摻釹釔鋁石榴石透明激光陶瓷的制備及其顯微結構

釔鋁石榴石(yag)透明陶瓷是制造大功率、發(fā)光效率高的小型激光器的良好材料．而制備摻鐿釔鋁石榴石(yb:yag)透明陶瓷的關鍵在于制備出粒度均勻、化學純度高、分散性好的yag超細粉體．本文以y2o3、yb2o3、al2(no3)3·9h2o為原料,以yb:y:al=0．06:2．94:5的配比摻雜2％的yb取代y,配成硝酸鹽溶液,用nh4hco3作為沉淀劑,用碳酸鹽共沉淀法制備yb:yag前驅超細粉體,并用tg-dta、xrd、ir、sem等測試方法對其粉體結構和形貌進行分析．結果表明:在1100℃煅燒過程中,失重約為41％,所得到的yb:yag粉體結晶好,燒結性高、純度較好、形狀規(guī)則,粒徑均勻,均在200-300nm之間．

釔鋁石榴石(yag)激光透明陶瓷由于具有單晶、玻璃激光材料無可比擬的優(yōu)勢而成為研究熱點,并得到迅速發(fā)展,高性能的稀土元素摻雜yag透明激光陶瓷被相繼報導。本文綜述了近年來國內(nèi)外關于yag激光透明陶瓷的最新研究成果,主要包括yag微細粉體合成、燒結添加劑及多晶yag透明陶瓷的致密化燒結技術,并對比了yag透明陶瓷相對于yag單晶的優(yōu)勢,最后對yag激光陶瓷的應用進行了展望。

本試驗以硝酸釔、硝酸鋁和硝酸釹為原料,碳酸氫銨為沉淀劑,聚乙二醇(peg400)及硫酸銨為分散劑,采用共沉淀方法制備了nd:y3al5o12(nd:yag),研究了分散劑的種類及鹽溶液初始溶度對粉體性能的影響。并采用x射線衍射儀、掃描電鏡等對yag粉體進行了表征分析。實驗結果表明,合成的yag粉體均為立方晶系石榴石型結構。當以peg為分散劑時,所得粉體顆粒度小、分散均勻、粒徑在50nm左右,且隨著鹽溶液初始濃度的增加,yag顆粒粒徑減小。

首先簡單介紹了國際上目前在閃爍透明陶瓷研究領域所涉及的材料體系、發(fā)展水平及存在的主要問題,然后重點介紹中國科學院上海硅酸鹽研究所近年來在稀土鈰離子摻雜镥鋁石榴石(luag:cze)透明閃爍陶瓷的制備、微觀結構和光學性能等方面的研究結果。采用高溫固相反應和共沉淀方法通過真空燒結工藝可制備透過率達77%的luag:ce透明陶瓷。材料顯微結構均勻,平均晶粒尺寸為10μm。在γ射線激發(fā)下、在國際上首次成功實現(xiàn)了閃爍輸出,光產(chǎn)額為4818光子/mev,為同樣條件下測定的luag:ce單晶的45%,鍺酸鉍(bismuthgermanate,bgo)單晶的60%。最后,指出具有各向同性的立方材料體系、高質量粉體原料的制備以及降低光學散射損耗的有效方法是研制高質量光學透明陶瓷材料的關鍵因素。

以gd2o3、yb2o3和ga2o3為初始原料,碳酸氫銨為沉淀劑,硫酸銨為分散劑,采用均相共沉淀方法制備了yb3+:gd3ga5o12(yb:ggg)。用差熱-熱重分析儀、x射線衍射儀、紅外光譜分析儀、掃描電鏡、透射電鏡等測試方法對yb:ggg粉體進行了表征。結果表明:前驅體經(jīng)過900℃煅燒8h后已完全轉變成純立方相ggg多晶樣品,所得的粉體分散性好,團聚輕,顆粒尺寸在50～100nm之間。本文亦對均相共沉淀法合成yb:ggg的反應過程進行了探討。

采用傳統(tǒng)熔體冷卻法制備了45sio2-25al2o3-15caf2-5na2o-10naf-1nd2o3體系玻璃,并通過優(yōu)化熱處理工藝獲得了透明氟氧化物微晶玻璃。采用析晶動力學分析了45sio2-25al2o3-15caf2-5na2o-10naf-1nd2o3體系玻璃的析晶機制,并通過dsc、xrd和sem等方法研究了熱處理制度與玻璃析晶行為和顯微結構的關系。研究表明,該體系玻璃的析晶過程主要受擴散控制,其主晶相為caf2,析晶活化能為325.51kj/mol,晶粒尺寸隨晶化溫度升高逐漸長大,晶粒數(shù)量隨保溫時間延長逐漸增多。通過優(yōu)化熱處理制度,獲得了晶粒尺寸約為40nm,晶相含量約為30%的透明微晶玻璃。

采用溶膠-凝膠法制備了yb3+摻雜濃度為5.0at%的yb:yag超細粉體。利用真空熱壓和熱等靜壓相結合工藝制備了尺寸為10mm×2mm的yb:yag透明陶瓷。采用x射線衍射(x-raydiffraction,xrd)儀、掃描電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope,sem)和紫外/可見/近紅外分光光度計對粉料的物相、透明陶瓷的顯微結構和透過率進行了表征。xrd結果表明,前驅體經(jīng)1000℃鍛燒2h后轉變?yōu)榧儁ag相,根據(jù)scherrer公式計算出晶粒尺寸為38nm。斷口sem結果表明,陶瓷的平均晶粒尺寸為10μm。樣品1100nm的透過率為81%,主吸收峰位于938nm。

由透明陶瓷微珠制造的反光材料比用玻璃微球制造的反光材料有更高的耐磨性、更長的反光使用壽命，更好的反光性能，是有待開發(fā)的新型優(yōu)質反光材料。

綜述了釔鐵石榴石型磁光材料的研究進展,以及通過離子摻雜提高單晶和薄膜材料的比法拉第旋轉角、改善材料溫度穩(wěn)定性以及近年來受到重視并有望在磁光器件中得到廣泛應用的低成本釔鐵石榴石納米晶/有機分散介質復合薄膜材料的研究進展與存在的問題,概述了目前實際使用中的磁光法拉第轉子材料的應用情況,并展望了高性能磁光材料的發(fā)展。

以岫巖玉廢料為主要原料,輔以其他化工原料,采用熔融-澆注-微晶化工藝,制備mgo-al2o3-sio2系透明玻璃陶瓷.采用dsc分析熱處理制度的主要溫度點,通過xrd分析析出晶體的晶相,利用sem觀察透明玻璃陶瓷的晶體形貌.用快速升溫和控制升溫2種熱處理方法,研究不同熱處理制度對晶體形貌的影響.確定控制升溫是最佳的熱處理方法.分析表明,原料中引入氟硅酸鈉和氟化鉛很好地起到晶核劑的作用,析出晶相為單一的氟金云母.

透明陶瓷的制備與用途 摘要 一般陶瓷是不透明的，但是光學陶瓷像玻璃一樣透明，故稱透明陶瓷。目前 制備透明陶瓷的方法主要有：透明32oal陶瓷制備；無水乙醇注漿成型制備yag 透明陶瓷；32oy透明陶瓷等。主要的制備過程與傳統(tǒng)陶瓷基本一致，大體上也 要經(jīng)過原料選擇，成型，干燥，燒成等步奏。 透明陶瓷的透光性好，機械強度和硬度都很高，能耐受很高的溫度，即使在 一千度的高溫下也不會軟化、變形、析晶。電絕緣性能、化學穩(wěn)定性都很高。決 定了它的用途將比傳統(tǒng)陶瓷更廣泛，更先進。目前主要用于生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)和軍事 上用于防止強光損傷眼睛的護目鏡；透光的燈罩；紅外測試儀的外殼；alon還 可以用于防彈材料，超市條碼掃描器窗口等方面；我國研制的激光透明陶瓷也廣 泛用于軍事中。未來透明陶瓷必將在日用生活中發(fā)揮更廣泛的作用。 關鍵詞 透明陶瓷；燒結；制備；用途；未來 引言 一般陶瓷是

1 透明陶瓷的制備與用途 摘要 一般陶瓷是不透明的，但是光學陶瓷像玻璃一樣透明，故稱透明陶瓷。目前 制備透明陶瓷的方法主要有：透明32oal陶瓷制備；無水乙醇注漿成型制備yag 透明陶瓷；32oy透明陶瓷等。主要的制備過程與傳統(tǒng)陶瓷基本一致，大體上也 要經(jīng)過原料選擇，成型，干燥，燒成等步奏。 透明陶瓷的透光性好，機械強度和硬度都很高，能耐受很高的溫度，即使在 一千度的高溫下也不會軟化、變形、析晶。電絕緣性能、化學穩(wěn)定性都很高。決 定了它的用途將比傳統(tǒng)陶瓷更廣泛，更先進。目前主要用于生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)和軍事 上用于防止強光損傷眼睛的護目鏡；透光的燈罩；紅外測試儀的外殼；alon還 可以用于防彈材料，超市條碼掃描器窗口等方面；我國研制的激光透明陶瓷也廣 泛用于軍事中。未來透明陶瓷必將在日用生活中發(fā)揮更廣泛的作用。 關鍵詞 透明陶瓷；燒結；制備；用途；未來 引言 一般

采用射頻磁控反應濺射法在不同工藝下制備微米級厚度的氮化硅薄膜,并利用橢圓偏振儀、分光光度計、x射線衍射儀、電子探針顯微分析儀以及紅外光譜儀對薄膜的光學性能、微觀結構及化學成分進行了表征。測試結果表明,當n2和ar的流量為1∶1時所制備樣品為非晶態(tài)結構的高折射率富氮氮化硅薄膜;低溫熱處理對薄膜折射率有一定的改善作用;透過率隨濺射氣壓的增加而升高、隨功率的增大而降低;n-si鍵的強度隨濺射氣壓的升高而降低。

透明玻璃陶瓷是由納米晶與氧化物玻璃相組成的復合材料,當摻雜的發(fā)光中心(稀土或過渡族金屬離子)進入納米晶相時,該材料綜合了納米晶相優(yōu)越的光學特性和氧化物玻璃基體良好的力學性能與化學穩(wěn)定性,在光通訊、光顯示、光伏電池等領域具有重要應用前景。主要介紹透明玻璃陶瓷材料制備技術、結構與性能等方面的研究進展,以及相關材料的應用前景;簡要介紹我們在這領域開展的一些工作和進展。

目的:研究黃芩石榴皮面霜的處方及其制備工藝.方法:以基質的外觀、稠度與涂布性、物理穩(wěn)定性、ph值為考察指標,篩選基質的油相組成、乳化劑的用量,并對乳化溫度、乳化時間等工藝參數(shù)進行優(yōu)化.結果:確定的處方組成和工藝為:黃芩提取物1.5％、石榴皮總多酚部位2％、白凡士林8％、硬脂酸2％、十六醇4％、十八醇4％、甘油6％、丙二醇6％、十二烷基硫酸鈉1％、單硬脂酸甘油酯2％、依地酸二鈉0.1％、羥苯乙酯0.1％、加純凈水至100％;乳化溫度為80℃、乳化時間為15min.制備的產(chǎn)品均勻、細膩、稠度適中、易涂布、物理穩(wěn)定性好.結論:該工藝操作簡單、可行性高,產(chǎn)品質量穩(wěn)定,拓寬了純天然中藥用于皮膚護理的應用前景,適用于該產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)推廣.

鎂鋁尖晶石透明陶瓷——性能優(yōu)異的頭罩和窗口材料

以硼泥為主要原料對制備玻璃陶瓷工藝進行研究,實驗中發(fā)現(xiàn)燒結溫度和燒結時間對析晶相的成分影響較小,但玻璃陶瓷的表面形貌影響較大;當燒結溫度高于析晶溫度時,對晶體尺寸影響更大;根據(jù)不同燒結溫度和燒結時間對玻璃陶瓷結構影響,找出適合的最佳燒結溫度和燒結時間,其值為781℃,時間為4h。

采用熔融晶化法制備nd3+摻雜cbs系透明玻璃陶瓷,組成(wt%)為:35%~40%sio2,10%~15%b2o3,30%~35%cao,8%~10%na2co3,8%~10%tio2,0.1%nd2o3,熱處理制度為580℃2h,800℃2h。所得透明玻璃陶瓷可見光透過率為68%。觀測到三個nd3+的特征發(fā)射譜帶,發(fā)光中心位于875nm,1057nm和1330nm處,分別對應于4f3/2→4i9/2、4f3/2→4i11/2和4f3/2→4i13/2能級躍遷,其中1057nm附近有較高的熒光強度,這表明玻璃陶瓷是比前驅體玻璃更好的摻雜基質,nd3+摻雜cbs透明玻璃陶瓷有望成為較好的激光材料。

摻釹離子的稀土倍半氧化物y2o3陶瓷由于其具有良好的光學性能、高的熱導率(13.6w/mk)、好的化學和機械性能引起了人們的廣泛關注。但是y2o3熔融溫度高達2430℃,且在2280℃時,y2o3會發(fā)生立方相向六方相的多晶相變,因此采用傳統(tǒng)

本文使用礦物的紅外光譜圖,對西華山花崗巖中石榴石進行了單種定名。主要根據(jù)是其紅外譜帶頻率位置,譜帶數(shù)目,帶寬及相對強度,并結合礦物的x射線分析、化學成分、物理性質等進行討論。且分析了譜帶的歸屬,均獲得較好的效果。

德國ceramtec-etecgmbh公司最新研制成功了一種比普通鋼裝甲減輕質量80%的perlucor透明陶瓷。該陶瓷具有如下特性：與藍寶石相比成本降低70%,透明度〉80%;與標準抗彈玻璃相比質量減輕30%以上,密度〉3.57g/cm^3,硬度〉14gpa,彎曲強度為150mpa。通過改變原子結構獲得抗彈性能的提高,即從玻璃態(tài)→單晶→perlucor。

實習4綠片巖+石榴石云母片巖