Sc2O3：Nd，Sc2O3：Yb纳米粉体的制备和光致发光

以反滴定共沉淀方法制备了Sc2O3:Nd、Sc2O3:Yb纳米粉体,用热重、差热分析、X射线衍射对前驱体相变及粉体结构进行了研究,并研究了其光致发光。Sc2O3:Nd、Sc2O3:Yb前躯体的热重和差热曲线分别在73℃、77℃与434℃、436℃出现了明显的热失重和吸热峰,结合XRD表明约在450℃,前驱体粉体经γ-ScOOH相转变为立方Sc2O3相。Reitveld方法精修给出Sc、O的原子坐标。结果表明,掺杂离子导致了晶格畸变。在825nm光激发下,粉体Sc2O3:Nd的1084nm主荧光峰为Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁;在937nm光激发下,粉体Sc2O3:Yb的1044nm主荧光峰为Yb3+的2F5/2→2F7/2跃迁。Sc2O3:Nd、Sc2O3:Yb的发光光谱表明激活离子处于较强晶场中,Stark能级分裂大,有利于降低Yb3+的激光阈值、提高激光热稳定性。

掺钕氧化钪激光透明陶瓷纳米粉体的合成及研究

研究了化学共沉淀法合成Nd:Sc2O3纳米粉的工艺。以Sc2O3为基质材料,掺杂0.5%(原子分数)的Nd3+,添加适量聚乙二醇(PEG)和(NH4)2SO4作为分散剂,以氨水(NH3.H2O)和碳酸氢铵(NH4HCO3)混合溶液作复合沉淀剂,采用化学共沉淀法获得了碱式稀土碳酸盐前躯体,在1100℃下煅烧该前躯体4 h,制备出性能良好的Nd:Sc2O3纳米粉。采用热重-差热分析仪(TG/DSC)、红外光谱分析仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对Nd:Sc2O3前躯体和煅烧后的粉体进行表征。实验结果表明:在室温下,用氨水和碳酸氢铵混合溶液作为复合沉淀剂合成出的前躯体为碱式稀土碳酸盐。通过XRD和EDS能谱分析,Nd3+完全固溶于Sc2O3的立方晶格中,这将有利于制备激光透明陶瓷。在1100℃的温度下煅烧此前躯体得到的Nd:Sc2O3纳米粉具有颗粒粒度小(约50 nm)、分散性好、团聚程度轻、结晶良好的性能。因此,采用此工艺合成的粉体将有可能制备出的Nd:Sc2O3透明陶瓷。