Yb:Y2O3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究

以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法,控制溶液pH值为3～4,反应温度70～80 ℃时制备出Yb∶ Y2O3激光陶瓷纳米前驱粉体.XRD测试结果表明最佳煅烧温度为800 ℃,并且晶化完全;差热-热重分析表明,前驱体中柠檬酸和硝酸等在300 ℃时分解放热.荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1030 nm,对应Yb3+的2F7/2-2F5/2能级跃迁.     

Yb∶Y2O3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究

以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法,控制溶液pH值为3～4,反应温度70～80 ℃时制备出Yb∶Y2O3激光陶瓷纳米前驱粉体。XRD测试结果表明最佳煅烧温度为800 ℃,并且晶化完全;差热-热重分析表明,前驱体中柠檬酸和硝酸等在300 ℃时分解放热。荧光光谱分析发现,荧光发射的最强峰位于1030 nm,对应Yb3+的2F7/2-2F5/2能级跃迁。     

溶胶 凝胶法制备掺钒ZnO纳米粉

采用溶胶-凝胶法制备了掺钒(V)(V的原子数分数为2.5%)的ZnO纳米粉体。研究了不同热处理工艺对样品晶体结构和微观形貌的影响。采用X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对纳米粉体进行了分析。结果表明,热处理温度过低或时间过短都严重影响掺钒ZnO纳米粉的晶体结构,且随着热处理时间的增加,晶粒尺寸变大。XRD显示所有样品的晶体结构均为六方纤锌矿结构及(101)择优。由扫描电镜得到样品的晶粒尺寸为65～138nm。各个工艺的样品中,掺杂均匀,V含量与设计值基本一致,且样品中仅含Zn、V、O 3种元素。     

溶胶-凝胶法制备SiO_2材料及其微波介电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了非晶SiO_2粉体,并研究了不同溶液配比对所得粉体粒度和分散性的影响。结果表明:当H2O和TEOS摩尔比为20:1和40:1时,可以制备出分散性较好的非晶SiO_2粉体,其粒度分别为700 nm和120 nm。在此基础上,研究了不同原料粉体对SiO_2材料烧结特性和微波介电性能的影响规律。研究发现:粉体粒度较小,有利于降低SiO_2材料的烧结温度,提高其相对密度,抑制其析晶现象。当烧结温度为1050~1200℃时,SiO_2材料的相对介电常数为2.50~3.75,Q·f值为9850~61 272 GHz,τf值的变化范围为±15×10–6/℃(温度范围为25~85℃),适合用于制作微波介质基板。     

微波辅助溶胶-凝胶法合成YMnO3纳米粉体

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了YMnO3纳米粉体,利用FTIR和TG-DSC对凝胶的组成及热分解过程进行分析,并通过XRD、FSEM、TEM和磁性能测试对制得的纳米粉体进行表征。结果表明:与传统的溶胶-凝胶法相比,该研究中采用的微波辅助溶胶-凝胶法可以在较短的制备时间内、较低的煅烧温度下得到单相的YMnO3粉体,且粉体颗粒细小,尺寸分布较均匀,平均粒径小于100 nm。磁性能研究结果表明制得的YMnO3纳米粉体在室温下表现为顺磁性特征。     

SnO2纳米粒子的粒径调控

以SnCl4·5H2O为原料，用溶胶-凝胶法制备SnO2纳米粉体，用XRD和TEM对其结构和形貌进行了表征，研究了煅烧温度对SnO2纳米粒子粒径的调控作用。     

BST陶瓷膜制备方法及优化

采用微波加热技术和添加高分子分散剂,通过sol-gel法制备BST纳米粉体,再将纳米粉分散于BST溶胶中,通过分步甩胶工艺,制备BST陶瓷膜。XRD图谱显示,制备的BST陶瓷呈现典型的钙钛矿相结构;SEM照片显示,分步甩胶工艺制备的BST膜表面平滑,无裂纹。     

激光在纳米粉体制备中的应用

分析了激光诱导化学气相沉积法和激光烧蚀法制备纳米粉体技术的特点、原理及其装置,阐述了激光法纳米粉体制备的影响因素,综述了激光技术在纳米粉体制备中的应用研究现状,展望了该项技术的发展前景。     

多元纳米压敏陶瓷粉体的sol-gel合成与表征

为了避免单体纳米粉体的易团聚、难以分散混合均匀的缺点,为了避免化学共沉淀方法中微量添加剂易流失、成分难以精确控制的缺点,本文设计采用溶胶-凝胶方法制备多元纳米压敏陶瓷粉体材料。通过用溶胶-凝胶方法制备多元纳米压敏陶瓷粉体的研究和对多元纳米压敏陶瓷粉体的表征,得到以下主要结果:用金属醇盐和无机盐为原料,经过醇解和水解反应,形成溶胶,经过胶凝以及热分解制备多元纳米压敏陶瓷粉体的工艺技术路线是可行的。通过工艺控制可以得到粒子形状为近似球形,粒度分布范围窄,成分均匀分布、平均粒径为20 nm的多元纳米压敏陶瓷粉体。与传统方法制备的多元微米压敏陶瓷粉体相比较,多元纳米压敏陶瓷粉体的比表面积为334 m2/g,是多元微米压敏粉体比表面积的37.4倍。     

制备Nd3+:Gd3 Ga5O12透明陶瓷的纳米粉体

由于激光晶体的生长周期长、成本高等缺点,激励人们不断地探索新的激光材料。透明陶瓷就是最近发展起来的一种。采用溶胶-凝胶法合成了用于制备掺钕的钆镓石榴石(Nd3 ∶Gd3Ga5O12)透明激光陶瓷的多晶纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶相和形状进行了分析。结果表明,温度为1000℃,灼烧12 h,获得单分散、形状规则、似球形的Gd3Ga5O12(GGG)纳米粉体,且随着烧结温度的提高前驱粉体粒度不断增加。荧光发射的最强峰位于1062.7 nm处,对应于Nd3 的4F3/2→4I11/2能级跃迁。     

A和B位替代对BaO-Ln2O3-TiO2陶瓷性能的影响

介绍了A位、B位及A、B位共同替代对BaO-Ln2O3-TiO2体系微波介质陶瓷性能的影响。指出A位替代和A、B位共同替代能有效改善陶瓷的性能,单纯B位替代不利于陶瓷性能的改善。A、B位替代影响陶瓷的性能与大的溶限因子和电负性差异有关,但其机理和替代前后的固溶体结构还有待进一步研究。     

压电微致动器元件的制作及特性分析

目的是设计和制作一种新型压电微致动器,用于高密度硬盘磁头的精确定位。其中,压电元件由传统的或改进的溶胶-凝胶工艺制备并利用反应离子刻蚀成型,压电层厚度范围为0.6~3μm。采用X-射线衍射和原子力显微镜等对PZT薄膜的物相、表面形貌以及颗粒尺寸等进行分析。结果显示,随着PZT层厚度从0.6~3μm的不断增加,其内部颗粒尺寸也相应增大,粗糙度越低。此外,该微致动器的驱动机理通过多普勒干涉仪进行测量。结果表明,对于封装了3μm厚PZT元件的U型微致动器悬臂装置,在±20 V交变电压作用下,微致动位移达到1.146μm,谐振频率超过22 kHz。     

烧结助剂LBZ对CaO-La_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷掺杂改性研究

采用La2O3-B2O3-ZnO(LBZ)玻璃掺杂钙钛矿系CaO-La2O3-TiO2(CLT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LBZ掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在CLT陶瓷中添加LBZ,有效促进CLT陶瓷烧结,使得CLT的烧结温度由1 350℃降低到950℃以下,同时保持较好的介电性能。当LBZ的质量分数为3%时,样品在950℃保温4h后烧结致密,并获得最佳微波性能,即介电常数εr=103.12,品质因数与频率的乘积Q×f=8 826GHz(f=3.03GHz),频率温度系数τf=87.52×10-6/℃。     

Li_2O-Nb_2O_5-TiO_2微波介电陶瓷掺杂改性研究

采用传统的固相反应法制备Li-Al-B(LAB)掺杂立方晶系Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LAB掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在LNT陶瓷中添加LAB,有效促进LNT陶瓷烧结,使材料的介电常数和品质因数显著提高。当掺入LAB的质量分数为4%时,样品在900℃保温2h后烧结致密,并获得最佳微波性能:介电常数εr=18.05,品质因数与频率的乘积Q×f=22 040GHz(f=6.41GHz),频率温度系数τf=-20.74×10-6/℃。     

含La或Sm的BaNd_(2-y)R_yTi_(4+x)O_(12+2x)瓷的结构与性能

ＢａＯ－Ｎｄ２Ｏ３－ＴｉＯ２系富钛区含Ｌａ或Ｓｍ的陶瓷,ＸＲＤ、ＳＥＭ显微结构分析表明,其主晶相为Ｒ（Ｒ＝Ｌａ或Ｓｍ）取代Ｎｄ固溶体ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ５Ｏ１４和ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ４Ｏ１２,均属斜方晶系,并存在少量的次晶相Ｒ２Ｔｉ２Ｏ７、ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０等。富钛区ＢａＮｄ２Ｔｉ４＋ｘＯ１２＋２ｘ（ｘ＝０～１．４００）组分和含Ｌａ或Ｓｍ的ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ５Ｏ１４组分所组成的瓷料,介质损耗显著地降低,介电常数和电容温度系数遵从李赫涅德凯对数混合定律。     

溶胶-凝胶法制备PZT纳米粉体

采用溶胶-凝胶技术，以无机盐为主要反应前驱物、水为主要溶剂，通过优化工艺条件制备了富锆PZT纳米晶。并利用TG／DTA、XRD、TEM等对粉体性能、结构进行了分析。研究了粉体结晶性与反应前驱物、溶液pH值、胶凝剂、反应温度和热处理条件的关系。结果表明，以硝酸铅为铅源、尿素为胶凝剂，700℃热处理2．5h，得到粉体平均粒径为70nm。     

室温下Sol-Gel法制备BiFeO3薄膜的铁电和介电性

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在LaNiO3包覆的SiO2/Si衬底上采用不同退火工艺制备了BiFeO3薄膜。原子力显微镜研究表明,薄膜表面光滑,并由不同大小的晶粒组成。X-射线表明不同样品结晶程度不同,并根据不同的退火工艺分别呈(010)择优取向和随机取向。2种取向的薄膜的双剩余极化强度分别为2.84μC/cm2和2.56μC/cm2。择优取向的薄膜在低频下的介电常数和介电损耗较大,且其薄膜中观察到大漏电流。并对两薄膜的导电机制用空间电荷限制的电导理论进行了分析。     

溶胶-凝胶法制备掺镧钛酸铅铁电薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了La掺杂的PbTiO3铁电薄膜(PLT)，X-射线衍射测量表明PLT薄膜呈高度(100)择优取向，原子力显微镜和扫描电子显微镜测量表明制备的PLT薄膜的表面平整、结构致密。RT66A测量表明PLT薄膜有优良的铁电特性，500kV／cm的外加电场下，剩余极化为10．6μC／cm^2，矫顽电场为55kV／cm。用HP4194A分析了薄膜的介电特性。100kHz时的介电常数为652。     

BaO—TiO2—Sm2O3系陶瓷结构与介电性能研究

研究了BaO-TiO2-Sm2O3(BTS）系材料的结构和介电性能。实验结果证明：在富TiO2区的BTS系中,随着BaO/Sm2O摩尔比的增加,材料的介电常数ε和介电常数的温度系数αε发生变化,XRD分析证明这是因为材料的主晶相发生变化所致。当BaO/Sm2O3＝1．33时,可获得具有超低损耗的热稳定微波陶瓷材料,其主晶相为BaSm2Ti4O12。     

Bi4-xLaxTi3O12介电陶瓷的制备及其介电性能的研究

采用固相烧结法制备了不同掺La量、不同烧结工艺的铋层化合物 Bi4-xLaxTi3O12(x=0,0．25,0．5,0．75,1)介电陶瓷。利用宽频LCR数字电桥和XRD、 SEM分析了Bi4-xLaxTi3O12介电陶瓷的晶相和微观结构对其介电性能的影响。研究表明,1050℃烧结温度保温4h的Bi3.5La0．5Ti3O12介电陶瓷,致密性好、晶粒均匀、具有良好的综合介电性能。