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铁钛共掺强韧化蓝宝石晶体的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
研究了铁钛共掺蓝宝石(Fe, Ti: Sapphire)晶体的常温力学性能. 采用泡生法技术生长了尺寸为ø180 × 280 mm3质量为30 kg的 Fe, Ti: Sapphire晶体. 实验发现, 在蓝宝石晶体中掺入Fe2O3和TiO2以及相应的热处理可以显著提高晶体常温断裂强度、表面硬度和断裂韧性, 而不损害晶体的可见和近红外透过性能; 掺入的Fe2O3其Fe3+对Al3+ 的取代作用导致晶体内应力的增加, 掺入的TiO2其Ti4+ 热处理时结晶出的第二相针状晶体的韧化效应, 均对Fe, Ti: Sapphire晶体的力学性能的提高具有重要作用. 研究对我国实现高强蓝宝石晶体应用材料具有重要现实意义. 关键词: 蓝宝石晶体 力学性能 铁钛共掺 热处理  相似文献
2.
采用传统提拉法单晶生长技术成功生长出了Cr,Mg:GSGG晶体, 并对生长出的晶体样品进行了氧化气氛和还原气氛退火处理. 通过对比分析退火处理前后样品吸收光谱的变化, 推断出晶体中四面体配位Cr4+离子的形成机理为: 晶体生长和高温氧化气氛退火的过程中, 四价Cr4+离子首先在八面体格位上形成, 然后在热激发作用下与邻近四面体格位上的Ga3+离子发生置换反应, 从而形成一定浓度的四面体配位Cr4+离子. 实验结果还表明, 随着电荷补偿离子Mg2+离子浓度的增大, 更有利于提高四面体配位Cr4+离子的浓度.  相似文献
3.
采用下降法生长技术,沿a向[1120]生长的掺碳钛宝石晶体,在切割等加工过程中掺碳钛宝石晶体经常发生定向开裂的现象.本文对掺碳钛宝石晶体的定向开裂特征和机理进行了分析与研究,发现定向裂纹是在基质氧化铝晶格的(1100)面上发源,并且沿着f00011晶向即c轴方向扩展.采用晶体结构可视化软件(Crystalmaker)模拟得出,基质氧化铝晶格原子在(1100)面上的原子排列最为稀疏,并且在(1100)晶面上,垂直[0001]晶向相邻原子间距最大,在应力作用下晶格(1100)[0001]系统的开裂强度最低.采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子探针等仪器和手段,发现在开裂的掺碳钛宝石晶体中沉积了不规则的碳包裹物,降温过程中包裹物的热膨胀失配引起巨大的内应力,使得裂纹在晶体最薄弱的系统(1100)[0001]面上发源并扩展,导致晶体的宏观定向开裂.该研究对优质钛宝石晶体的生长具有重要的理论和现实意义.  相似文献
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