氧离子导体La1.9Y0.1Mo2O9细晶粒陶瓷的制备和电学性质研究

采用溶胶凝胶法合成的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉纳米晶粉体, 结合微波烧结技术制备出不同晶粒度的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉块体样品. 利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射显微镜(HRTEM)、场扫描显微镜(SEM)对粉体及陶瓷块体的物相、 形貌进行了表征, 利用交流阻抗谱仪测试了样品不同温度下的电导率. 实验结果表明, 掺Y的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉能将高温立方β 相稳定到室温; 块体样品致密均匀, 平均晶粒度范围在60 nm–4 μm之间; 致密度高的样品表现出高的电导率, 其中900 ℃烧结样品的电导率600 ℃时高达0.026 S/cm, 比固相反应法制备的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉样品高出约1倍. 总结认为样品的致密性对电导率影响较大, 是通过影响晶界电导率来影响总电导率的, 样品的晶粒度(在60 nm–4 μm范围内)对电导率的影响还不能确定. 关键词： 氧离子导体 1.9Y_0.1Mo₂O₉')" href="#">La_1.9Y_0.1Mo₂O₉ 细晶粒陶瓷 微波烧结     

放电等离子烧结原位合成LaxCe1-xB6化合物及性能研究

以LaH₂, CeH₂纳米粉和无定形B粉为原料, 通过放电等离子烧结原位合成法制备了单相、高致密度的La_xCe_1-xB₆稀土六硼化物. 系统研究了该系列化合物的晶体结构、表面织构、力学性能、电输运特性及热发射性能. 结果表明, 该方法制备出的样品致密度均高于96%, 维氏硬度最高值达到2310 kg/mm², 说明具有良好的力学性能. 热发射结果表明, 当阴极温度为1873 K, 外加电压为1 kV时, La_0.6Ce_0.4B₆的最大发射电流密度达到40.7 A/cm², 该值高于单纯LaB₆和CeB₆电流密度值. 因此, La_xCe_1-xB₆多元稀土六硼化物作为热阴极材料将有良好的应用前景. 关键词： 稀土六硼化物 阴极材料 热电子发射     

V2O5-Al2O3助烧剂对低温烧结Li-Zn微波铁氧体性能的影响

随着现代无线通信技术的进步,微波通信器件向小型化、一体化方向发展,其中低温共烧陶瓷/铁氧体技术是关键所在.针对适用于雷达移相器中的Li-Zn微波铁氧体,本文通过加入V₂O_5-Al₂O₃(VA)助烧剂实现低温烧结(低于950℃),并研究助烧剂添加量及烧结温度对于材料晶体结构、微观形貌以及磁性能(饱和磁感应强度、矫顽力、铁磁共振线宽等)的影响.VA助烧剂的参与可以在降低烧结温度的同时维持Li-Zn微波铁氧体的尖晶石晶体结构,并能促进晶粒的生长,Li-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸由最初的0.92μm增至9.74μm.在Li-Zn铁氧体烧结过程中,VA助烧剂中的V₂O₅由于具有较低的熔点会先融化形成液相,促进晶粒的生长;同时具有较高熔点的A1₂O₃可以抑制晶粒的过大增长,使晶粒均匀化.未添加助烧剂与添加VA助烧剂(质量分数为0.18%)制备的铁氧体相比,样品的饱和磁感应强度(B_s)由144 mT增至28...     

Bi2O3-B2O3-BaO玻璃的制备及其近红外发光性能的研究

采用高温熔融法制备了xBi₂O₃-50B₂O₃-(50-x)BaO玻璃, 测定了样品玻璃的近红外光区的发射谱、荧光寿命以及Raman光谱. 在808 nm波长光的激发下, 50Bi₂O₃-50B₂O₃二元玻璃中未观察到近红外发光; 随体系中BaO的加入, 当x为40, 45以及49时, 玻璃样品中观察到了近红外宽带发光现象; BaO含量进一步增加, 当x=10–30时, 近红外发光现象消失; 而当玻璃中Bi浓度很低时, 在0.5Bi₂O₃-50B₂O₃-50BaO及1Bi₂O₃-50B₂O₃-50BaO玻璃中发现了近红外发光现象, 且存在多个发光峰. 对铋离子近红外发光机理进行了初步的探讨.     

Pr1-xCexB6阴极材料的原位反应合成及性能研究

本文以CeH2,PrH2纳米粉和B粉为原料,在无氧环境下采用放电等离子原位反应成功制备了单相多元稀土六硼化物Pr1-xCexB6=（x=0．2—0．8）阴极材料．系统研究了掺杂元素Ce对Pr1-xCexB6的物相组成、力学性能及热电子发射性能的影响．结果表明,当烧结温度为1450℃,烧结压强为50MPa时可制得单相的Pr1-xCexB6多晶块体材料并且该系列样品具有良好的力学性能,维氏硬度和抗弯强度最高值分别达到了24．34GPa和226．02MPa,已达到单晶水平．热电子发射性能结果表明,随着Ce掺杂量的增加Pr1-xCexB6的发射电流密度线性增加．当阴极温度为1973K,外加电压为950V时,Pr0．4Ce0．686最大发射电流密度达到47-3A．cm^-2,该值远高于传统热压烧结法制备的发射电流密度．因此,本文该方法制备的Pr1-xCexB6多晶块体具有良好的力学性能和发射性能,作为热阴极材料将会有很好的应用前景．     

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er³⁺掺杂Al₂O₃体系和SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末. 实验结果表明：5 mol%的SiO₂复合加入Al₂O₃抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er³⁺:Al₂O₃体系粉末，900℃烧结，在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰，1000—1200℃烧结，劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er³⁺:SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末，在高达1200℃烧结，仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱，由于—OH更完全的脱除，PL强度较900℃烧结Al₂O₃体系，SiO₂-Al₂O₃复合体系均提高1个数量级. 关键词： 2-Al₂O₃复合体系')" href="#">SiO₂-Al₂O₃复合体系 掺铒 溶胶-凝胶工艺 光致发光     

氧化铝/氧化镧X射线衍射及拉曼光谱研究

当钢中氧化铝夹杂物的尺寸过大、棱角分明,在线材拉拔为钢丝的过程中可视为主要的裂纹源,会严重影响钢材性能,细化或去除钢中夹杂物备受重视。由于钢中合金元素添加量相对于钢液较小,并在实验及分析的中间过程中存在误差,使用放大夹杂物反应的思路,研究了在高温1 600 ℃时,不同比例稀土氧化镧粉末和氧化铝粉末的添加量对夹杂物的物相变化、尺寸大小的影响。对高温箱式炉设定程序进行升温、保温、随炉冷却,使用X射线衍射仪、拉曼光谱仪测试结果分析了镧铝氧化物的具体变化过程。结果表明：随着La₂O₃添加量的不断增加,最先生成LaAl₁₁O₁₈相,其次为LaAl₁₁O₁₈,LaAlO₃相,峰强减弱,半高宽增加,晶粒尺寸变小,随后LaAl₁₁O₁₈特征峰消失,只剩下LaAlO₃相,且并无新相生成。结合H-W平均晶粒尺寸数学模型计算R2分别为0.990 25,0.962 59,0.987 1和0.989 76,且1#样品到4#样品晶粒尺寸分别为6.08,2.88,7.67和4.75 μm,2#样品晶粒尺寸最小,3#样品晶粒尺寸最大,表明合适的氧化镧和氧化铝配比可以促进形核并缩小晶粒尺寸。通过拉曼光谱分析得出,随着Al₂O₃配比的减少,观察拉曼位移在4 385 cm-1处拉曼特征峰消失,结合XRD图谱可以判定该处为LaAl₁₁O₁₈相。3#-4#曲线在拉曼位移为3 564～3 642和4 461～5 554 cm-1处出现拉曼特征峰,结合2#曲线以及XRD图谱可知,生成新的LaAlO₃相,且3#样品和4#样品的不同配比对拉曼峰强无太大影响,也没有出现新的特征峰。通过放大钢中需要针对性研究的物质,分析了氧化镧粉末添加后对氧化铝粉末改性的演变过程。研究结果可对实际炼钢过程中解决氧化铝夹杂物改性的问题提供参考。     

SrB4O7：Pr3+,Mn2+中的Pr→Mn能量传递

从能量传递的角度出发,利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对Pr³⁺和Mn²⁺掺杂的SrB₄O₇粉末样品进行了光谱研究.206nm激发下,在SrB₄O₇:Pr³⁺(0.1%,摩尔分数)样品中观察到了来自Pr³⁺离子1S0能级的光子级联发射.SrB₄O₇:Pr³⁺样品的发射谱与SrB₄O₇:Mn²⁺样品监测Mn²⁺离子640nm发射的激发谱在330~430nm的波长范围里存在显著的光谱重叠.这个光谱重叠有利于Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递发生,从而将Pr³⁺离子级联发射中第一步不实用的紫外或近紫外光子转换为Mn²⁺的红光发射.双掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺,Mn²⁺与单掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺的发射谱比较揭示出Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递的确存在,并且提供了一种传递效率的估算方法,表明通过“Pr³⁺-Mn²⁺”组合有可能获得量子效率大于1的高效真空紫外激发发光材料.     

Al2O3-Y2O3-ZrO2三相复合陶瓷的介电谱研究

采用传统的固相反应法,在1400–1500 ℃下烧结,制备得到Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相复合陶瓷.样品的结构、形貌和电性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及介电谱表征.XRD表明此三相复合体系无其他杂相,加入Y₂O₃及ZrO₂后使得Al₂O₃成瓷温度降低;SEM表明此体系晶粒直径为200–500 nm,并且样品随烧结温度的升高而变得更加致密,晶界更加清晰;介电损耗谱中出现峰值弛豫现象,根据Cole-Cole复阻抗谱得出其为非德拜弛豫. 关键词： 2O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷')" href="#">Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷 介电弛豫 阻抗谱 热导率     

Tm3+掺杂锗铌酸盐玻璃及其红外光谱特性

用高温熔融法制备了相同质量百分比浓度4%Tm₂O₃掺杂浓度下(90-x)GeO₂-xNb₂O₅-10Na₂O(其中数字为摩尔百分比x=1,2,4,6,8)以及Tm₂O₃掺杂浓度分别为质量百分比1%,2%,3%,4%下86GeO₂-4Nb₂O₅-10Na₂O(其中数字为摩尔分数)系列玻璃.研究了Nb₂O₅组分对玻璃热稳定性,荧光强度和J-O参数的影响.应用Judd-Ofelt理论,计算了Tm³⁺离子在Nb₂O₅浓度不同时的J-O强度参数(Ω₂,Ω₄,Ω₆)及Tm³⁺离子各激发态能级的自发跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Tm³⁺离子能级³F₄→³H₆(1.8 μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面.从获得的吸收截面、发射截面与离子掺杂浓度计算了1.8 μm荧光波段的增益截面曲线.在808 nm波长光的激发下,研究了Tm³⁺掺杂玻璃在1.47与1.8 μm附近的荧光特性.发现当Tm₂O₃掺杂浓度为质量百分比3%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低;当Nb₂O₅摩尔分数含量大约在2%时,Tm³⁺在1.8 μm处的荧光强度最强.并讨论了Nb₂O₅组分变化对玻璃结构与光谱特性的影响情况. 关键词： 3+掺杂锗铌酸盐玻璃')" href="#">Tm³⁺掺杂锗铌酸盐玻璃 红外光谱性质 交叉弛豫 2O₅')" href="#">Nb₂O₅     

掺Er3+碲酸盐玻璃的光谱性质与Judd-Ofelt理论分析

用高温熔融法制备了碲酸盐玻璃(70TeO₂-9B₂O₃-6Nb₂O₅-5Na₂O-10ZnO-1%(质量分数)Er₂O₃)样品。测试了玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱。应用Judd-Ofelt理论计算了Er³⁺离子的谱线强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命等光谱参数,并拟合了相应的强度参数Ω_t(t=2,4,6)(Ω₂=8.01×10^-20cm²,Ω₄=2.09×10^-20cm²,Ω₆=1.15×10^-20cm²)。结果发现该碲酸盐玻璃具有较大的Ω₂值,说明Er—O键的共价性强于它在硅酸盐、锗酸盐、氟化物、铋酸盐和磷酸盐玻璃中的共价性。Er³⁺在碲酸盐玻璃中⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁几率约为492s^-1,表明Er³⁺可能有较强的1.5μm发射。分析了Er³⁺在碲酸盐玻璃中能级⁴I_13/2→⁴I_15/2发射的荧光半峰全宽(FWHM=73nm),并应用McCumber理论计算了Er³⁺的受激发射截面(σ_e=1.08×10^-20cm²),发现其FWHM×σ_e远大于Er³⁺在铋酸盐、磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐玻璃中的受激发射截面,说明碲酸盐玻璃是一种制备宽带光纤放大器的优良基质材料。     

Tm$lt;sup$gt;3+$lt;/sup$gt;掺杂锗碲酸盐玻璃的近2 μm光谱性质

用高温熔融法制备了Tm₂O₃掺杂浓度为0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5 mol%的40 GeO₂-35TeO₂-15PbO-5Al₂O₃-2.5CaO-2.5SrO锗碲酸盐玻璃. 热学性质测试表明该玻璃的转变温度为446 ℃, 没有析晶峰. 玻璃的最大声子能量约为750 cm^-1. 利用Judd-Ofelt 理论计算了Tm³⁺ 的Judd-Ofelt 参数Ω_t(t = 2, 4, 6)、不同浓度下Tm³⁺ 离子各激发态能级的自发辐射几率、荧光分支比以及辐射寿命等参数. 采用808 nm 波长抽运源测试了Tm³⁺ 离子的荧光光谱. 发现掺杂浓度为1 mol% 时约1.8 μm 处的荧光强度最强. 根据McCumber 理论计算了³F₄ →³H₆ 的发射截面, 其峰值发射截面为6.5 × 10^-21 cm². 根据速率方程计算了玻璃中OH 引起的Tm³⁺ 的³F₄ 能级的无辐射弛豫速率, 随着Tm³⁺ 浓度增加, OH 对³F₄ 能级的猝灭速率增加. 这种玻璃有望研制成一种新型的约2 μm 的激光玻璃材料. 关键词： 锗碲酸盐玻璃 3+掺杂')" href="#">Tm³⁺掺杂 光谱性质     

结构自还原效应对铋掺碱土金属硅磷铝硼玻璃超宽带近红外发光的影响

本文报道了结构自还原对铋掺杂碱土金属硅磷铝硼玻璃超宽带近红外发光性质的影响. 以Eu作为对比, 在空气气氛中采用高温熔融法分别制备了Eu₂O₃和Bi₂O₃掺杂的35SiO₂-25AlPO₄-12.5Al₂O₃-12.5B₂O₃-15RO(R=Ca,Sr,Ba) 玻璃. 结果证实该玻璃中可发生Eu³⁺→Eu²⁺的高温自还原现象, 且随着碱土金属离子半径增大Eu²⁺ 的自还原性减弱; 同样条件下Bi位于1300 nm波段的近红外发光却随之增强, 而位于1100 nm波段近红外发光和源于Bi²⁺的红光则减弱. 根据结构自还原机理及碱土离子半径变化对玻璃近红外超宽带发光性质的影响, 讨论了Bi离子的近红外发光中心的归属. 上述研究表明玻璃结构自还原特性可以为Bi近红外发光机理研究以及高效Bi掺杂超宽带近红外发光玻璃的设计提供一种有效的思路和方法. 关键词： 玻璃 铋掺杂 近红外发光 自还原效应     

Improvement of sintering,nonlinear electrical,and dielectric properties of ZnO-based varistors doped with TiO_2

The effects of TiO_2 on sintering and nonlinear electrical properties of(98.5-x)ZnO–0.5MnO_2–0.5Co_2O_3-0.5Bi_2O_(3–x)TiO_2(x = 0.3,0.5,0.7,0.9 mol%) ceramic varistors prepared by the ceramic technique are investigated in this work.The optimum sintering temperature of the prepared samples is deduced by determining the firing shrinkage and water absorption percentages.The optimum sintering temperature is found to be 1200℃,at which each of the samples shows a maximum firing shrinkage and minimum water absorption.Also minimum water absorption appears in a sample of x = 0.9 mol%.Higher sintering temperature and longer sintering time give rise to a reduction in bulk density due to the increased amount of porosity between the large grains of ZnO resulting from the rapid grain growth induced by the liquid phase sintering.The crystal size of ZnO decreases with increasing TiO_2 doping.The addition of TiO_2 improves the nonlinear coefficient and attains its maximum value at x = 0.7 mol% of TiO_2,further addition negatively affects it.A decrease in capacitance consequently in the dielectric constant is recorded with increasing the frequency in a range of 30 kHz–200 kHz.The temperature and composition dependences of the dielectric constant and AC conductivity are also studied.The increase of temperature raises the dielectric constant because it increases ionic response to the field at any particular frequency.     

Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃陶瓷的光谱性质

利用熔融淬火法在900℃下成功制备出原料比为60TeO2 -10CaF2 -25 H3 BO3-1 Er2 O3-4Yb2 O3的Er3+/Yb3+共掺杂透明玻璃陶瓷.利用XRD和TEM验证了玻璃陶瓷中存在Er2Te5O13纳米微晶,并由Raman测试得知其声子能量为886 cm-1.分别测量了其上转换和下转换发射谱,...     

氟化物对Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响

Er³⁺/Yb³⁺ 共掺的碲酸盐玻璃由于其良好的上转换发光性能而得到广泛的研究。本文将氟化物引入碲酸盐玻璃中,通过熔融法制备了量比为70TeO₂-（30-x）ZnO-xZnF₂-0.15Er₂O₃-1.5Yb₂O₃（x=0,5,10,15,20）的碲酸盐氧氟玻璃样品,并测试其热稳定性、拉曼光谱以及受激发射光谱。实验结果表明,随着氟化物含量的提高,Er³⁺离子的410,555,670 nm上转换发光和2~3 μm波段中红外发光得到增强,并且红光提高强度比绿光和蓝光更明显。在分析了氟离子引入后对上转换与近中红外波段发光的内在影响机制发现：碲酸盐玻璃系统中的氟化物一方面促进能量传递过程中Er³⁺离子的双光子吸收,促进粒子跃迁至相应的高能级;另一方面,引入氟化物后的碲酸盐玻璃的最大能量声子态密度下降也是降低无辐射跃迁概率、提高上转换和中红外发射强度的重要原因。     

Microstructure and hardening effect of pure tungsten and ZrO2 strengthened tungsten under carbon ion irradiation at 700℃

Microstructure evolution and hardening effect of pure tungsten and W-1.5%ZrO₂ alloy under carbon ion irradiation are investigated by using transmission electron microscopy and nano-indentation. Carbon ion irradiation is performed at 700 ℃ with irradiation damages ranging from 0.25 dpa to 2.0 dpa. The results show that the irradiation defect clusters are mainly in the form of dislocation loop. The size and density of dislocation loops increase with irradiation damages intensifying. The W-1.5%ZrO₂ alloy has a smaller dislocation loop size than that of pure tungsten. It is proposed that the phase boundaries have the ability to absorb and annihilate defects and the addition of ZrO₂ phase improves the sink strength for irradiation defects. It is confirmed that the W-1.5%ZrO₂ alloy shows a smaller change in hardness than the pure tungsten after being irradiated. From the above results, we conclude that the addition of ZrO₂ into tungsten can significantly reduce the accumulation of irradiated defects and improve the irradiation resistance behaviors of the tungsten materials.     

太赫兹波段介质微腔光学特性研究

采用匀胶法制备了厚度在微米量级的 Si/[TiO₂/Al₂O₃]²TiO₂和Si/[TiO₂/MgO]²/TiO₂ 多层介质膜反射镜. 采用太赫兹(THz)时域透射光谱系统获得了多层膜的时域透射谱. 用传输矩阵法模拟了Si/[TiO₂/Al₂O₃]²TiO₂ 和Si/[TiO₂/MgO]²/TiO₂两种分布式布拉格反射镜 (DBR)的反射相移和相位穿透深度等光学特性. 设计了两种结构为 DBR/LT-GaAs/DBR的对称THz光学微腔结构并模拟了腔结构的辐射光谱. 结果表明:通过引入谐振腔, 两种DBR组成的微腔器件在谐振波长处的强度分别提高了19和14倍. 其中Si/[TiO₂/Al₂O₃]²TiO₂/LT-GaAs (12 μm)/ [TiO₂/Al₂O₃]²TiO₂腔的辐射光谱存在两个峰, 分别位于208和248 μm, 并分析了出现两个谐振峰的原因. 探讨了通过引入介质谐振腔实现对THz源的辐射特性进行调控的可行性. 关键词： 分布式布拉格反射镜 光子晶体 穿透深度 太赫兹微腔     

Er3+掺杂的锗碲酸盐玻璃结构及光谱性能研究

采用熔融淬冷法制备了新型的Er³⁺/RE³⁺（RE³⁺=Ce³⁺,Tb³⁺）掺杂的GeO₂-TeO₂-Na₂O玻璃。测试了样品的差示扫描分析曲线、可见/近红外透过率、拉曼光谱、吸收光谱和1.53 μm发光光谱。研究发现适量的TeO₂对GeO₂的取代提高了玻璃的热稳定性,缩短了样品的吸收截止边。拉曼分析表明该系统玻璃有着宽广的红外透过范围。同时研究了980 nm激发下稀土离子（RE³⁺=Ce³⁺,Tb³⁺）的加入对Er³⁺掺杂的45GeO₂-45TeO₂-10Na₂O玻璃的光谱性能和能量传递的影响。发现随着Ce³⁺浓度增加大大地提高了1.53 μm的发光强度,CeO₂的最佳掺杂摩尔分数为0.1%,而Tb³⁺的共掺降低了1.53 μm的发光强度。可见Er³⁺/Ce³⁺掺杂的45GeO₂-45TeO₂-10Na₂O玻璃在C波段光纤放大器方面有潜在的应用前景。     

白光LED用红色荧光粉Gd2Mo3O9：Eu3+的制备及表征

利用Na₂CO₃作为助熔剂,采用高温固相反应方法制备了三价铕离子激活的Gd₂Mo₃O₉红色荧光粉。利用XRD和荧光光谱,研究了助熔剂的量、制备时的温度以及激活剂Eu³⁺的浓度对荧光粉的晶体结构和发光性能的影响。测试结果表明,这种新型的荧光粉可以被紫外光280nm,近紫外光395nm和蓝光465nm有效激发,发射主峰位于613nm,并且证明Eu³⁺离子在晶体结构中占据了非反演对称中心的位置。395,465nm的吸收与目前广泛应用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配。因此,这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料。