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.

合成高活性Y_2O_3和Al_2O_3超细粉及Nd:YAG透明陶瓷

分别以Y(NO3)3和氨水、NH4Al(SO4)2.12H2O和碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法与碳酸铝铵分解法合成了高活性、平均粒径分别为39 nm和95 nm的Y2O3和Al2O3超细粉体.以Y2O3,Al2O3超细粉和商用Nd2O3粉体为原料,采用固相反应法,经1 700℃真空烧结15 h,制备了Nd:YAG透明陶瓷.含x(Nd)=1%的YAG陶瓷在可见光区最大透光率约为53%.对YAG陶瓷的烧结过程和显微组织研究表明,Nd的引入明显地促进了陶瓷的烧结,同时晶粒得到细化.

MgO、Y_2O_3对AlON透明陶瓷粉体合成的影响及其密实化研究

采用固相反应法合成γ-AlON粉体,并利用无压烧结制备γ-AlON透明陶瓷。重点研究了MgO、Y_2O_3添加剂的引入对固相反应合成γ-AlON粉体的合成温度、物相组成的影响及其规律,并尝试性地探讨其反应机理。结果表明,MgO的加入可以起到降低反应温度的作用,使AlON的合成温度降低至1500℃,且合成产物物相纯度较高;而Y_2O_3的添加会促进氮化,使原料中的Al2O3被显著氮化。在此基础之上,以添加MgO的γ-AlON合成粉体为原料进行烧结致密化,并优化了烧结工艺。测试结果表明,在最佳烧结工艺下制备的样品致密度高,在2.5～6μm的红外波段内可透光,最高透过率可达22.12%。

低温法制取Y_2O_3透明陶瓷的研究

发展了一种制备高烧结性Y_2O_3粉的新途径,并以此为原料,在相对低温下采用普通烧结的办法制备出透明Y_2O_3陶瓷.以硝酸钇为母盐,氨水为沉淀剂,通过控制反应体系中硫酸根离子的含量,生成树枝状的前驱物晶粒,其轴径比为6,经过1100℃煅烧分解,获得一次颗粒为60um,颗粒呈球形,低团聚高纯度的Y_2O_3粉体.该粉体经过模压成型,不加添加剂,于1700℃真空烧结,得到显微组织均匀的透明Y_2O_3多晶体,其在近红外区的透光率达70％.

湿化学法制备Y_2O_3纳米粉及透明陶瓷

以Y(NO3)3溶液和NH3·H2O为原料,制备了Y2O3纳米粉体.先驱沉淀物的化学组成为Y2(OH)5NO3·H2O．研究了pH值及滴加过程对先驱沉淀物形貌及Y2O3产物烧结性的影响．正向滴定,pH值较低时(pH=7．9),先驱沉淀物为片状结构;pH值较高时(pH=10．0),先驱沉淀物片层状结构特性减轻,并且颗粒变的细小．反向滴加时,片层状结构特征消失,主要为块状晶粒．先驱沉淀物为片状结构时,得到的粉体活性较高．添加适量的(NH4)2SO4能够减轻Y2O3粉体的团聚,沉淀的同时控制pH值在9以下,所得到的粉体具有更好的烧结性能．采用得到的Y2O3纳米粉,不加入任何烧结助剂,经1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷。

Y_2O_3超微粉及其透明陶瓷的制备

研究了化学沉淀法制备氧化钇超微粉的工艺及透明氧化钇陶瓷的制备工艺·以Y(NO3)3和NH3·H2O为原料,采用沉淀法制备出化学组成为Y2(OH)5(NO3)·nH2O的先驱沉淀物·发现在Y(NO3)3溶液中添加少量(NH4)2SO4,可以使先驱沉淀物由规则颗粒变为雪花状,并能减轻煅烧得到的氧化钇粉体的团聚·先驱沉淀物在1100℃下煅烧4h,得到了平均粒径为50nm的氧化钇粉体·该粉体经单向压制成型后,在1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷·

碳酸盐沉淀法制备Y_2O_3纳米粉及透明陶瓷

以Y(NO3)3和NH4HCO3为原料,采用正向滴定法,得到了化学组成为Y2(CO3)3.2H2O的先驱沉淀物。结果发现:时效可使沉淀物的颗粒尺寸和形状发生明显变化,时效48 h后,先驱沉淀物形状由球形变为针状;先驱物经水洗乙醇清洗丙酮清洗可提高Y2O3粉体的活性;针状先驱物在1 100℃下煅烧4 h能得到团聚轻的Y2O3粉体,粉体平均粒径约为80 nm;所得粉体在1 700℃真空烧结4 h后,获得了透明Y2O3陶瓷。

烧结助剂Y_2O_3和Pr_6O_(11)对Al_2O_3陶瓷相对密度和热导率的影响

采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明：两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。

MgO和烧结温度对Al_2O_3透明陶瓷显微结构和性能的影响

采用高纯Al2O3粉末为原料,在氢气气氛中烧结了氧化铝透明陶瓷。研究了添加剂MgO和烧结温度对Al2O3透明陶瓷致密化过程、显微结构和性能的影响。实验结果表明,适量掺杂MgO能够抑制晶粒生长,改善烧结性能,提高致密度,0.05%(质量分数)是MgO最佳含量;随着烧结温度的升高,晶粒发育完全,透光率增加,1850℃为最佳烧结温度;在最佳条件下获得的氧化铝透明陶瓷,相对密度为99.72%,平均晶粒尺寸约20μm,总透光率达到93%,显微硬度(HV5)为20.75GPa,抗弯强度达到320MPa。

Yb^3＋,Ho^3＋共掺氧化钇透明陶瓷的制备及其性能

研究了共沉淀法制备Yb/Ho∶Y2O3纳米粉末及其透明陶瓷的烧结工艺,采用Y(NO3)3、Yb(NO3)3和Ho(NO3)3的混合溶液为母盐溶液,以氨水为沉淀剂,在不同pH值下,用共沉淀法制备得到了碱式硝酸盐前驱体沉淀。1100℃煅烧2h得到Yb/Ho∶Y2O3纳米粉末。采用0.5wt%的TEOS(正硅酸四乙酯)为添加剂,1700～1850℃真空烧结15～25h后,得到了Yb/Ho∶Y2O3透明陶瓷。

Y_(1.34)Gd_(0．60)Eu_(0.06)O_3透明陶瓷材料的制备与发光性能

采用复合沉淀法制备了具有良好烧结活性的纳米级Y_(1.34)Gd_(0．60)Eu_(0.06)O_3粉体．经 850℃／2h煅烧后,得到晶粒尺寸为30-40nm,且基本无团聚的Y1．34Gd0．60Eu0．06O3发光粉体,粉体比表面积为23m2／g．该粉体经过适当的干压和等静压成型后,于1800℃以上温度烧结6h,可以获得Y1．34Gd0．60Eu0．06O3透明陶瓷．获得的透明陶瓷材料在波长250nm的紫外光激发下发射出较强的红光,发射主峰位于610nm,对应于掺杂Eu3+的5D0-7F2跃迁．

Ti:Al_2O_3透明多晶陶瓷光谱特性分析

采用传统无压烧结工艺制备出透明性良好的掺Ti氧化铝陶瓷;测定了该陶瓷的吸收光谱、荧光光谱和激发光谱。结果表明,掺Ti氧化铝透明陶瓷样品在Mg与Ti掺入离子的摩尔比(NMg/NTi)较小时,表现出Ti3+离子的490nm特征吸收峰,即2T2→2E跃迁产生的宽带吸收;NMg/NTi较大时,陶瓷样品吸收光谱中不存在Ti3+离子吸收,其250nm处吸收为O2-→Ti4+的转移吸收。掺Ti氧化铝透明陶瓷样品Ti3+离子的发射谱线与单晶的相吻合,同时Ti3+在氧化铝陶瓷中分布很均匀,且Ti3+浓度较高时仍处于未畸变的八面体格位当中。氢气氛下烧结的陶瓷样品因MgO添加剂的存在而在410nm处产生Ti4+离子荧光发射;而280nm、420nm左右的荧光发射分别是由F+和F心造成的。

共沉淀法合成Yb^3＋：Y2O3 纳米粉及透明陶瓷的性能

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Yb3+,采用共沉淀法制备出性能良好的Yb3+∶Y2O3纳米粉,将粉体在1700℃和真空度为1×10-3Pa下烧结5h得到Yb3+∶Y2O3透明陶瓷。用XRD、TEM、UV-Vis、FL分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明:Yb3+完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Yb3+∶Y2O3粉体大小均匀,近似球形,尺寸约40￣60nm。Yb3+∶Y2O3透明陶瓷相对密度为99.7%,在波长600￣800nm范围内其透光率达到80%。Yb3+∶Y2O3透明陶瓷在950nm处吸收线宽达到26nm,在1031nm和1076nm处的发射线宽分别为13nm和17nm。

Y3+-La3+共掺对MgAl2O4透明玻璃陶瓷结构及光学性能的影响

MgAl2O4透明陶瓷具有从紫外到远红外高透过率的优点,可以运用到很多领域,但透明陶瓷的制备温度极高,对设备要求高,工艺可控性差,玻璃陶瓷制备则可以克服这些缺点。采用熔融析晶法制备MgAl2O4透明玻璃陶瓷,并在玻璃体系MgO-Al2O3-SiO2(MAS)中掺入Y2O3,La2O3及两者的混合物,研究了Y2O3,La2O3和两者的共同掺杂对样品结构、形貌及光学性能的影响。采用XRD,SEM,EDS,红外光谱和固体紫外透过率等检测手段对样品进行了表征。研究结果表明,Y2O3可以抑制石英相的生成,La2O3有助于晶粒的均化,Y2O3掺杂摩尔分数为0.5%时尖晶石的相对质量分数为40.3%,La2O3掺杂摩尔分数为0.2%时尖晶石的相对质量分数为39.5%,同时掺入摩尔分数0.5%Y2O3和0.5%La2O3时尖晶石的相对质量分数为40.2%,400~2 000 nm波长范围内的紫外透过率大于80%,样品晶粒更均匀。

高能球磨法制备La_(0.2)Y_(1.8)O_3纳米粉体及透明陶瓷

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的La3+,采用高能球磨法制备出性能良好的La0.2Y1.8O3纳米粉。对不同球磨时间后的粉体进行了X射线衍射、透射电镜和比表面积等分析。结果表明:La3+完全固溶于Y2O3的立方晶格中,La0.2Y1.8O3粉体大小均匀,近似球形,且随着球磨时间延长,其颗粒逐渐变小,晶格畸变增加;900℃煅烧2h的粉末尺寸约40～60nm左右。1650℃真空烧结3h后,得到了La0.2Y1.8O3透明陶瓷。

机械振动对燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(3Y)自增韧复合陶瓷的影响

基于燃烧合成制备Al2O3/ZrO2(3Y)自增韧复合陶瓷,研究了机械振动工艺对陶瓷显微结构与力学性能的影响。经研究发现,施以机械振动并相应提高振频,可通过引入惯性力,提高陶瓷熔体实际温度,促进陶瓷致密;并且,施以机械振动并相应提高振频,不仅因增大陶瓷熔体过冷度与凝固速率、细化棒晶组织并降低棒晶内纳微米纤维尺寸,使陶瓷得以强化,而且又可通过细化棒晶组织并增大其长径比,增强棒晶裂纹桥接与拔出效应,使材料韧性又得以提升。

透明Al_2O_3陶瓷中发光性能的研究

采用传统陶瓷工艺制备了不同MgO添加量的Al2O3透明多晶陶瓷;研究了Al2O3透明陶瓷的光谱性能,发现在410和294nm处有明显的发射峰。通过对其激发和吸收光谱的研究,表明它们分别是由F+和F色心造成的。进一步的分析显示,这些色心是由于陶瓷中加入的添加剂MgO产生的氧空位所致。

Al_2O_3透明陶瓷烧结动力学分析研究

研究了氢气氛、真空烧结条件下制备的氧化铝透明陶瓷的烧结致密化过程及烧结动力学。结果表明:由Johnson烧结模型计算得到材料在不同烧结条件下的烧结激活能,真空快速烧结下的烧结激活能和晶粒生长激活能显著低于氢气氛条件下的激活能值,且在致密化同时晶粒不断长大,扩散控制机制均为晶界扩散。真空快速烧结条件更有利于材料的烧结致密化,在较低温度短时间烧结得到高致密度材料。

Al_2O_3透明陶瓷的显微组织和性能

采用高纯Al2O3粉末(>99.99%)为原料,1850℃氢气气氛中烧结了氧化铝透明陶瓷。研究了添加剂MgO、预烧温度、保温时间对Al2O3透明陶瓷显微结构和光学性能的影响。实验结果表明,掺杂MgO含量为0.05wt%时能够抑制晶粒生长,改善烧结性能,但添加剂含量较多,透光率下降;随着预烧温度从700℃到1150℃,样品透光率增加,1150℃预烧的氧化铝在同样烧成温度下具有好的透光性;保温时间4h,晶粒充分长大,晶界清晰,大于8h,晶粒产生异常生长。

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。