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改进的共沉淀法制备YAG纳米粉体及透明陶瓷

马飞 , 曹林洪 , 刘天源

人工晶体学报

采用改进的共沉淀法制备YAG透明陶瓷,研究了沉淀剂与金属盐溶液的摩尔比对粉体合成的影响以及成型压力对陶瓷烧结的影响.利用X射线衍射仪和场发射电子显微镜对实验样品进行表征.结果表明:当沉淀剂与金属盐溶液的摩尔比为NH4 HCO3/([Al3+]+[Y3+])=8,使用改进的共沉淀法在1000℃煅烧2h制备出平均粒径约为65 nm的YAG纳米粉体.以此YAG粉体为原料,TEOS为烧结助剂,经100 MPa成型后,在1750℃下真空烧结15 h获得透明陶瓷.

关键词: YAG , 共沉淀法 , 透明陶瓷 , 成型压力

碳源对 Al ON 粉体合成及其透明陶瓷制备的影响

雷景轩 , 施鹰 , 谢建军 , 石坚波 , 邬浩 , 赵中坚 , 胡伟

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.08.007

以纳米炭黑、微米碳粉为碳源,采用碳热还原法合成AlON粉体和无压烧结制备AlON透明陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、颗粒度分析仪和分光光度计等研究碳源对粉体及陶瓷制备的影响。结果表明:碳源尺寸及形貌与A lO N粉体的合成温度、粉体形貌及颗粒大小密切相关;采用纳米炭黑降低了A lO N粉体的合成温度,在1730℃合成了单相粉体;采用微米碳粉在1750℃煅烧2h条件下制备了高纯度的AlON粉体,从而制备了高透光率的AlON陶瓷,该样品(1mm厚)在1000~5000nm波长范围内的直线透过率在80%左右,在3.93μm波长处光学透过率最高可达83.7%,其平均晶粒尺寸为110~120μm。

关键词: AlON , 透明陶瓷 , 碳源 , 碳热还原法 , 无压烧结

溶胶-凝胶和冷冻干燥法制备Nd∶YAG纳米粉体及透明陶瓷的制备

王海丽 , 田庭燕 , 袁雷 , 王震

硅酸盐通报

本文以异丙醇铝,醋酸钇和醋酸钕为原料,用溶胶-凝胶和冷冻干燥法制备了Nd3+原子掺杂浓度为1.0%的Nd:YAG粉体.利用X-射线衍射仪和透射电镜对粉体的物相组成和粒度进行了分析测试,结果表明,前驱体经900℃高温煅烧2h后已完全转变为纯YAG相,平均粒径为40nm左右.随着煅烧温度的升高,粒径逐渐增大.采用热压和热等静压相结合工艺烧结出尺寸为φ50 mm ×2.5 mm的Nd∶YAG透明陶瓷,样品1064 nm的透过率为82.5%.

关键词: Nd∶ YAG , 纳米粉体 , 溶胶-凝胶 , 冷冻干燥 , 透明陶瓷

镁铝尖晶石粉体的制备方法

武小娟 , 李俊寿 , 王明远 , 李苏 , 赵芳

兵器材料科学与工程

概述国内外关于镁铝尖晶石粉体的制备方法及这些方法的优缺点和适用范围,并将其归为固相法、湿化学法和燃烧合成法3类.分析表明,镁铝尖晶石的制备方法趋向于复合化,即集合两种或两种以上的方法来制备,以实现镁铝尖晶石粉体的高性能、高产量,同时满足传统产业和高技术领域的需求.

关键词: 镁铝尖晶石 , 透明陶瓷 , 粉体 , 制备方法

铌酸钾钠基透明上转换陶瓷材料制备及性能

耿志明 , 李坤 , 施东良 , 施瑕玉 , 黄海涛 , 陈王丽华

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140131

采用热压烧结工艺,以LiBiO3作为烧结助剂,制备了铌酸钾钠基透明上转换陶瓷K0.5(1-y)Na0.5(1-y)LiyNb1-yBiyO3-Er0.005Yb0.005x(Er3+/Yb3+∶KNNLB,x=0~3,y=0~0.09).并对其微观结构、光学透光率和上转换效应等进行了研究.结果表明该透明陶瓷具有正交钙钛矿型结构,晶粒尺寸约0.5 μm,致密度较高.该材料在红外区和可见光区有良好的透明性,但是随着铒镱掺杂量的增加,可见光区透光率呈明显的下降趋势.当y=0.06、x=0时,在可见光范围内透过率可达到45%(样品厚度为0.5 mm),红外光区域透过率达到95%以上.铒镱共掺杂透明陶瓷实现了在波长900 nm氙灯光源激发下的上转换效应.

关键词: 铌酸钾钠 , 透明陶瓷 , 热压烧结 , 上转换发光

MgO·1.5Al2O3透明陶瓷的无压/热等静压烧结制备

袁泽 , 王皓 , 涂兵田 , 刘鑫 , 许春来 , 王为民 , 傅正义

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150010

镁铝尖晶石透明陶瓷是典型的结构功能一体化材料,具有优异的光学和机械性能。实验合成了颗粒细小、均匀的单相MgO·1.5Al2O3陶瓷粉末,并且利用XRD全谱拟合软件Fullprof和尖晶石位置分配程序SIDR两步法确定其晶体结构为(Mg0.46Al0.54)IV[Mg0.26Al1.64□0.09]VIO4。再通过真空无压烧结结合热等静压烧结制备出了高性能的透明陶瓷,热等静压18 MPa下1850℃烧结4 h所得样品的致密度达到99.75%,厚度为2 mm的烧结样品可见光透过率达到65%,红外波段透过率达到80%以上,维氏硬度为(12.75±0.12) GPa,杨氏模量为277 GPa。

关键词: MgO·1.5Al2O3 , 透明陶瓷 , 结构精修 , 热等静压

MgAl2O4透明陶瓷粉体的研究进展

武小娟 , 王明远 , 张翼飞 , 李苏 , 李俊寿

硅酸盐通报

透明镁铝尖晶石陶瓷的制备,对粉体有特殊的要求.高纯、超细、分散性好、高活性的粉体是制备镁铝尖晶石透明陶瓷的首要条件.本文以制备镁铝尖晶石透明陶瓷为目标,从粉体的纯度和粉体颗粒特征两方面分析了粉体的性能对制备透明镁铝尖晶石陶瓷的影响,介绍了几种可用于制备镁铝尖晶石透明陶瓷粉体的方法,分析比较了每种方法的优缺点.

关键词: MgAl2O4 , 透明陶瓷 , 复合氧化物 , 透波材料 , 粉体

(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3纳米粉体合成、透明陶瓷的制备及其荧光性能研究

张琳 , 马畅 , 李晓东

人工晶体学报

以稀土硝酸盐和NH4HCO3作为原料,采用共沉淀法合成用于制备Eu掺杂Lu2O3-Gd2O3固溶体透明陶瓷的一系列(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3(x=0~0.95)纳米粉体,并利用XRD、SEM、TEM、BET和TMA手段对合成粉体的性能进行表征.结果表明,经800 ℃煅烧后的粉体均为立方相的(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3,粉体颗粒细小,呈近球形,且颗粒尺寸分布较均匀.将合成的一系列纳米粉体压制成型,于1700 ℃真空烧结24 h得到了透明性良好的(Gd0.45Lu0.5Eu0.05)2O3和(Lu0.95Eu0.05)2O3透明陶瓷,其在可见光区的最高直线透过率分别为53.5%和62.3%.在254 nm激发下,透明陶瓷在612 nm处均呈现出很强的Eu3+的红光发射.(Gd0.45Lu0.5Eu0.05)2O3透明陶瓷中由于存在Gd3+向Eu3+的有效地能量传递,其发光强度是(Lu0.95Eu0.05)2O3透明陶瓷的1.7倍.

关键词: (Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3 , 闪烁体 , 纳米粉体 , 透明陶瓷 , 荧光性能

MgO对YAG透明陶瓷烧结性能的影响

覃显鹏 , 胡松 , 周国红 , 张海龙 , 章健 , 王士维

稀有金属

采用真空固相反应烧结技术制备了YAG透明陶瓷,测试了陶瓷素坯的热膨胀曲线、陶瓷样品的透过光谱及表面微结构.深入研究了MgO作为烧结助剂,其添加量对YAG透明陶瓷显微结构、光学透过率等性能的影响.结果表明,在1780℃下保温6h,制备得到具有高透明度的YAG透明陶瓷.0.1%以上(质量分数,下同)的MgO添加量有利于陶瓷的致密化,但由于第二相的产生及气孔不能排除,严重降低了陶瓷的光学质量;添加0.03%的MgO最有利于透明陶瓷的烧结,制备得到的陶瓷晶粒尺寸均一,几乎无晶内及晶间气孔,其在波长1200 nm处的透过率约为82%.

关键词: YAG , 透明陶瓷 , 烧结助剂 , MgO

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