference in elastic modulus between the finally formed Al_(13)Mn_(4)Si_(8) phase and aluminum matrix than that of Al_(15)Mn_(3)Si_(2) phase.

Cu元素对Al-Zn-Mg-Er-Sc-Zr合金组织演变和腐蚀性能的影响

利用Cu元素的含量变化研究了Al_(8)Cu_(4)Er相的形成与演变规律及其对Al-Zn-Mg-Er-Sc-Zr合金腐蚀性能的影响。结果表明:随着Cu含量的增加,合金晶粒得到显著细化,但同时固溶态合金不同类型的残余相增多;Al_(8)Cu_(4)Er相与Al-Fe相存在伴生关系,二者通过Cu与Fe交互作用实现相的转化,且可表述为如下关系式:Al_(6)Fe→^(Cu)Al_(60)Cu_(30)Fe_(10)→^(Er)Al_(8)Cu_(4)Er;不同成分合金的晶间腐蚀均表现出与残余相密切相关的点蚀特征,含Cu、Er的Al-Fe相虽然具有更小的腐蚀坑尺寸,但网状分布特征使腐蚀深度有所增加;而具有更好耐蚀性能的Al8Cu4Er则因相的粗化和它与Al-Fe相的伴生关系导致合金耐蚀性能严重下降。

微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15%Er两种合金铸锭。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和室温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。结果表明:微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。