Gd_2O_3:Eu透明厚膜的制备及其发光特性

以无机稀土氧化物为原料、2-甲氧基乙醇为溶剂、PVP为胶粘剂、PEG200为有机分散剂,采用溶胶-凝胶工艺成功制备出Gd2O3∶Eu3+透明闪烁薄膜。通过2次涂复,薄膜厚度达到了1.5μm,膜层均匀、无散射颗粒、无裂纹,可见光区的透射率约为80%。研究表明PVP在厚膜烧结过程中可以松弛膜的结构、减小应力的出现,避免厚膜开裂,同时还可以提高溶胶的粘度,在厚膜制备中起到了关键作用。此外,我们还研究了Gd2O3∶Eu3+闪烁薄膜的激发、发射和发光衰减时间谱,结果表明,该薄膜发光性能优良,可初步满足X射线成像用闪烁薄膜的要求。     

伽马CuX(X=Cl,Br,I)的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理赝势平面波方法对伽马晶体CuCl, CuBr, CuI的体模量、体模量对压强的一阶偏导 数、电子结构、折射率等光学性质进行了计算.计算结果表明,广义梯度近似(GGA)下CuX(X = Cl, Br, I) 晶体的晶格常数与体模量的计算值与实验相差较小.与局域密度近似(LDA)相比, GGA更适合于 CuX(X = Cl, Br, I)晶体 的计算.这三者的价带都来源于Cu的3d态,导带部分主要来自Cu和卤素的s电子贡献,很少部分来自卤素的p电子 贡献.计算得到CuCl, CuBr, CuI的折射率分别为1.887, 2.015, 2.199,与应用Gladstone-Dale半经验关系得到 的结果符合得很好.     

YTaO4和LuTaO4电子结构和光学性质的理论计算

基于第一性原理的赝势平面波方法计算了完整YTaO4和LuTaO4晶体的电子结构、介电函数、折射率、吸收光谱.计算结果表明,二者价带的贡献都主要来源于O2p态.导带分为两部分,下导带都主要由Ta5d态组成,YTaO4上导带主要由Y4d态组成.而LuTaO4上导带的贡献主要来源于Lu5d态.在ω=0时,YTaO4和LuTaO4晶体的介电常数和折射率都非常接近;介电函数虚部的低能特征峰(小于10.0 eV)归因于TaO3-4基团的电子跃迁,对应电子从O2p价带到Ta5d导带的跃迁;10.0～15.0 eV之间的特征峰对应于电子从价带到上导带的跃迁;大于15.0 eV的特征峰则归因于O2s态的内层电子到导带的跃迁.两种晶体在紫外区的吸收带宽而强,此吸收带归属于从氧(2p)到钽d0离子的电荷转移跃迁.     

硅烷偶联剂改性的芪3掺杂铅-锡-氟磷酸盐玻璃发光性能的研究

采用硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行表面改性,改性粉末的IR透射谱显示KBM403已经吸附在SnF2粉末表面,这种改性除了物理吸附外还存在微弱的化学吸附。采用溶有芪3的硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行改性,经改性的SnF2粉末有利于提高有机染料芪3掺杂的分散性。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅-锡-氟磷酸盐玻璃,获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃。对玻璃的吸收、透射谱和激发发射谱进行分析,表明KBM403的介入改善了芪3在玻璃中的溶解性和分散性,减少了芪3二聚物的产生,提高了玻璃的透射率和均匀性。由于KBM403的改性减少了芪3二聚物所带来的荧光猝灭,同时KBM403与染料分子的相互作用增加了染料分子的刚性,玻璃的发光强度显著提高。     

Li3PO4纳米晶与Li3PO4/PMMA块体透明纳米复合材料的制备及性能研究

通过高温溶剂法制备了油酸包覆的Li3PO4纳米晶,经过聚乙二醇单油酸酯再修饰,分散于甲基丙烯酸甲酯单体中,通过原位紫外光引发本体聚合,得到了块体的Li3PO4/PMMA纳米复合材料.XRD谱显示所制备的Li3PO4纳米晶为纯的单斜相,而复合材料的XRD谱中含有Li3PO4的相,表明Li3PO4纳米晶已成功复合进PMMA中,Li3PO4的TEM显示其粒径较为均一,约为10 nm,且在环己烷中无明显的团聚.复合材料超薄切片的TEM表明,Li3PO4纳米晶以50 nm左右的团簇分散于聚合物基质中.FTIR测试表明制备的Li3PO4纳米晶被油酸包覆.UV-Vis显示当所制备的复合材料固含量达14.6 wt%仍然保持很高的透过率,TGA分析表明纳米粉的掺入使复合材料的分解温度提高了95℃.制备的Li3PO4/PMMA纳米复合材料有望应用于热中子的探测.     

基于温敏漆技术的圆锥高超声速大攻角绕流背风面流动结构实验研究

高超声速流动中, 大攻角下圆锥背风面边界层会存在流动分离与再附、边界层转捩等多种流动现象, 进而对圆锥表面温度分布产生显著的影响。为了对这一复杂流动规律及其对表面温升分布的影响进行讨论, 研究基于温敏漆技术, 得到了在Mach数为6的低湍流度来流条件下, 攻角为10°的圆锥背风面温升分布结果。通过对不同位置、不同方位角处温升分布曲线的分析, 对大攻角下圆锥背风面边界层流动发展过程及不同发展阶段的流动特征进行了讨论。同时, 通过对来流总压的调节, 得到了不同Reynolds数下的圆锥背风面温升分布结果, 总结了Reynolds数对流动的影响规律。研究发现, 高超声速大攻角圆锥背风面边界层流动发展过程中会依次出现层流分离、定常横流涡影响、转捩以及湍流分离与再附等流动特征, 而在不同的Reynolds数下, 各个流动特征产生影响的范围不同, 随着Reynolds数的降低, 层流范围和定常横流涡影响范围均有所增加, 而从观察到横流影响到转捩开始发生的范围基本相同。      

Li+,Zn2+共掺杂对Gd2O3:Eu3+纳米粉结构和发光性能的影响

采用燃烧法制备出Li^＋,Zn^2＋掺杂的Gd2O3：Eu^3＋纳米荧光粉,研究了掺杂离子对Gd2O3：Eu^3＋的结晶性能、晶粒形貌和光致发光特性的影响.以X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、发射光谱和衰减时间谱等手段表征材料性能.结果表明,Li^＋,Zn^2＋掺杂可显著提高Gd2O3：Eu^3＋纳米粉在611 nm处的发光强度,最大可达到未掺杂时的2.5倍.发光增强的主要原因可归结为3个方面： （1）使晶粒由单斜相向更利于发光的立方相转变; （2）氧空位的敏化剂作用; （3）掺杂离子的助熔剂效应,使晶粒的结晶性能提高、粒径增大,从而降低表面态引起的发光猝灭.     

Gd2O3:Eu3+ X射线溶胶-凝胶发光薄膜的制备与表征

高分辨率X射线成像系统要求其发光材料同时具有X射线截止本领强、光产额高、余辉短以及与光电器件波长匹配好等特性. Gd2O3:Eu3 因其优越的发光性能和Eu3 红光发射等优点而在高能射线激发发光材料中占有重要地位. 近几年发展起来的透明X射线薄膜发光材料具有更高的衬度和空间分辨率、热传导率、均匀性和附着力等优点[1], 因而有望成为取代传统荧光粉的新一代X射线成像材料. 在各种薄膜制备工艺中, 溶胶-凝胶法以其价格低廉、工艺简单、制备温度低、均匀性好、可实现微量掺杂等优点而日益受到人们重视, 通过该方法并辅以适当的后处理工艺可制备出透明、致密的薄膜.     

激光聚焦扰动作用下高超声速边界层稳定性实验研究

在马赫数6、单位雷诺数3.1×10⁶/m的条件下对半锥角7°直圆锥边界层稳定性开展了实验研究.以激光聚焦于流场中局部空间而产生的膨胀冲击波作为人工添加的小扰动,分析了该扰动对高超声速圆锥边界层流动稳定性的影响.实验中利用响应频率达到兆赫兹量级的高频压力传感器对圆锥壁面脉动压力进行测量,通过对压力数据进行短时傅里叶分析和功率谱分析发现,相比于不添加激光聚焦扰动的结果,添加激光聚焦扰动使边界层中第二模态波的出现位置提前,且扰动波的幅值大幅度地增加,在相同的流向范围内,激光聚焦扰动将边界层中的扰动波从线性发展阶段推进到非线性发展阶段,其对边界层中扰动波发展的促进效果明显.同时,激光聚焦位置的不同对边界层中扰动波的发展也具有不同的影响.当激光直接聚焦于圆锥壁面X=100 mm位置时,边界层中频率为90 kHz的扰动波幅值增长最快,在X=500 mm的位置处其幅值放大倍数为3.81,相比而言当激光聚焦位置位于圆锥前方自由来流中时,边界层幅值增长最快的扰动波频率大幅减小为73 kHz,相同范围内,其幅值放大倍数为4.51倍.由此可见,当激光聚焦位置位于圆锥上游的自由来流中时,其对边界层中扰动波的影响更为显著.     

一种基于微通道板的脉冲X射线时间谱仪

为适应新型超快闪烁材料研究的需要,在原有脉冲X射线时间谱仪的基础上,通过改装微通道板光电倍增管(MCP-PMT),并采用具有快时间响应的前置放大器(FPA)和恒比甄别器(CFD)的方法,使谱仪的时间分辨极限提高到170 ps左右.BaF2晶体闪烁光快成分衰减时间谱的测量结果表明:该谱仪可很好地满足新型超快闪烁材料发光衰减时间特性的研究.