共沉淀法制备Lu3 Al5 O12:Ce陶瓷发光粉体的研究

报道了用反滴定共沉淀法及低温煅烧前驱体的方法制备Ce3+摻杂的Lu3Al5O12石榴石陶瓷发光粉体的研究. 通过对实验中制备的Lu3Al5O12∶ Ce前驱体和煅烧粉体进行的X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的测试表征表明, 在1000 ℃烧结热处理2 h即可获得完全单一的立方相Lu3Al5O12∶ Ce粉体, 粉体的平均粒径～30 nm. 而随烧结温度的增加, 粒径有增大的趋势. 在1000 ℃空气氛热处理的Lu3Al5O12∶ 0.5%Ce发光粉体具有最强的荧光发射. 粉体经干压、等静压成型后, 在1800 ℃经流动的H2气氛常压烧结保温6 h可获得半透明Lu3Al5O12∶ 0.5%Ce陶瓷. X射线激发下的快分量衰减时间短至十几ns, 占发光成分中主要部分的慢分量为～100 ns.     

用于白光LED的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷制备

用共沉淀法制得的Y3Al5O12(YAG)∶Ce3+前驱体,混和H3BO3-SiO2-Al2O3-Na2CO3玻璃初始材料,经过1300℃3h煅烧,得到用于白光LED封装的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷。用差热分析(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等分析方法对产物进行表征。研究发现Al2O3和YAG∶Ce3+前驱体含量对YAG玻璃陶瓷激发和发射光谱强度有重要影响。结果表明,玻璃陶瓷中晶体为10μm左右的YAG,其激发和发射光谱与标准YAG荧光粉光谱一致。当Al2O3和YAG∶Ce3+前驱体含量分别为初始混合材料质量的11.5%和34.6%时,玻璃陶瓷荧光强度达到最大值。用本文制备的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷封装成白光LED,在350mA驱动电流下,色坐标为(0.2934,0.3094),相关色温为8020K,显色指数为75.2。     

绿色荧光体CaSe2O4:Ce3+的共沉淀合成与表征

以草酸为沉淀剂,用共沉淀法合成前驱体粉末,然后将前驱体粉末在5%H2+95%N2的还原气氛下煅烧,得到发光性能良好的CaSe2O4:Ce3+荧光粉.应用X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱(FS)、综合热分析(TC-DSC)和扫描电镜(SEM)等测试手段对前驱物及煅烧后的粉体进行表征.结果表明:烧结温度于800℃以上时,都町以得到正交结构的纯相CaSc2O4:Ce3+荧光体;其最大激发和发射波长分别在450和510 nm,与高温固相法所得产品的发射波长相同.荧光粉优化的合成条件为:Ce3+的最件掺杂浓度为1%(摩尔分数),最佳煅烧条件为1100℃煅烧6 h.最佳煅烧温度较传统的高温固相法(1600℃)低了约500℃,所得产品的发光强度接近高温固相法的产品.     

Gd_3Al_5O_(12)∶Eu~(3+)柠檬酸盐硝酸盐燃烧法合成及其发光性能研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法,在较低的温度(900℃)下成功地合成单一晶相Gd3Al5O12∶Eu3+发光粉体,紫外激发荧光光谱分析表明,粉体615 nm和593 nm荧光发射源于Eu3+的5D0-7F2和5D0-7F1跃迁.该方法中各工艺条件(如pH值、柠檬酸/金属离子比、煅烧温度)对Gd3Al5O12∶Eu3+发光性能均有影响,通过试验得出了获得最佳发光性能荧光粉体的工艺参数.     

碳酸盐共沉淀法合成Lu2O3∶Er3+纳米粉体及性能表征

分别以硫酸铵、聚丙烯酰胺和聚乙二醇为分散剂,采用碳酸盐共沉淀法合成了Er3+掺杂Lu2O3纳米粉体。应用FTIR、TG-DSC、XRD、SEM等测试方法研究了前驱沉淀物的热分解过程,以及不同类型分散剂对Lu2O3∶Er3+纳米粉体晶粒尺寸和分散性的影响。结果表明,以(NH4)2SO4和PAM为分散剂时,前驱体经1 000℃煅烧2 h所得粉体为粒径在50~70 nm之间的球形颗粒,粉体分散性较好。此外,探讨了在980 nm激光激发下Lu2O3∶Er3+粉体的上转换发光性能。     

Gd1.1Lu0.8Eu0.1O3透明陶瓷材料的制备和发光性能

以氨水和碳酸氢铵的混合溶液作为复合沉淀剂,硝酸钆、硝酸镥和硝酸铕为原料,利用共沉淀法获得了碱式稀土碳酸盐前躯体.利用该前躯体经过1000℃煅烧2 h,得到近球形、分散性良好、基本无团聚的Gd1.1Lu0.8Eu0.1O3纳米粉体,晶粒尺寸介于40～50 nm之间,粉体的比表面积为20 m2·g-1,该粉体具有良好的烧结活性.该粉体经干压和等静压成型,不添加任何添加剂和烧结助剂,于1750℃和真空气氛下烧结6 h,获得了相对密度为99.7%的Gd1.1Lu0.8Eu0.1O3透明陶瓷.该透明陶瓷样品在可见光区的最高透过率可达65%,在274 m的紫外光激发下发射出极强的红光,其发射主峰位于610 m,对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁.     

Nd:GSAG纳米粉体的合成、晶体结构及光谱

采用共沉淀法,以NH4OH为沉淀剂制备了1％(原子分数)Nd3+:Gd3 Se2 Al3 O12前驱体,并在不同的温度下对前驱体进行煅烧.用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)技术对前驱体及煅烧后粉体的结构、微观形貌进行了研究.结果表明,前驱体在1000℃下煅烧n获得纯GSAG多晶相粉体.用X射线衍射宽化法估算粉体的平均晶粒尺寸为25 nm.通过X射线粉末衍射,用Rietveld全谱拟合方法对晶体结构进行了精修,得到1000℃下煅烧所得Nd:GSAG粉体的晶胞参数为a=b=c=1.24164(5)nm,α=β=y=90°.在室温下,测定了激发波长为808m的发射谱和检测波长为942 nm的激发谱.另外,测定了 942和1064 nm处的荧光衰减曲线,并用单指数函数进行了拟合,得到对应的荧光寿命分别为0.529和0.512 ms.     

铈掺杂Y3Al5O12热障涂层陶瓷材料的制备与性能研究EI北大核心CSCD

采用高温固相反应合成法制备不同组分的铈掺杂Y3Al5O12热障涂层陶瓷材料，利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、维氏硬度仪和激光导热仪研究Ce掺杂量对陶瓷材料物相组成、微观形貌、硬度和热导率的影响规律。结果表明：当Ce掺杂量x为0.01和0.02时，(Y1-xCex)3Al5O12呈单一YAG相，(Y0.99Ce0.01)3Al5O12的硬度最大，约为18.93 GPa;(Y0.98Ce0.02)3Al5O12的热导率最低，1000℃时约为1.95W·m-1·K-1。随着Ce掺杂量的增加，材料中出现Ce O2第二相且Ce4+的占比增多，粉体颗粒尺寸增大，陶瓷晶粒尺寸减小，导致(Y1-xCex)3Al5O12陶瓷材料的硬度和热导率均有所下降。     

超细粉体制备Nd:Y2O3透明陶瓷

采用碳酸氢铵为沉淀剂合成了碱式碳酸钇沉淀前驱体,研究了的前躯体的煅烧工艺对氧化钇粉体性能及烧结氧化钇陶瓷组织、致密化行为以及透光率的影响。在1000℃煅烧6 h获得的超细粉体,经过在氢气介质中1750℃保温3 h烧结后,获得组织均匀,无残余气孔,透光率高的氧化钇陶瓷。     

缓冲溶液法制备氧化钐稳定氧化锆纳米粉体及其表征

以硝酸盐为前驱体、NH3·H2O-NH4HCO3为复合沉淀剂，采用缓冲溶液法制备了含4％～12％（摩尔分数）Sm2O3的ZrO2粉体。通过X射线衍射、透射电镜及比表面吸附法等对所得粉体的相结构、形貌和粒度进行了测定。所得粉体经冷等静压成形后，在1300～1500℃下烧结5h，得到烧结体。采用阿基米德法（水介质）测定了烧结体的密度，采用扫描电镜对烧结体的微结构进行了观测，并通过交流阻抗谱法测定了烧结体的电导率。实验结果表明：当Sm2O3掺杂量大于8％时，在600℃煅烧共沉淀物可得到具有立方结构的氧化钐稳定氧化锆（SSZ）粉体，其颗粒形状规则，粒径在10～20nm。随着Sm2O3掺杂量的增加和烧结温度的升高，烧结体的相对密度增加，1500℃烧结的掺杂12％Sm2O3的ZrO2（12SSZ）烧结体的相对密度为96．91％。在500～800℃的测量范围内，SSZ烧结体的电导率与温度成线性关系，12SSZ在800℃时的电导率可达0．043S·cm^-1，电导活化能为0．72eV。     

共沉淀法制备YAG粉体影响因素研究

采用共沉淀法制备出性能良好的YAG(Y3A12(A1O4)3)纳米粉,对前驱体及不同温度下煅烧后的粉体进行差热、红外光谱、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析。结果表明:YAG粉体大小均匀,近似球形,且随着煅烧温度的升高,其颗粒逐渐变大,当温度达到1000℃时粉体全部为纯YAG立方相。随着母盐溶液(Y(NO3)3+Al(NO3)3)浓度的降低颗粒逐渐减少,并且粉体中YAM(Y4A12O9),Y2O3等相转化为纯YAG立方相。     

氮化镓发光二级管蓝光转换材料的合成和发光性质

合成了Ce3＋掺杂的稀土石榴石结构复合氧化物体系(Y1-xGdx)3Al5O12、(Y1-xLux)3Al5O12、(Y1-xLax)3Al5O12、(Y1-xYbx)3Al5O12和(Y1-xTbx)3Al5O12.重点研究了(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3＋和(Y1-xLux)3Al5O12:Ce3＋两个体系的晶体结构和发光性质.这些体系都具有立方石榴石结构.(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3＋体系随Gd取代Y,晶胞参数略有增加.荧光光谱的发射波长随Gd浓度增加发生红移,当x=0.5时发射波长达到最大值（560 nm）,并不再随Gd含量增加而变化. (Y1-xLux)3Al5O12:Ce3＋的晶胞参数随 Lu取代Y而减小,但均保持了立方石榴石结构.荧光光谱的发射波长随Lu3＋的增加向短波方向移动,Lu3Al5O12:Ce3＋的发射波长的峰值为520 nm,体系的蓝移量是20 nm.利用分离发光中心的位形坐标模型对波长的移动作了定性解释.这两个体系的发射波长的可调节特性,对改善与氮化镓发光二极管(LED)匹配的蓝光转换材料的色坐标、色温等显色性质具有重要意义.     

Ti∶Al2O3纳米粉体的共沉淀法合成及表征

本文采用共沉淀法合成了Ti∶Al2O3纳米粉体。利用热重/差热(TG/DTA)/X射线衍射(XRD)/红外光谱(FTIR)/扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)等分析方法对合成的Ti∶Al2O3纳米粉体进行了表征。结果分析表明:前驱体在1200℃下,保温1 h可以得到纯的α-Al2O3晶相;粉体的粒径均匀、分散性好,平均粒径在25~50 nm之间。     

氨水共沉淀法制备Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体

以Y2O3粗粉、Nd2O3、硝酸和氨水为原料,通过共沉淀法制备了Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体,利用热重/差热分析（TG/DTA）、红外光谱（FTIR）、粉末X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及能谱分析（EDS）等方法对合成的Nd∶Y2O3纳米粉体进行了表征。结果表明,在前驱物中添加适量SO4^2-离子能减轻煅烧得到的Nd∶Y2O3纳米粉体粒子的团聚,使Nd∶Y2O3纳米粒子的粒度均匀并呈球形分布。在600～1000℃煅烧3 h所得粉体粒子的粒径在20～40 nm之间,具有较好的分散性。     

喷雾-胶凝法制备超细莫来石粉末

以水玻璃和硝酸铝为原料 ,通过喷雾 -胶凝法和共沸蒸馏技术制备莫来石前驱粉体 ,然后煅烧得到超细莫来石粉末 .用TG -DTA、XRD、TEM及BET研究了莫来石前驱粉体在煅烧过程中的热学性质、物相与比表面变化及颗粒大小与形貌变化 ,并对所制得的莫来石粉进行了表征 .结果表明 ,莫来石前驱粉体经 130 0℃煅烧 1h可制得粒径为 2 5nm～ 4 0nm ,比表面积为 4 2 5m2 /g的莫来石超细粉 ;煅烧过程中的物相变化次序为 :勃姆石 +非晶态SiO2 →非晶态Al2 O3 +非晶态SiO2 →γ -Al2 O3 +非晶态SiO2 → 3Al2 O3 ·2SiO2 .     

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。     

发光材料用纳米Al2O3的研究

研究了异丙醇铝在不同的溶剂相中进行水解反应制备纳米Al2O3的前驱体AlOOH，以聚乙烯醇作为模板剂和热处理条件下，前驱体转相为纳米Al2O3，并自组装成球形纳米Al2O3聚集体，TEM和SEM观察结果表明，纳米Al2O3粒径为20nm左右，球形聚集体从100nm至3um。     

Er3+, Yb3+:Y2O3激光陶瓷粉体制备与性能研究

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,控制溶液的pH值为3-4左右,采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备出Er,Yb∶Y2O3倍半氧化物激光陶瓷前驱粉体。对所得到的粉体进行XRD测试,结果表明最佳煅烧温度为1000℃,并且晶化完全。经过差热-热重分析表明,粉体在1000℃煅烧后不再失重。荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1530 nm处,是Er^3＋的4^I13/2-4^I15/2谱相导致的荧光发射。     

Lu2O3和Lu2O3:Eu3+单分散球形粉体合成及其荧光性能研究

以Lu(NO3)3和尿素为原料,采用均相沉淀法合成镥盐前驱体,研究Lu3+浓度、尿素/Lu3+摩尔比R对前驱体形貌的影响。结果表明,在反应温度为95℃时,低Lu3+浓度有利于单分散球形粉体的合成,并且适当的调整R值可将单分散球形颗粒尺寸控制在180～270 nm之间。在此基础之上,研究Eu3+掺杂Lu2O3单分散球形荧光粉体的合成,探讨了Eu3+的掺杂量(1%,3%,5%,7%,9%(原子分数))及煅烧温度(600～1200℃)对颗粒形貌及其荧光性能的影响。结果表明,Eu3+的掺杂使所得(Lu,Eu)盐前驱体颗粒尺寸远小于单纯的Lu盐前驱体,且Eu含量对荧光粉的荧光强度有着显著的影响,荧光淬灭浓度为5%。在考察的煅烧温度范围内,荧光粉的荧光强度随煅烧温度的提升而增强。     

Gd_(3(1-x))Al_5O_(12)∶RE_(3X)分立材料芯片制备及发光性能研究

将组合材料芯片技术中四元组合法应用于新型发光材料Gd3(1-x)Al5O12∶RE3X的RE激活剂和敏化剂种类优选.由Gd3Al5O12基体材料芯片获得如下的研究结果:1)在紫外激发下(254 nm)Gd3(1-x)Al5O3∶Eu3x材料具有红色荧光性能;2)Pr(n(Pr)∶n(Eu)<1∶10)、Ce(n(Ce)∶n(Eu)<1∶10)共掺杂时会降低发光强度.光谱分析表明:Pr、Ce能级嵌入,使得激活剂和敏化剂发生共振能量传递,是Gd3Al5O12∶Eu(简称为GAG∶Eu)发光效率降低的主要原因.筛选结果得到柠檬酸盐硝酸盐溶胶凝胶法制备粉体筛选实验结果验证.实验结果表明组合法在发光材料开发上具有高效性.