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均相沉淀法制备Nd∶YAG透明激光陶瓷材料研究

以A l(NO3).9H2O、Y2O3、Nd2O3、(NH4)2SO4和尿素为原料,正硅酸乙酯为添加剂,采用均相沉淀法于1000℃制备出分散均匀、团聚程度轻、纯YAG立方晶相Nd∶YAG纳米前驱体粉末,经过170  (本文共3页) 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)
中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)

镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究

镁铝尖晶石透明陶瓷具有透光范围广、强度高、耐高温和制备成本低等优点,在透明装甲、红外窗口和红外整流罩等领域应用潜力巨大。21世纪初,随着纳米粉体制备工艺和热等静压烧结技术的快速发展,大尺寸、高光学质量的镁铝尖晶石透明陶瓷得以制备。目前最成熟的制备工艺是以镁铝尖晶石粉体为原料、Li F为烧结助剂,通过热压结合热等静压烧结制得透明陶瓷。该方法对原料粉体和设备的要求比较高,批量化生产成本高。同时,LiF容易造成晶粒长大和晶界微裂纹的产生,导致样品的力学性能降低,限制了它在透明装甲和高马赫武器领域的应用。本课题针对以上问题,在不添加烧结助剂的条件下,采用成本低、来源广泛的氧化镁和氧化铝粉体为原料,通过无压固相反应烧结和热等静压烧结制备镁铝尖晶石透明陶瓷。系统研究了氧化铝晶型、铝镁比、烧结制度、烧结气氛等对样品相转变、致密化过程、微观结构演变以及最终性能的影响规律。在此基础上,探索不同的烧结助剂对镁铝尖晶石透明陶瓷制备的影响,寻找可以取代...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

热中子探测用~6Li,RE:YAG透明陶瓷的制备及性能研究

随着中子探测与成像技术在核能开发和材料分析检测等领域的广泛应用,中子探测材料越来越受到世界各国学者的重视。高中子探测效率和中子与γ甄别能力、稳定性好、制备成本低是中子探测材料研究的重要方向。目前广泛应用的液体闪烁体具有良好的时间响应特性及中子/γ分辨能力,但其稳定性差;无定形类固体闪烁体,如塑料闪烁体、玻璃闪烁体等,虽然容易制备,但光产额低且稳定性较差;晶体类固体闪烁体虽然探测效率高,但单晶制备成本高,较难获得大尺寸产品。鉴于此,本文提出以光产额高、衰减时间短、稳定性好的稀土掺杂Y3Al5O12(YAG)透明陶瓷为基体,引入6Li作为核反应元素,以期获得具有优异的中子探测性能的透明陶瓷材料。采用固相反应法制备了6Li,RE(Ce、Eu、Gd)共掺杂的YAG透明陶瓷(6Li,RE:YAG),系统地研究了成分及制备工艺对6Li,RE:YAG透明陶瓷的微观结构与光学性质(紫外-见透过与吸收、紫外激发与发射)的影响。利用制得的6Li,R...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

Er:CaF_2透明陶瓷的制备及光学性能的调控

透明陶瓷材料与传统固态激光增益介质材料(单晶和玻璃)相比具有一些列的功能和制备优势,如可高浓度掺杂、大尺寸制备等,陶瓷材料已经成为固态激光增益介质材料发展的重要方向。目前,对激光透明陶瓷研究最广的是立方晶系氧化物,如YAG、Y_2O_3等。与氧化物相比,氟化钙(CaF_2)材料具有透光范围宽、透过率高、声子能量低等优点,因而是作为透明陶瓷基质的理想材料。在稀土元素中,铒离子(Er~(3+))具有丰富的能级结构,在许多波长范围都有发光通道,如可见光、近红外(1.5μm)等。因此本文选择以低声子能量CaF_2为基质材料制备Er掺杂透明陶瓷材料,通过共掺杂Yb~(3+)和Y~(3+)离子来提高Er~(3+)离子的发光强度,并对Er~(3+)发光性能进行调控。首先通过化学沉淀法合成了无掺杂氟化钙粉体,并通过真空热压烧结工艺制备了CaF_2陶瓷材料。对粉体的TG-DSC曲线分析表明,CaF_2粉体在由室温加热到1000℃,粉体的质量持续减...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

Yb:CaF_2、SrF_2透明陶瓷的制备、显微结构及光谱性能研究

氟化物(包括CaF_2、SrF_2)由于具有透光范围宽、折射率和非线性系数低、声子能量低、损伤阈值高等特点,在工业应用以及科学研究等领域一直都发挥着重要的作用。特别是在紫外光学元件以及激光基质等方面的研究引起了大家极大的兴趣。目前关于CaF_2、SrF_2研究主要集中在单晶方面,高质量的CaF_2、SrF_2透明陶瓷的制备技术一直难以突破。CaF_2是典型的萤石型结构,允许稀土离子高浓度掺杂,同时多样化的电荷补偿方式可以产生丰富对称性的格位结构。这种独特的结构赋予CaF_2非常宽的吸收和发射带宽。此外,氟化物的某些性能与氧化物晶体相同(比如热导率),所以特别适合高能量和高功能的激光系统。Yb~(3+)离子能级结构简单,不存在激发态吸收,交叉弛豫、上转换等现象。Yb~(3+)离子具有宽的吸收和发射带,长的荧光寿命,适合用作超短脉冲激光和可调谐激光输出的激活离子,因此掺Yb~(3+)离子的增益介质成为高能激光系统的首选。本论文以氟化...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

钇铝石榴石粉体及透明陶瓷的制备与性能研究

钇铝石榴石(YAG)属于立方结构,具有优异的光学、力学和热学性能,在红外和可见波段下均有很高的透光率,被用作为激光和荧光粉的基质材料。Yb:YAG透明陶瓷可取代单晶和玻璃激光材料,具有广阔的应用前景;YAG:Ce黄色荧光粉可以与InGaN发出的蓝光结合,制备双基色白光LED,在近年来发展迅速的白光LED上应用广泛。无论是制备高光学性能的Yb:YAG透明陶瓷,还是制备YAG:Ce荧光材料,粉体性能的好坏直接影响最终产品的质量。本研究旨在探索新的YAG粉体合成技术,使粉体的合成具有工艺简单、粒度可控、分散性好及烧结活性高等优点,并且在粉体合成的基础上,对Yb:YAG透明陶瓷的制备及YAG:Ce荧光粉的荧光性能进行探索性研究。本文的主要研究内容和结果如下:(1)首次提出了合成YAG纳米粉体的硬脂酸盐熔融法。与其它湿化学方法相比,硬脂酸盐熔融法具有以下优势:首先,因所用的两种反应物硬脂酸钇和三硬脂酸铝熔点低且相似,通过直接加热熔融后搅拌...  (本文共171页) 本文目录 | 阅读全文>>