Sm^(3+)掺杂Na_(5)Y(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))_(y)高热稳定性荧光粉的制备及发光性能研究

本文采用高温固相法合成了一系列Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)(x=0~0.10,y=0~4)橙红色荧光粉。通过粉末衍射、透射电镜、常温/变温荧光发射谱、荧光激发谱、荧光动态衰减曲线和CIE色度坐标等光谱手段对荧光粉样品的光谱性能进行了研究。粉末衍射结果表明,合成的样品相位与Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)的标准相一致,Sm^(3+)掺杂与引入(WO_(4))2-均未改变材料的相结构。在波长为406 nm光源的激发下,Na_(5)Y0.92(MoO_(4))3WO_(4)∶0.08Sm^(3+)荧光粉在643 nm附近橙红色荧光发射强度最高,继续增加Sm^(3+)的掺杂浓度,存在荧光猝灭现象,浓度猝灭的主要原因归为电偶极-电偶极相互作用。研究发现,Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)基质中掺杂Sm^(3+)会引起电负性改变和晶格畸变,在Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)中引入(WO_(4))2-阴离子基团,可以弥补因掺杂Sm^(3+)出现的缺陷,改善Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)荧光粉的发光性能。在300~440 K,样品具有优异的热稳定性,荧光发射强度均超过室温时的96%;其CIE色度坐标均位于橙红光区域。以上结果表明新型Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)橙红色荧光粉在WLED应用上有潜在价值。

Dy_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷结构与性能的影响

对水热法合成的BaTiO3粉体进行稀土氧化物Dy2O3掺杂改性,利用扫描电镜、X射线衍射及电气性能测试等手段,分析了离子取代行为和晶格参数与固溶度之间的关系,重点研究了Dy2O3掺杂量对BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸、介电性能的影响规律.结果表明,Dy2O3在陶瓷的烧结过程中可抑制晶粒生长,使晶粒尺寸变小,提高了陶瓷的致密度.当掺杂量w(Dy2O3)为0.6%时,陶瓷晶粒的晶格常数达到最大值,此时晶粒内部缺位浓度最低,常温介电常数提高到4100,在-15～100℃范围内,介电常数随温度变化率为±10%,交流击穿场强为3 2kV/mm.

B_2O_3蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTiO_3及其PTCR特性研究

通过B_2O_3蒸汽掺杂,Y-BaTiO_3陶瓷的烧结温度大幅度降低。B_2O_3蒸汽掺杂后的样品,室温电阻率下降,升阻比提高,通过对氧化硼蒸汽掺杂样品的XRD分析研究表明,硼间隙可以在钛酸钡晶格中存在,硼间隙和/或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心,从而提高PTCR效应。

液相Y、Nb共掺杂BaTiO_3基PTC陶瓷的制备与性能

本文以Ba(OH)2.8H2O、Sr(OH)2.8H2O、TiCl4、NbCl5、YCl3和Mn(Ac)2为原料,采用室温研磨、低温固态反应合成了一系列的纳米钛酸钡基PTCR陶瓷粉,首先实现了Y和Nb双施主以离子的形式共掺杂。采用XRD,TEM对样品进行了表征。研究表明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。粒子基本成球形,分布均匀,粒径大约60 nm。通过优化Y和Nb的掺杂量,使材料的室温电阻得到了进一步降低,并提高了材料的升阻比。当Y、Nb和Mn的用量分别为0.2 mol%、0.18 mol%和0.04 mol%时,加入定量的AST烧结助剂,控制最高烧结温度为1310℃,制备出了室温电阻17.6Ω,正温度系数为18.6%/℃,升阻比为6.5×104的性能优异的PTCR电阻材料。另外还就烧结条件对材料PTC性能的影响进行了讨论。

Y^(3+),Mn^(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷晶界特性研究

PTC陶瓷的晶界特性对材料的电性能有重要影响,通过对Y,Mn掺杂钛酸钡陶瓷的电性能与晶界形态及元素分布关系的研究发现,施主掺杂量和Ca元素的掺杂量对晶粒的发育有一定影响;晶界对PTC性能有重大影响,杂乱的晶界不利于PTC效应,洁净的发育良好的窄晶界有利于PTC效应;能谱分析发现,陶瓷中不同部位的元素分布存在一定的规律.

掺杂Y(NO_(3))_(3)对AZ31合金微弧氧化涂层接触角和耐蚀性的影响

镁合金因其低密度、高比强度、比刚度等特点被应用于医疗器械、人工骨修复组织等领域,但耐蚀性偏弱等问题一直制约着镁合金的应用领域扩展。针对AZ31耐蚀性弱的问题,笔者通过微弧氧化技术在镁合金表面引入硅酸盐陶瓷涂层。在Na_(2)SiO_(3)电解液体系下引入Y(NO_(3))_(3),研究Y(NO_(3))_(3)掺杂量变化对AZ31表面改性涂层的物相组成、微观结构、表面粗糙度、接触角、动电位极化曲线等性能的影响作用。研究结果表明,经微弧氧化处理后,镁合金涂层由MgO、MgSiO_(3)和Mg_(2)SiO_(4)等相组成。当Y(NO_(3))_(3)掺杂量达到6.0 g/L时,试样S4涂层内微孔通道数量减少,表面趋于光滑。与镁基体相比,掺杂稀土盐后微弧氧化涂层的接触角降低。随着Y(NO_(3))_(3)掺杂量增加,涂层接触角先减小后增加。当Y(NO_(3))_(3)掺杂量为6 g/L时,涂层接触角最小,约为46.6°。试样S4微弧氧化涂层腐蚀电位正向移动,涂层腐蚀电流密度达到1.012×10-8A/cm2,涂层耐蚀性增加。

La和Y掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

采用低温固相反应法(800℃)合成了一系列纳米掺杂BaTiO3基PTC瓷粉。经XRD分析,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。分别研究了La和Y双施主掺杂以及烧结条件对材料PTC性能的影响,实验表明,以La和Y进行双施主掺杂可使材料的室温电阻进一步降低,升阻比提高。通过合理地调整双施主的相对含量,优化烧结制度,制备出了室温电阻为14.25?,升阻比达3.7×104的PTCR材料。

Y(NO_(3))_(3)掺杂对AZ91D MAO涂层微观结构和耐磨性的影响

本文中对AZ91D镁合金进行微弧氧化(MAO)改性处理,来获得具有较高耐磨性的陶瓷涂层,目标是提高AZ91D镁合金的耐磨性。在Na_(2)SiO_(3)-NaOH体系下引入稀土盐Y(NO_(3))_(3)掺杂,研究Y(NO_(3))_(3)掺杂量的变化对改性涂层相组成、微观结构、表面粗糙度、显微硬度以及摩擦因数的影响作用。结果表明:在Na_(2)SiO_(3)电解液体系下经微弧氧化处理后,镁合金涂层由MgO、MgSiO_(3)和Mg_(2)SiO_(4)等晶相组成,在掺杂Y(NO_(3))_(3)后涂层中MgSiO_(3)相含量有所增加。当Y(NO_(3))_(3)掺杂量超过0.015 mol/L时,微弧氧化涂层中典型特征“火山口状”的微孔通道明显减少,涂层表面趋于光滑。当Y(NO_(3))_(3)浓度过高时,涂层中局部区域出现腐蚀坑。经微弧氧化改性处理后涂层的显微硬度均比基体合金高,尤其当Y(NO_(3))_(3)掺杂量超过0.015 mol/L时,涂层显微硬度值最大,约为382.6±7.6 HV_(1),达到基体硬度4倍以上。Y(NO_(3))_(3)掺杂涂层的摩擦因数先降低后增加,最小值出现在试样S3时,摩擦因数约为0.60~0.65,耐磨性提高。

室温下锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料对甲醛气体传感特性的研究

采用水热法合成了一种锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)的高性能甲醛传感器.通过XRD、SEM、EDS和XPS分析了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的结构、形貌以及组成成分.通过表征结果发现,锰元素掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)使得Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)颗粒分布更加均匀,表面氧空位缺陷增多,有可能提供更多的活性位点来吸附甲醛气体,增强了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)的气敏性能.气敏测试结果表明:基于锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的甲醛传感器相比Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)不仅具有高灵敏度和良好的选择性,而且能够在室温下表现出快速的响应和恢复特性.最后讨论了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)对甲醛气敏性增强的传感机制,进一步说明基于锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的甲醛传感器在实际应用中的潜在价值.

Y、La及Nb掺杂的BaTiO_3半导体陶瓷的研究

以BaCO3和TiO2为原料,采用固相反应法制备了Y、La及Nb掺杂的BaTiO3陶瓷,分析了施主掺杂对样品的室温电阻率ρ25影响规律,探讨了样品的ρ25与施主的含量的关系。研究结果表明:随着施主含量的增加ρ25先增加后减小,当Y、La及Nb含量分别为0.6 mol%、0.3 mol%和0.3 mol%时ρ25达到最小值;总结了几种不同的施主掺杂的特点,Y掺杂的BaTiO3陶瓷的半导化范围宽,La和Nb掺杂的BaTiO3陶瓷的ρ25较低;提出了双施主掺杂配方的选取原则,当La和Nb的掺杂量分别为0.15 mol%和0.05 mol%时,获得的BaTiO3陶瓷的ρ25最低为4.8Ω·cm。

施主掺杂微量的Y_2O_3对BaTiO_3基样品的电性能及PTC效应的影响

为了适应市场对过热保护作用的PTC热敏陶瓷应用需求，采用了固相法的烧结工艺来制备PTC热敏陶瓷样品。主要研究了施主掺杂微量Y2O3的BaTiO3基陶瓷在空气中1340—1360℃烧结0．5～1h后其室温电阻率与升阻比（ρmax／ρmin）随施主掺杂含量的变化关系。在实验中我们详细地阐述了BYT陶瓷样品的室温电阻率随施主掺杂含量（0．1≤x≤0．3mol％）的变化曲线呈现类似“U”形曲线的半导化机理；根据Heywang—Jonker模型成功地解释了该样品的PTC效应随施主掺杂量的增加而呈现出先增加后减小的变化趋势的原因；讨论了烧结助剂SiO2对BYT样品微观结构以及电性能的影响。

Y3+掺杂BaTiO3陶瓷的介电弛豫特性研究

采用固相法制备了Y^3+掺杂的BaTiO3陶瓷(BaTi1-x YxO3,0.005≤x≤0.04)样品.借助XRD、LCR分析仪等手段对陶瓷的结构和介电性能进行了分析研究.结果表明:随掺杂量增加,陶瓷样品四方率减小,在x=0.03时陶瓷由四方相转变为立方相,当x≥0.01时,陶瓷样品出现了第二相.Y^3+能够抑制BaTiO3陶瓷晶粒长大.结合GULP代码模拟计算和实验数据可知,x<0.01时掺杂机制为电子补偿,陶瓷发生了半导化,x≥0.01时主要为离子补偿.介电峰值随Y^3+掺杂量的增加而向低温移动并展宽,且峰值介电常数随掺杂量增加逐渐减小.随着Y3+掺杂量增加,缺陷偶极子浓度增大,陶瓷呈现弛豫铁电体特征.

Dy(Ac)_3掺杂对BaTiO_3陶瓷介电性能影响的研究

利用水热法制备了超细BaTiO3(钛酸钡)粉末,掺Dy(Ac)3(醋酸镝)并高温烧结后得到瓷体材料,研究了掺杂可溶性Dy(Ac)3对材料介电性能的影响,并分析了相关的影响规律,即随着Dy(Ac)3加入量的增加,材料的介电常数开始增大随后减少,当wDy(Ac)3=0.8%时介电常数最大,而介电损耗先减少后增大。得到了介电常数为5 672,电质损耗(tanδ)为0.002 4,耐压强度为6 kV/mm的高压低损耗陶瓷电容器瓷料。探讨了Dy(Ac)3掺杂改性的有关机理。

Y^(3+)掺杂量对BaTiO_3基热敏陶瓷性能的影响

通过传统固相法制备了不同Y^(3+)掺杂量的BaTiO_3基热敏陶瓷,利用XRD和SEM对热敏陶瓷的微观结构形貌进行了表征,研究了Y^(3+)掺杂量对BaTiO_3基热敏陶瓷室温电阻、居里温度及升阻比的影响。结果表明,随着Y^(3+)掺杂量的增加,BaTiO_3基热敏陶瓷的室温电阻先降低后升高,升阻比先升高后降低。随Y^(3+)掺杂量增加,陶瓷晶粒的尺寸随之减小,过小的晶粒在烧结过程中相互黏联模糊了晶界,削弱了PTC性能;Y^(3+)掺杂量为0.5%~0.7%,钛酸钡基热敏陶瓷具有最好的性能,最低室温电阻为14.9Ω,升阻比高达3.96×10~4。

化学法制备Y掺杂BaTiO_(3)-(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)无铅PTCR陶瓷

用化学法制备了(1-xmol%)BaTiO_(3)-xmol%(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BBNTx,x=1,2,3,4,5)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coefficient of resistivity, PTCR)陶瓷。XRD表明所有的BBNTx陶瓷形成了单相的ABO_(3)四方钙钛矿结构。电阻温度特性表明空气中烧结的所有BBNTx陶瓷都能够半导化,具有明显的PTC特性。其中0.2 mol%Y掺杂BBNT1陶瓷,室温电阻率大约为500Ω·cm,电阻突跳比(最大电阻/最小电阻)在2.7个数量级左右,电阻突变温度约130℃。材料的电阻突变温度会随着BNT的增加而略有增加。但BNT的增加会导致室温电阻率明显增大,并且PTC效应也会降低。BBNT5陶瓷的电阻突变温度能够增加到145℃左右,但室温电阻率超过105Ω·cm,电阻突跳只有1个数量级。

双施主掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5和Y2O3双施主一次掺杂对PTC BaTiO3陶瓷性能的影响。探讨了Nb2O5和Y2O3的作用机制,结果表明:Nb2O5主要是起施主作用;而Y2O3既可作为施主,又可起受主作用。添加适量的Y2O3,不仅可以降低电阻率,还可以提高升阻比。另外,还对改变施主掺杂顺序所产生的PTC效果进行了比较,发现施主二次掺杂的效果不如一次掺杂好。

稀土元素及金属氧化物掺杂对BaTiO_3系统耐压性能的影响

研究了稀土元素Er2O3掺杂对细晶BaTiO3系统介电及耐压性能的影响。其在BaTiO3晶粒中可抑制晶粒生长,使尺寸变小,体密度增高,呈现细晶效应,ε峰在整个温区范围内弥散,提高室温下介电常数,减小容量变化率。ZnO的加入使瓷料形成致密的细晶结构,有效地阻止了晶粒过度长大,改善了微观结构,减小了因气孔而造成的击穿,提高了耐压强度。

Sm_2O_3掺杂BaTiO_3陶瓷的结构与电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同浓度Sm2O3(分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007mol)的BaTiO3陶瓷,并对其结构与电性能进行了研究.结果表明:Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的晶型在室温下为四方相,而且随着Sm2O3掺杂浓度的增加,BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸变小,说明Sm2O3掺杂对BaTiO3陶瓷晶粒的生长有一定的抑制作用;Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的电阻率比纯BaTiO3陶瓷明显下降,当添加量为0.001mol时,电阻率最小,.从4.3×109Ω·m下降为6.536×103Ω·m;Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明该材料的PTC效应是由晶界效应引起的.

BaTiO_3基PTCR陶瓷中B_2O_3蒸汽掺杂的异常行为

钛酸钡基半导化陶瓷中的ＰＴＣＲ效应通常与材料中的施受主掺杂密切相关．在高温下Ｂ２Ｏ３具有较高的蒸汽压，通过Ｂ２Ｏ３蒸汽掺杂的研究表明，含主族元素Ｂ的氧化物蒸汽掺杂，钛酸钡基半导化陶瓷样品的升阻比同样得到了大幅度提高，同时室温电阻率也有所增加．Ｂ２Ｏ３蒸汽掺杂ＢａＴｉＯ３基材料的ＰＴＣＲ效应的提升可能得益于硼填隙和钡缺位相关的复合缺陷在晶界上的形成．

Y_2O_3掺杂对WO_3压敏非线性及介电性能的影响

在Y2O3掺杂量(摩尔分数)为0.2%～2%的范围内研究了Y2O3掺杂对WO3的非线性伏安特性及介电性能的影响.实验结果表明:随Y2O3掺杂量的增加,样品的非线性系数先增大后减小,在Y2O3掺杂量为0.8%附近达到最大值(3.61);样品的介电常数(在1kHz频率下测量)也是先增大后减小,其最大值(1.16×104)出现在Y2O3摩尔分数为1.2%附近的样品中.测量了各样品的阻抗频率依赖关系,并由此估算了不同Y2O3含量样品的晶粒电阻,利用德拜弛豫关系式解释了Y2O3掺杂引起WO3介电常数与晶粒电阻变化的关系.Y2O3掺杂的WO3陶瓷是一种新型的压敏电容材料.