溶胶凝胶法制备Pt/WO3氢气敏感材料的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米级WO₃,掺杂不同含量的氯铂酸并混合搅拌均匀,再进行热处理,将所得粉体均匀涂覆在光纤光栅周围,制备出具有氢敏特性的光纤光栅传感器.实验中,通过改变氯铂酸掺杂量和热处理温度并进行XRD物相分析得:随着Pt:W的降低以及热处理温度的升高,WO₃的结晶度不断提高;通入不同浓度的氢气对传感器进行氢敏性能测试发现,经过300℃热处理,Pt:W为1:9时,对4%浓度的氢气能达到15 s的响应速度,最高有140 pm的中心波长变化,多次重复通氢气,重复性良好;当热处理温度达到500℃时,材料对氢气已经不敏感.     

不同银含量的Pd-Ag复合膜微结构光栅光纤 氢气传感特性

研究了不同钯银合金原子比例复合膜对微结构光纤光栅氢气传感特性的影响.使用飞秒激光在布拉格光栅光纤包层加工螺旋微结构,将磁控溅射方法制备的不同钯银原子比例的合金膜镀在螺旋微结构表面,研制优化钯银合金比例的新型微结构布拉格光栅光纤氢气传感器.采用扫描电子显微镜和能谱仪对Pd-Ag薄膜进行表征和分析,对三种不同钯银原子含量(Pd∶Ag=2∶1,4∶1,6∶1)的微结构布拉格光栅光纤探头进行氢气传感测试.在室温条件下,钯银原子比例为4∶1的微结构探头具有最佳的氢气传感性能,钯银原子比例为2∶1的微结构探头响应速度最快,但是灵敏度最低.在4%氢气浓度下,螺旋微结构传感器的漂移量达到107pm,对比同类型布拉格光栅光纤氢气传感器,具有更高的灵敏度和更快响应速度.     

基于WO3- Pd复合膜的D型光纤光栅氢气传感器

采用磁控溅射方法在侧边抛磨的光纤光栅（D型光纤光栅）上溅射40 nm WO3-Pd复合薄膜,制作了D型光纤光栅氢气传感器.40 nm WO3-Pd复合薄膜是由5 nm的WO3、5 nm的WO3/Pd混合膜和30 nm的Pd 薄膜组成.实验中,首先采用射频溅射技术向D型光纤光栅溅射5 nm WO3薄膜,再利用共溅射技术溅射5 nm WO3/Pd混合膜,最后用直流溅射技术溅射30 nm的Pd薄膜.SEM结果显示在多次通氢气后WO3-Pd薄膜仍然具有较好的表面形貌,这说明WO3-Pd复合薄膜具有较好的机械性能.实验结果表明:该氢气传感器具有较好的重复性,同镀有同样氢气敏感膜的普通FBG相比,D型光纤光栅的灵敏度提高了200%|在氢气体积浓度为6%时,D型光纤光栅传感器的波长变化为15pm.     

大范围光纤布拉格光栅温度传感器增敏实验研究

简要分析了光纤布拉格光栅的温度响应及增敏原理,采用特殊耐高温有机聚合物对光纤光栅进行温度增敏封装,并通过改进光纤光栅的聚合物封装固化工艺,使用某种有机硅导热胶减小有机聚合物与套管材料的粘合度,消除了封装过程中由于聚合物材料不均匀收缩引起的光纤光栅反射谱啁啾化,实现20～180℃范围内光纤光栅传感器对温度高灵敏度测量。实验结果表明．聚合物封装光纤光栅传感器温度响应灵敏度在20～130℃为0．05nm／℃,在130～180℃达到了0．22nm／℃,并在两个区域保持较好的线性与重复性。此结构传感器封装工艺简单,易于实现,可用于高温恶劣环境下的温度单参量测量。     

探测氢气泄漏的布拉格光栅型传感器

介绍了布拉格光栅型氢传感器的工作原理,开发出一种新型的由布拉格光栅和溅射钯膜组成的氢气敏光纤传感器。分析了此传感器的应力传递过程,建立了最大波长漂移量与氢浓度关系的数学模型。通过试验研究了光栅的氢响应特性,理论模型预测的最大波长漂移量与试验结果十分吻合。     

光纤布拉格光栅再生过程及模型研究

分别采用800 nm飞秒激光、244 nm氩离子激光,基于相位掩模板法在载氢和非载氢光纤上制备了飞秒载氢、非载氢布拉格光栅及紫外载氢光纤布拉格光栅。对制作的3种光栅进行高温热处理实验,均观察到光栅再生现象。对比了不同热处理温度下的光栅再生时间,建立了光栅再生过程模型以及处理温度-再生时间模型,并定义了光栅再生处理温度阈值。实验和模型研究表明,刻写的飞秒非载氢光栅、飞秒载氢光栅及紫外载氢光栅的再生处理温度阈值分别为888℃、780℃和770℃。载氢再生光栅在高温下有衰退现象,飞秒非载氢再生光栅具有良好的温度稳定性。     

一种新的光纤Bragg光栅氢气传感器制作方法

为了实现高温高湿环境下氢气浓度稳定准确的检测,提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)氢气传感器制作方法。首先,在FBG表面自聚合组装聚多巴胺涂层,并将组装成的涂层用于吸附氯化钯溶液中的钯离子、形成钯核,以增强钯核在光纤表面的黏附强度。其次,利用还原剂为钯离子提供还原位点,将钯核生长为致密的钯膜。再次,在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水薄膜,以增强光纤在高湿环境下运行的稳定性。最后,引入温度补偿单元,消除温度对氢浓度测量产生的影响。实验研究了聚多巴胺厚度、还原剂种类、钯膜厚度和温湿度对传感器氢敏响应特性的影响。研究发现,在温度为30～70℃、相对湿度为20%～90%的范围内,传感器能稳定准确地响应氢气浓度的变化,灵敏度达10.80 pm/%、相对误差小于7.2%。     

基于异丙醇填充和游标效应增敏的氢气传感器

采用高热光系数的异丙醇和平行连接结构,使基于Pt-WO_3敏感膜的法布里-珀罗氢气干涉仪灵敏度得到了大幅度提升。传感器的异丙醇腔由孔径126μm空心光纤和端面镀有银膜的单模光纤组成,结构紧凑且稳定。氢敏测试结果表明:干涉仪在0～2%(vol%)氢气浓度范围内的灵敏度为1.746 4 nm/%,响应速度快,重复使用性好。将两个具有微小腔长差的干涉仪通过2×2的耦合器平行连接,利用光学游标效应实现灵敏度放大,组合后的传感器达到了15.729 3 nm/%的高氢气灵敏度,并且两个干涉仪本身可以达到温度自补偿,大幅度降低了温度交叉敏感度。本文为制备灵敏度高、低成本、适用范围广的氢气传感器提供了一次有益的探索。     

基于WO3- Pd复合膜的D型光纤光栅氢气传感器

采用磁控溅射方法在侧边抛磨的光纤光栅(D型光纤光栅)上溅射40 nm WO3-Pd复合薄膜,制作了D型光纤光栅氢气传感器.40 nm WO3-Pd复合薄膜是由5 nm的WO3、5 nm的wO3/Pd混合膜和30 nm的Pd薄膜组成.实验中,首先采用射频溅射技术向D型光纤光栅溅射5 nmWO3薄膜,再利用共溅射技术溅射5...     

利用双周期光纤光栅实现应变和温度同时测量

提出了一种新颖双周期光纤光栅传感器。在同一段氢载光纤上先后写入长周期光纤光栅、短周期布拉格光纤光栅 ,利用长周期光栅和布拉格光栅对应变和温度敏感性的差异 ,可实现应变和温度的同时测量。实验中采用这种灵敏结构的双周期光栅 ,在 0～ 170 0 με和 2 0℃～ 12 0℃范围内 ,测量精度可达到± 16 με和± 0 8℃。     

非晶态WO3薄膜电致变色特性的研究

采用射频溅射三氧化钨粉末靶的技术，在不同的氧分压条件下沉积得到非晶态WO3电致变色薄膜，分析得知氧分压为1∶10的样品变色性能更好些.采用x射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)，伏安特性曲线和分光光度计分析所制备薄膜的特性.将薄膜在15mol/L的LiClO4的丙稀碳酸脂（PC）溶液进行电化学反应.发现氧分压在1∶10的情况下沉积得到的薄膜呈非晶态，薄膜有较多的孔隙，这有利于Li+的抽取，进而显示出很好的变色性能.x射线光电子能谱(XPS)成分分析表明WO3薄膜在原态中只有W和O两种原子电色反应后 关键词： 三氧化钨薄膜 非晶 射频溅射 电致变色     

Na2WO4∶Sb3+荧光粉的制备和发光性质

通过溶胶-凝胶法制备了纯相的Na₂WO₄∶Sb³⁺荧光粉,通过X射线衍射表征了其晶体结构, 使用紫外-可见分光光度计研究了样品的发光性质。结果表明,用250~320 nm范围的紫外光激发时, Na₂WO₄∶Sb³⁺荧光粉可在410~550 nm范围内给出较强的光发射。其最佳激发波长为280 nm, 最强发射峰在470 nm处。Na₂WO₄∶Sb³⁺荧光粉的最佳制备温度为800 ℃, Sb³⁺的最佳掺杂摩尔分数为0.01。对Na₂WO₄∶Sb³⁺荧光粉的发光机理也进行了初步探究。     

溶剂热-高温煅烧法制备纳米Gd2MoO6:Nd3+近红外发光材料

采用乙二醇-水的混合溶液作为溶剂,用溶剂热法制备了Gd2MoO6∶Nd3+的前驱体,然后对得到的样品在800℃下煅烧1 h。使用X射线衍射仪对样品的结构进行了表征,通过近红外和可见光区的发射光谱和激发光谱以及透射电子显微镜对样品的发光性质以及形貌进行了研究。探究了煅烧温度、Nd3+的掺杂浓度、pH值、乙二醇-水的配比对样品的近红外发光性能以及形貌的影响。实验结果表明,在乙二醇-水的配比为1∶1,Nd3+的掺杂摩尔分数为0.03,pH值为1.5,煅烧温度为800℃时,能得到分散性良好,并具有优良近红外发光性质的纳米粒子。     

乙醇与水协同修饰Bi_2WO_6纳米片形貌及改善其光致发光性

通过控制前驱体中乙醇与水的体积比,采用溶剂热法得到不同形貌的Bi2WO6纳米片,探讨了Bi2WO6形貌与光致发光性能之间的关系。Bi2WO6的结晶度、纳米片的棱长以及片层间距随醇水比增大而逐渐提高,当醇水比为1∶1时,Bi2WO6纳米片的棱长、片层间距和比表面积(BET)最大,表现出优异的光致发光性能;而在醇水比大于1∶1时,纳米片的棱长、片层间距和BET随之降低,光致发光性能继而减弱。以上表明醇水比为1∶1时,复配乙醇与水协同修饰Bi2WO6纳米片形貌的效果最佳,BET最大,从而促进其光致发光性能的改善。     

Nd∶KY(WO4)2和Nd∶KG(WO4)2晶体吸收光谱性能分析

通过研究分析钨酸盐晶体Nd∶KY(WO₄)₂和Nd∶KG(WO₄)₂在室温下的吸收光谱，发现这2种晶体具有作为激光晶体的优良特性。根据Judd-Ofelt理论和测试所得的吸收光谱及数据，用VC++编程计算出晶体的谱线强度、振子强度、吸收截面等，拟合得Nd³⁺离子的3个晶场调节参数Ω_λ(λ=2，4，6)的值，并从理论上计算了自发跃迁几率、能级寿命、荧光分支比和积分发射截面。从计算得出的荧光分支比β可以看出，Nd∶KY(WO₄)₂(β_1060nm=0.4380)和Nd∶KG(WO₄)₂(β_1060nm=0.4618)晶体荧光分支比都较大，计算了该晶体的X=Ω₄/Ω₆，并将其X值与其他晶体的X值加以比较，Nd∶KY(WO₄)₂和Nd∶KG(WO₄)₂均易于实现1.06μm激光输出，适合作为LD泵浦的钨酸盐晶体激光器。     

Yb^3＋：Y2O3超细粉体的低温燃烧法合成及发光性能

以稀土硝酸盐和尿素（摩尔分数为1∶3）为原料,采用低温燃烧法在点火温度为600℃,热处理温度为1 100℃,热处理时间为1 h条件下制备了Yb3＋∶Y2O3超细粉体。利用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光光谱仪（FS）对粉体进行了表征。研究了点火温度、燃料用量和热处理温度对粉体性能的影响。实验结果表明：所制备的Yb3＋∶Y2O3超细粉体的粒径为15～30 nm,颗粒分散性较好,无明显团聚,且粉体的发光性能良好,发射峰位于976,1 030和1 075 nm,适合于制备Yb3＋∶Y2O3透明陶瓷。     

含水量对Tb:SiO_2光谱特性的影响

采用sol-gel法制备了稀土Tb3+掺杂的SiO2发光干凝胶,对样品微观结构和发光性能进行了表征,研究了含水量对样品荧光强弱,磷光特性,发光衰减等的影响。结果表明:当溶液中正硅酸乙酯、无水乙醇、蒸馏水配比为1∶4∶4时,650℃退火样品的发光最强,当配比为1∶4∶5时,750℃退火样品的发光最强,当配比为1∶4∶6时,850℃退火样品的发光最强。随着含水量的增加,经750℃退火处理的样品,发光强度先减弱后增强之后又减弱。可见,含水量和退火温度同时影响着Tb3+的发光,对发光强度的影响形成了一个竞争机制。通过测试磷光,初步得知基质中含有缺陷空位,含水量对磷光强度影响趋势与荧光的趋势一致。此外,含水量对发光衰减时间也有明显的影响。     

低温燃烧合成法制备的氧化铝陶瓷粉体的发光特性

α-Al₂O₃∶C单晶具有优良的热释光特性,被用做热释光剂量计,但α-Al₂O₃∶C晶体剂量计的形状不易加工,生产成本高且碳在晶体中难以掺杂均匀。采用低温燃烧合成法以无水乙醇为溶剂,尿素为染料,硝酸铝为反应物制备少团簇、分散均匀的片状α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体。探讨不同点火温度和不同退火温度对其光致发光特性的影响,不同退火温度对热释光特性的影响以及热释光与辐射剂量(90Sr β)的关系。通过分析α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体的光致发光光谱得出：α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体的发射波长在395 nm附近,点火温度T≤800℃时,点火温度为500 ℃制备的α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体的光致发光强度最强;在相同点火温度T=500 ℃下,经不同温度退火制备α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体,点火温度为500 ℃制备的α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体经1 000 ℃退火后光致发光强度最强。通过分析α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体的热释光曲线得出：退火后的α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体在200 ℃左右的热释光峰值占主导,900 ℃退火的α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体在200 ℃附近的热释光峰值最强;通过峰高法对900 ℃高温退火处理后的α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体位于200 ℃左右的热释光峰做剂量响应曲线,可以看出,在1～50 Gy剂量范围内具有良好的热释光剂量线性响应关系,在50～200 Gy剂量范围内出现超线性响应关系。与α-Al₂O₃∶C晶体(1～10 Gy)和多孔Al₂O₃∶C薄膜(1～10 Gy)相比,α-Al₂O₃∶C陶瓷粉体的线性剂量响应范围明显扩大。此研究可为提高氧化铝陶瓷粉体的热释光性能提供思路。