导读:本文包含了钇铝石榴石粉体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Tb_3Al_5O_(12)(TAG),溶胶-凝胶法,烧结活性,Ce~(3+),Fe~(3+)共掺杂
钇铝石榴石粉体论文文献综述
龚芮[1]（2017）在《铽铝石榴石基新型陶瓷闪烁粉体的制备及性能表征》一文中研究指出铽铝石榴石基(Tb_3Al_5O_(12),TAG)陶瓷闪烁体具有密度较高,抗辐射性能良好,光输出高,衰退时间短等优点,有望应用于高能物理、核医学、地质勘探以及安检等领域。TAG闪烁单晶存在生长条件苛刻、制备周期长、生产设备要求高、成本高、尺寸受限以及离子掺杂不均匀等问题,使得其应用受到限制。因此,研究和制备TAG多晶陶瓷闪烁体具有重大意义。作为制备TAG多晶陶瓷闪烁体的第一步,TAG粉体必须具有高纯度、良好的分散性、均匀性以及良好的烧结活性。当前TAG粉体的制备普遍存在粉体分散性差、粒径不均一、活化能垒高等不足,导致了其烧结活性低、烧结温度高、荧光强度低等缺陷,对于后续的制备带来了限制。此外,对于TAG粉体制备的具体反应历程也缺乏探究。因此,为了降低TAG粉体的烧结温度,本论文首先选取了两种反应条件最为温和的TAG粉体制备方法:共沉淀法与溶胶-凝胶法,成功制备出TAG粉体并对其微观结构及相关性能进行了表征。发现溶胶-凝胶法制备的前驱体,TAG相的结晶温度可降低到920°C远低于共沉淀法(>1000°C),最终荧光强度也高出共沉淀法约30%。由此可见,溶胶-凝胶法在TAG粉体制备方面更具有优势。进一步从原子扩散速率角度出发,通过优化溶胶-凝胶法制备TAG粉体的工艺参数,调节络合剂柠檬酸的量改善粉体的微观结构,为原子的短程扩散提供通道,提高了其原子扩散速率,有利于各相的晶化,从而降低其烧结温度。在柠檬酸的摩尔量与金属离子总的摩尔量的比例为1:1的情况下,制得的TAG粉体分散性、均匀性最为优异,带来了良好的烧结活性,与第一章制备参数相比,TAG晶相的结晶温度降低到了877.5℃,荧光强度提高了约32%;同时,对溶胶-凝胶法制备TAG粉体的具体反应历程进行了探究。在此基础上,又从各相成核的活化能垒角度出发,通过引入金属离子降低各相成核的活化能垒,从而进一步降低了TAG粉体的烧结温度。本研究工作首次将Fe~(3+)离子引入TAG体系,发现其能够成为优先成核位点从而降低各相成核的活化能垒,进一步提高TAG粉体的烧结活性。在其最优组成Tb_3(Al_(0.95),Fe_(0.05))_5O_(12)条件下,TAG相的结晶温度可降低到780℃,但是Fe~(3+)离子的引入一定程度上降低了TAG体系的荧光强度。因此,为弥补Fe~(3+)离子掺杂带来的不足,利用Ce~(3+)振动强度大等优点,采用Fe~(3+)、Ce~(3+)两种离子的共掺杂的方法制备了一种新型陶瓷闪烁粉体,与第一章制备参数相比,在其最优组成Tb_(2.97)(Al_(0.95)Fe_(0.05))_5O_(12):Ce_(0.03)条件下保证其良好烧结活性的同时荧光强度提高了1倍。(本文来源于《西南科技大学》期刊2017-06-30）
郭岱东[2]（2017）在《稀土掺杂钇铝石榴石陶瓷与粉体的显微结构调控及其光学性能研究》一文中研究指出钇铝石榴石(Y_3Al_5O_12,YAG)是一种重要的功能性材料,在民用领域拥有非常广泛的应用,在国防科技领域占据非常重要的地位。作为激光增益介质,掺杂Nd~(3+)离子YAG透明激光陶瓷的很多性能优于Nd:YAG激光晶体,是高功率激光器重要备选材料。并且,稀土离子掺杂YAG荧光粉,可用于LED光源照明。光的高透过率是实现Nd:YAG陶瓷激光性能的基本条件。而陶瓷的显微结构,特别是晶粒尺寸、晶界结构和气孔是影响陶瓷透明度最根本因素。在激光陶瓷制备过程中,除了纳米粉体的形貌、尺寸以及烧结工艺对陶瓷显微结构具有重要影响之外,在原料中添加助烧剂可以实现对显微结构调控。尽管大量文献对助烧剂对透明激光陶瓷的结构与性能的影响进行了研究,但对于两种助烧剂协同作用的研究较少。稀土掺杂YAG纳米荧光粉体的尺寸、形貌和结晶程度直接影响其荧光性能。固相烧结法合成的粉体结晶性好,荧光量子效率高,但因为颗粒大,荧光粉应用困难;液相纳米合成法合成的粉体颗粒尺寸小,但其结晶度差,荧光效率低。现有纳米粉体制备技术无法实现纯度高、形貌和粒径可控、结晶性高、分散性好的纳米荧光粉体。因此,本论文研究以稀土掺杂YAG材料为主要研究对象,通过对YAG材料制备技术的研究,实现Nd:YAG透明激光陶瓷的显微结构调控和YAG:Ce纳米棒的可控制备。本论文主要研究工作和结论如下:1.正硅酸乙酯(TEOS)和柠檬酸镁(MC)的协同作用对Nd:YAG透明陶瓷微观结构的调控和性能提升(1)在Nd:YAG透明陶瓷制备过程中添加TEOS和MC作为助烧剂,调节其添加比例,实现对陶瓷晶粒大小、粒度分布和晶胞参数等微观结构调控。在TEOS与MC合理配比下,使其产生协同作用,促进微缺陷排除和烧结周期优化,使透明陶瓷的透过率提高并产出高功率激光。在Nd~(3+)掺杂量为2 at.%的YAG透明陶瓷中添加TEOS与MC配比为2:1的助烧剂,可以得到晶粒尺寸适中且粒径分布集中、无气孔、无杂相、晶格结构平衡稳定的透明陶瓷。共掺7.5 wt.%a TEOS与3.75 wt.‰MC的2 at.%Nd:YAG透明陶瓷是最优样品,光学透过率在1064 nm波长处为83.7%,在400 nm波长处为79.2%,并且其具有0.3 W的低激光输出阈值,在约8.5 W功率808 nm波长泵浦光下输出功率超过2 W的1064 nm激光,其激光输出斜效率为25.2%。(2)研究不同配比助烧剂,样品微观结构和透明陶瓷性能之间的关系,并给出助烧剂协同作用的机理。TEOS和MC助烧剂对陶瓷微观结构的作用实质是Si~(4+)和Mg~(2+)离子对Nd:YAG中Al~(3+)的取代。这种取代促进陶瓷致密化进程,同时协调陶瓷晶粒大小。然而,Si~(4+)、Mg~(2+)和Al~(3+)的离子半径不一样并且价态也有差别,这导致阳离子和氧离子空位及电荷的不平衡,并导致晶格微畸变和晶格结构的不稳定。在定量情况下,适当调节Si~(4+)和Mg~(2+)的比例,可以使电荷相互补偿、空位相互抵消、消除不平衡状态,最终获得优异的Nd:YAG陶瓷。复合助烧剂的合理使用、协同作用和作用机理研究,为透明陶瓷性能提升和量化制备提供了思路。2.YAG纳米粉体的可控制备及其核-壳结构前驱体形成机理的研究(1)以Al_2O_3纳米粉为模板和Al源,Y~(3+)溶液为Y源,尿素(Urea)为沉淀剂,采用半液相法制备具有Al_2O_3/Y-compound核-壳结构的YAG纳米前驱体,经过煅烧制得尺寸均匀、成分单一、结晶性良好、分散性极佳、烧结活性好的球形YAG纳米粉体。并由此粉体烧结得到YAG透明陶瓷。通过XRD、SEM、TEM和FTIR等表征测试手段证实Al_2O_3/Y-compound核-壳结构及其演变过程。(2)通过添加表面活性剂和调节反应的沉淀速度,改变YAG前驱体的制备条件,讨论核-壳结构前驱体的形成机理。在反应体系中,当在A1_2O_3纳米颗粒上引入表面活性剂后,使其表面带负电荷,而Y-compound沉淀微核表面也带负电荷,由于静电排斥,Y-compound将无法组装包覆在Al_2O_3纳米颗粒上。而在没有表面活性剂的反应体系中,Al_2O_3纳米颗粒表面带正电荷,在静电吸引的作用下Y-compound将预包覆Al_2O_3纳米颗粒。所以静电作用是核-壳结构形成的一个驱动力。采用NH_4HCO_3代替尿素作为沉淀剂来减缓反应的沉淀速度。NH_4HC0_3的顺序滴加有利于Y-compound沉淀微核自组装并逐步长大成纳米颗粒,Y-compound沉淀与Al_2O_3纳米颗粒分离,将不会形成核-壳结构。而尿素在反应之前要在反应体系中充分溶解均匀,待体系达到其分解条件时(温度达到83℃以上),尿素会瞬间完全分解出大量负离子基团(HCO_3-、OH-等),这些负离子基团在整个反应体系内与Y~(3+)结合生成过饱和量的Y-compound微核(爆发成核过程)。"爆发成核"得到的前驱体纳米颗粒的高表面能是Al_2O_3/Y-compound核壳结构形成的驱动力。这种半液相法制备核-壳结构前驱体的方法和机理,可以用于其它二元氧化物纳米粉体的可控制备。3.半液相法制备纳米棒状YAG:Ce荧光粉及其机理研究与应用(1)首次以半液相法为主要制备方法合成一维纳米棒状YAG:Ce荧光粉。采用水热法调控合成一维棒状NH_4Al(OH)_2CO_3并通过煅烧得到结晶性和分散性良好的纳米棒状Al_2O_3颗粒。以纳米棒状Al_2O_3颗粒为模板和A1源,Y~(3+)溶液为Y源,尿素为沉淀剂,采用半液相法制备具有核-壳结构的纳米棒状YAG前驱体,经煅烧得到直径为250-400 nm长度为3-5 μm的纳米棒状YAG:Ce荧光粉。所制备的纳米棒状荧光粉分散性好,结晶性高,具有相对大的比表面积和非常少的表面缺陷。采用XRD、SEM、TEM等表征测试手段揭示纳米棒状荧光粉的形成过程和成型机理。(2)一维纳米棒状YAG:Ce荧光粉的荧光性能优于相同Ce~(3+)掺杂量的纳米球状YAG:Ce荧光粉。纳米棒状YAG:2at.%Ce~(3+)荧光粉的荧光量子产率(QY)为40.12%。虽然纳米棒状荧光粉的比表面积比纳米球状荧光粉的比表面积小,但是纳米棒状荧光粉的结晶性好,表面缺陷少,这是其荧光强度高的原因。并且,由于其特殊的棒状结构,纳米棒状荧光粉具有两个荧光寿命,一个对应其本体特征的长寿命和一个对应其缺陷特征的短寿命。用纳米棒状YAG:Ce荧光粉标记骨髓间充质干细胞,表现出良好的生物相容性和荧光稳定性。开拓了 YAG:Ce荧光粉的应用领域,显示其重要的应用价值。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-25）
李鸣[3]（2016）在《钇铝石榴石粉体的低温合成及YAG透明陶瓷的快速制备》一文中研究指出自从其诞生以来,白光发光二极管(简称白光LEDs)凭借其高亮度、长寿命、低电压和高功效等优异的性能,被认为是能够代替白炽灯和荧光灯成为未来最有前景的照明光源。传统上,白光LEDs通过将铈掺杂钇铝石榴石(Ce:YAG)黄色荧光粉与环氧树脂或硅胶混合均匀后涂覆在蓝光激发芯片上而制成的。然而,随着白光LEDs向大功率通用照明发展,树脂或硅胶封装的荧光粉型的光转换模式已不再适用。这主要是因为LED在长时间、大功率下使用会释放大量的热,高温下荧光粉的发光强度会发生衰减,环氧树脂和硅胶在持续的高温度下也会不断老化,最后致使LED器件劣化而影响使用。为了应对上述这些问题,近年来出现了以荧光块体材料,如单晶,陶瓷和玻璃等,代替荧光粉体的解决方案。其中,钇铝石榴石(Y3Al5O12, YAG)透明陶瓷是一种在力学、热学和光学性能上都展现出巨大优势的候选材料。与单晶相比,透明陶瓷的制备成本更低,且制备不受尺寸的限制,易于实现形状设计,实现Ce3+离子高浓度均匀掺杂。与玻璃相比,透明陶瓷在光功能、力学性能和热性能方面具有优势。而且,通过对制备工艺的调控,透明陶瓷的光散射可以被自由的控制,实现蓝光和黄光的成比例混合。基于以上这些优势,在最近的20年来,透明YAG基陶瓷材料受到了越来越多的重视。然而,YAG透明陶瓷的制备过程还是比较复杂,需要通过化学法合成粉体以及长时间的真空烧结,这些增加了YAG透明陶瓷在LED领域的应用难度。新型粉体合成工艺与陶瓷烧结技术的出现将有利于降低YAG透明陶瓷的制备成本。本课题采用低温熔盐合成法制备了球形度较高的Ce:YAG粉体,并利用真空无压烧结与放电等离子烧结技术(SPS)对熔盐法YAG粉体进行了致密化烧结探索。系统地研究并优化了粉体的合成工艺,讨论了合成温度、熔盐用量对产物的物相组成和粒度分布的影响；随后在不同的退火条件下,探讨了退火气氛对荧光粉发光强度的影响以及退火后荧光粉体的发光热稳定性：表征了在不同烧结温度下烧结体的显微结构。结果表明：采用亚硝酸盐(NaNO2-KNO2)为熔盐,硝酸盐为原料,合成温度为350℃、熔盐用量与反应物质量比为2：1,可以得到单相的Ce:YAG球形粉体,粒度分布在200～300 nm；经过不同气氛下1200℃的煅烧,球形Ce:YAG粉体的荧光强度进一步提高,在氮气下煅烧可以最大程度地提高粉体的荧光强度,且煅烧后的粉体235℃下荧光强度为室温时的66.39%,具有较好的热淬灭性能。以熔盐法粉体为原料经真空烧结后的显微结构结果显示,以熔盐法粉体烧结得到的陶瓷内部气孔率较高,大多为大尺寸晶粒内气孔,陶瓷体本身不透明,而SPS烧结后样品的显微结构表明,以熔盐法粉体为原料经烧结后得到的陶瓷体内部易出现个别晶粒异常长大,烧结活性较差,经不同温度烧结后仍无法得到较高的致密度,究其原因在于熔盐法粉体颗粒为空心球结构,经高温烧结时,内部气孔难以完全去除。除此之外,本课题还首次以商业高纯氧化铝和氧化钇粉体为原料,结合放电等离子烧结技术(SPS),通过固相反应在1400℃保温3min的条件下成功制备了具有良好透明度的YAG陶瓷。结果表明,所用的商业氧化铝和氧化钇粉体的最优水基分散与稳定条件为pH=10～11,分散剂聚丙烯酸(PAA)用量和柠檬酸的用量分别为1wt%和0.6wt%。在此分散条件下,氧化铝粉体能够被充分分散达到一次粒径,而团聚程度更严重的氧化钇粉体需要进一步球磨解聚,最佳的球磨时间为6小时。在球磨的过程中,柠檬酸作为表面修饰剂,无法进一步减小混合粉体的粒度,但可以有效阻止氧化钇粉体的水化反应,提高混合粉体浆料的均匀性与稳定性。在混合粉体的SPS烧结中,确定合适的烧结温度范围在1250℃～1500℃。在不同温度下烧结得到的样品致密度都相对较低,其主要原因一方面是烧结体内部存在大量气孔,另一方面是未完全反应氧化铝和氧化钇等杂相的存在。添加0.5 wt%的正硅酸乙酯(TEOS)明显减少了烧结体内的大气孔,在经1400℃保温3min后可以得到透光的陶瓷样品。使用未经柠檬酸处理的粉体得到的陶瓷样品内部仍然存在少量氧化铝残留,显微结构的出现明显不均匀,在1200℃空气中退火后,烧结样品为乳白色。使用柠檬酸处理的粉体得到的陶瓷样品内部显微结构均匀,晶粒完整规则,排列紧密,晶粒间无第二相存在。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2016-05-24）
李金生[4]（2015）在《钇铝石榴石粉体及透明陶瓷的制备与性能研究》一文中研究指出钇铝石榴石(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叁硬脂酸铝熔点低且相似,通过直接加热熔融后搅拌即可达到原子级别的混合,从而保证了阳离子混合均匀性;其次,两种反应物均不吸附水,减轻了粉体干燥时表面水及结构水引起的表面张力和毛细管力;更重要的是,两种反应物均可直接称量,进而确保阳离子精确的化学计量比。本文采用硬脂酸盐熔融法制备了分散性良好、颗粒尺寸分布窄的YAG纳米粉体,在750 ℃较低的煅烧温度下形成了 YAG纯相,无过渡相YAM、YAP。YAG粉体经压制成型、真空烧结,可得到几乎无气孔、晶粒尺寸分布均匀的透明陶瓷。另外,采用硬脂酸盐熔融法制备的Yb:YAG纳米粉体分散性良好,经真空烧结,可获得透过率较高的陶瓷样品。(2)采用硬脂酸盐熔融法合成了[(Y_(1-x_Lu_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)(x=0-0.5,y=0.005-0.03)黄色荧光粉。经800 ℃锻烧可得到石榴石纯相。所得YAG:Ce、(Y,Lu)AG:Ce粉体分散性良好,颗粒分布均匀。通过改变Ce~(3+)的含量,确定了其猝灭浓度及猝灭机理,并发现发射峰随Ce~(3+)含量的增加红移,而最强激发峰和发射峰随Lu~(3+)含量的增加蓝移。YAG:Ce荧光粉的荧光寿命随Ce~(3+)掺杂量的增加或锻烧温度的提高而逐渐降低;(Y,Lu)AG:Ce的荧光寿命随Lu~(3+)含量的增加呈微弱的下降趋势。综合粉体的性能和实际应用的需要,1300 ℃煅烧所得(Y_(0.985)Ce_(0.015))AG荧光粉适于在白光LED上应用。(3)采用尿素均相沉淀法制备了单分散、球形的亚微米Y_2O_3粉,该粉体与亚微米氧化铝粉体经固相反应法和真空烧结制备了(Y_(1-x)Yb_x)AG(x=0、0.02、0.06、0.10和0.15)透明陶瓷。相比传统固相法制备的Yb:YAG陶瓷,本方法可以减少原料混合的不均匀性,降低YAG相形成温度。Yb~(3+)掺杂量不同的Yb:YAG坯体有相似的线性收缩速率曲线,经1700℃真空烧结得到的陶瓷样品有相近的透过率,其最大光学透过率均超过80%,与Yb~(3+)的掺杂无关。Yb~(3+)取代Y~(3+)时,由于Yb~(3+)的离子半径小,容易进入YAG晶格,且Yb~(3+)在YAG晶格中的分凝系数较大,使得高浓度Yb~(3+)掺杂也不会发生晶界偏聚。采用自制的单分散球形A1203和Y_2O_3粉,通过固相反应合成了(Y_(1-x)Yb_x)AG粉体,经1700℃真空烧结后,获得了光学透过率接近80%的透明陶瓷。(4)采用均相共沉淀法制备了 YAG粉体。均相共沉淀法综合了均相沉淀法和共沉淀法的优点,以尿素为沉淀剂,根据阳离子沉淀溶度积的差别,控制溶液的pH值不低于5.2,可以实现粉体中Y~(3+)、Al~(3+)的均匀混合,得到的前驱体颗粒分布均匀、颗粒细小,900℃煅烧时YAG纯相形成,无过渡相YAM、YAP。实验还发现硫酸铵对YAG前驱体及煆烧后的粉体的分散和阻碍颗粒异常长大起重要作用。该YAG粉体经1700 ℃真空烧结,得到透过率较高的YAG透明陶瓷。与此同时,采用均相共沉淀法可合成颗粒分布均匀、分散性好的(Y_(1x)Ce_x)AG(x=0.005-0.03)粉体。(Y_(0.995)Ce_(0.005))AG 粉体经 1700℃真空烧结,可得到透过率较高的透明陶瓷。(本文来源于《东北大学》期刊2015-06-01）
李小伍,杨梨容,刘畅,魏成富,张林[5]（2014）在《混合溶剂凝胶燃烧法合成钇铝石榴石粉体》一文中研究指出以硝酸钇、硝酸铝和柠檬酸为原料,以去离子水和无水乙醇混合液为溶剂,采用凝胶燃烧法合成钇铝石榴石粉体;采用扫描电镜、热重-差热分析、红外光谱、X射线衍射分析等测试手段对前躯体和钇铝石榴石粉体进行表征,探讨混合溶剂对合成钇铝石榴石粉体的影响,研究煅烧温度和保温时间对钇铝石榴石粉体性能的影响。结果表明:混合溶剂对钇铝石榴石粉体形貌和分散性有重要影响,在采用混合溶剂(去离子水与无水乙醇体积比为2∶1)、900℃煅烧2 h条件下合成粒径约为60 nm的类球形状钇铝石榴石粉体;煅烧温度和保温时间对钇铝石榴石粉体的晶粒尺寸和晶胞参数都有重要影响。(本文来源于《中国粉体技术》期刊2014年03期）
徐晓娟,孙旭东,李金生,李晓东,李继光[6]（2014）在《球形钇铝石榴石粉体制备工艺发展现状》一文中研究指出综述了球形钇铝石榴石粉体的制备方法和研究进展,主要包括喷雾热解法、沉淀法、水热法、冷冻干燥、微乳液方法等。对各种方法的优缺点进行了比较,最后对球形钇铝石榴石粉体的研究前景和研究方向进行了展望。(本文来源于《中国陶瓷》期刊2014年05期）
周志鹏,杨付,陈晶,高宪娥,陈中文[7]（2011）在《弱团聚纳米钇铝石榴石粉体的合成探索》一文中研究指出透明钇铝石榴石(YAG)陶瓷以其优异的光学、力学、热学性能而成为固体激光器的极佳基体材料,而制备出高质量透明陶瓷的关键在于合成出晶相纯、粒度均匀、分散性好的YAG粉体。本文以高纯A1(NO_3)_39H_2O、Y(NO_3)_36H_2O为原料,以NH_4HCO_3为沉淀剂,采用共沉淀-冻干法制备YAG纳米粉体,并用DSC/TG、XRD、SEM、激光粒度仪等测试手段对粉体的晶相组成、形貌和结构进行表征。结果表明,在1200℃焙烧后所制备的YAG纳米粉体晶相完整、纯度高、形状规则、粒径均匀、团聚轻。(本文来源于《舰船防化》期刊2011年06期）
姜倩[8]（2011）在《微生物—共沉淀法合成掺铈钇铝石榴石及氧化物粉体》一文中研究指出早在20世纪70年代,人们就成功研制出铈激活的钇铝石榴石用作超短余辉飞点扫描荧光粉,这种YAG:Ce荧光粉在阴极射线激发下发绿光。半导体发光二极管(LEDs)由于具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保、可平面封装、易开发成轻薄巧小产品等优点被眷为将超越白炽灯、荧光灯和HID灯的第4代照明光源,将来可能取代传统照明,应用前景十分广阔。有文献报道,到目前为止,应用于白光LEDs商业市场上的最适合的荧光粉是YAG:Ce荧光粉。因此,YAG:Ce发光性能的任何改进对提高不同应用的发光效率是非常有价值的。本文通过设计正交实验,结合XRD分析结果,确定微生物-共沉淀法合成YAG:Ce粉体的最佳工艺条件。我们分别采用共沉淀法和微生物-共沉淀法,以碳酸氢铵为沉淀剂,在高温下煅烧得到YAG:Ce纳米粉体。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、荧光性能分析等对合成的样品进行对比分析。结果表明,微生物-共沉淀法制备的YAG:Ce纳米粉体的颗粒分散性更好、分布更加均匀,并且发光性能比共沉淀法要好。本文采用沉淀法和微生物-共沉淀法制备了立方氧化钇纳米粉体,通过对比分析不同合成条件下合成的氧化钇纳米粉体,说明了微生物-共沉淀法合成氧化钇纳米粉体的优越性。并结合红外光谱图分析了离子与酵母细胞的键合情况。本文利用草酸、碳酸氢铵、氨水作为不同的沉淀剂,通过微生物-共沉淀法合成二氧化铈纳米粉体,并比较分析了不同沉淀剂的优劣。通过表征分析表明,利用碳酸氢铵作为沉淀剂,制备的二氧化铈纳米粉体分散性更好,分布更加均匀。最后本文对微生物-共沉淀合成纳米粉体的合成机理进行了简要分析,初步探讨出其合成机理。(本文来源于《山东轻工业学院》期刊2011-06-06）
姜久昌,张旭东,何文,姜倩,张学广[9]（2010）在《铈掺杂钇铝石榴石粉体制备的研究进展》一文中研究指出本文综述了目前国内外制备铈掺杂钇铝石榴石粉体(YAG∶Ce)的多种方法,包括溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法以及共沉淀法,分析了各种方法的优缺点和今后的研究趋势。(本文来源于《山东陶瓷》期刊2010年06期）
王周福,张保国,占文,王玺堂,刘浩[10]（2010）在《熔盐法合成钇铝石榴石粉体的研究》一文中研究指出采用氧化钇和氧化铝为原料,以氯化锂为熔盐,用熔盐法合成了钇铝石榴石(YAG)粉体。研究了合成温度、熔盐量以及保温时间对合成钇铝石榴石粉体的影响,并对熔盐法合成钇铝石榴石粉体的反应机理进行了分析。研究结果表明:在700℃即可合成钇铝石榴石晶体,但含有一定的中间相;随着合成温度升高,(本文来源于《第十六届全国高技术陶瓷学术年会摘要集》期刊2010-10-22）
钇铝石榴石粉体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
钇铝石榴石(Y_3Al_5O_12,YAG)是一种重要的功能性材料,在民用领域拥有非常广泛的应用,在国防科技领域占据非常重要的地位。作为激光增益介质,掺杂Nd~(3+)离子YAG透明激光陶瓷的很多性能优于Nd:YAG激光晶体,是高功率激光器重要备选材料。并且,稀土离子掺杂YAG荧光粉,可用于LED光源照明。光的高透过率是实现Nd:YAG陶瓷激光性能的基本条件。而陶瓷的显微结构,特别是晶粒尺寸、晶界结构和气孔是影响陶瓷透明度最根本因素。在激光陶瓷制备过程中,除了纳米粉体的形貌、尺寸以及烧结工艺对陶瓷显微结构具有重要影响之外,在原料中添加助烧剂可以实现对显微结构调控。尽管大量文献对助烧剂对透明激光陶瓷的结构与性能的影响进行了研究,但对于两种助烧剂协同作用的研究较少。稀土掺杂YAG纳米荧光粉体的尺寸、形貌和结晶程度直接影响其荧光性能。固相烧结法合成的粉体结晶性好,荧光量子效率高,但因为颗粒大,荧光粉应用困难;液相纳米合成法合成的粉体颗粒尺寸小,但其结晶度差,荧光效率低。现有纳米粉体制备技术无法实现纯度高、形貌和粒径可控、结晶性高、分散性好的纳米荧光粉体。因此,本论文研究以稀土掺杂YAG材料为主要研究对象,通过对YAG材料制备技术的研究,实现Nd:YAG透明激光陶瓷的显微结构调控和YAG:Ce纳米棒的可控制备。本论文主要研究工作和结论如下:1.正硅酸乙酯(TEOS)和柠檬酸镁(MC)的协同作用对Nd:YAG透明陶瓷微观结构的调控和性能提升(1)在Nd:YAG透明陶瓷制备过程中添加TEOS和MC作为助烧剂,调节其添加比例,实现对陶瓷晶粒大小、粒度分布和晶胞参数等微观结构调控。在TEOS与MC合理配比下,使其产生协同作用,促进微缺陷排除和烧结周期优化,使透明陶瓷的透过率提高并产出高功率激光。在Nd~(3+)掺杂量为2 at.%的YAG透明陶瓷中添加TEOS与MC配比为2:1的助烧剂,可以得到晶粒尺寸适中且粒径分布集中、无气孔、无杂相、晶格结构平衡稳定的透明陶瓷。共掺7.5 wt.%a TEOS与3.75 wt.‰MC的2 at.%Nd:YAG透明陶瓷是最优样品,光学透过率在1064 nm波长处为83.7%,在400 nm波长处为79.2%,并且其具有0.3 W的低激光输出阈值,在约8.5 W功率808 nm波长泵浦光下输出功率超过2 W的1064 nm激光,其激光输出斜效率为25.2%。(2)研究不同配比助烧剂,样品微观结构和透明陶瓷性能之间的关系,并给出助烧剂协同作用的机理。TEOS和MC助烧剂对陶瓷微观结构的作用实质是Si~(4+)和Mg~(2+)离子对Nd:YAG中Al~(3+)的取代。这种取代促进陶瓷致密化进程,同时协调陶瓷晶粒大小。然而,Si~(4+)、Mg~(2+)和Al~(3+)的离子半径不一样并且价态也有差别,这导致阳离子和氧离子空位及电荷的不平衡,并导致晶格微畸变和晶格结构的不稳定。在定量情况下,适当调节Si~(4+)和Mg~(2+)的比例,可以使电荷相互补偿、空位相互抵消、消除不平衡状态,最终获得优异的Nd:YAG陶瓷。复合助烧剂的合理使用、协同作用和作用机理研究,为透明陶瓷性能提升和量化制备提供了思路。2.YAG纳米粉体的可控制备及其核-壳结构前驱体形成机理的研究(1)以Al_2O_3纳米粉为模板和Al源,Y~(3+)溶液为Y源,尿素(Urea)为沉淀剂,采用半液相法制备具有Al_2O_3/Y-compound核-壳结构的YAG纳米前驱体,经过煅烧制得尺寸均匀、成分单一、结晶性良好、分散性极佳、烧结活性好的球形YAG纳米粉体。并由此粉体烧结得到YAG透明陶瓷。通过XRD、SEM、TEM和FTIR等表征测试手段证实Al_2O_3/Y-compound核-壳结构及其演变过程。(2)通过添加表面活性剂和调节反应的沉淀速度,改变YAG前驱体的制备条件,讨论核-壳结构前驱体的形成机理。在反应体系中,当在A1_2O_3纳米颗粒上引入表面活性剂后,使其表面带负电荷,而Y-compound沉淀微核表面也带负电荷,由于静电排斥,Y-compound将无法组装包覆在Al_2O_3纳米颗粒上。而在没有表面活性剂的反应体系中,Al_2O_3纳米颗粒表面带正电荷,在静电吸引的作用下Y-compound将预包覆Al_2O_3纳米颗粒。所以静电作用是核-壳结构形成的一个驱动力。采用NH_4HCO_3代替尿素作为沉淀剂来减缓反应的沉淀速度。NH_4HC0_3的顺序滴加有利于Y-compound沉淀微核自组装并逐步长大成纳米颗粒,Y-compound沉淀与Al_2O_3纳米颗粒分离,将不会形成核-壳结构。而尿素在反应之前要在反应体系中充分溶解均匀,待体系达到其分解条件时(温度达到83℃以上),尿素会瞬间完全分解出大量负离子基团(HCO_3-、OH-等),这些负离子基团在整个反应体系内与Y~(3+)结合生成过饱和量的Y-compound微核(爆发成核过程)。"爆发成核"得到的前驱体纳米颗粒的高表面能是Al_2O_3/Y-compound核壳结构形成的驱动力。这种半液相法制备核-壳结构前驱体的方法和机理,可以用于其它二元氧化物纳米粉体的可控制备。3.半液相法制备纳米棒状YAG:Ce荧光粉及其机理研究与应用(1)首次以半液相法为主要制备方法合成一维纳米棒状YAG:Ce荧光粉。采用水热法调控合成一维棒状NH_4Al(OH)_2CO_3并通过煅烧得到结晶性和分散性良好的纳米棒状Al_2O_3颗粒。以纳米棒状Al_2O_3颗粒为模板和A1源,Y~(3+)溶液为Y源,尿素为沉淀剂,采用半液相法制备具有核-壳结构的纳米棒状YAG前驱体,经煅烧得到直径为250-400 nm长度为3-5 μm的纳米棒状YAG:Ce荧光粉。所制备的纳米棒状荧光粉分散性好,结晶性高,具有相对大的比表面积和非常少的表面缺陷。采用XRD、SEM、TEM等表征测试手段揭示纳米棒状荧光粉的形成过程和成型机理。(2)一维纳米棒状YAG:Ce荧光粉的荧光性能优于相同Ce~(3+)掺杂量的纳米球状YAG:Ce荧光粉。纳米棒状YAG:2at.%Ce~(3+)荧光粉的荧光量子产率(QY)为40.12%。虽然纳米棒状荧光粉的比表面积比纳米球状荧光粉的比表面积小,但是纳米棒状荧光粉的结晶性好,表面缺陷少,这是其荧光强度高的原因。并且,由于其特殊的棒状结构,纳米棒状荧光粉具有两个荧光寿命,一个对应其本体特征的长寿命和一个对应其缺陷特征的短寿命。用纳米棒状YAG:Ce荧光粉标记骨髓间充质干细胞,表现出良好的生物相容性和荧光稳定性。开拓了 YAG:Ce荧光粉的应用领域,显示其重要的应用价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
钇铝石榴石粉体论文参考文献
[1].龚芮.铽铝石榴石基新型陶瓷闪烁粉体的制备及性能表征[D].西南科技大学.2017
[2].郭岱东.稀土掺杂钇铝石榴石陶瓷与粉体的显微结构调控及其光学性能研究[D].山东大学.2017
[3].李鸣.钇铝石榴石粉体的低温合成及YAG透明陶瓷的快速制备[D].上海应用技术大学.2016
[4].李金生.钇铝石榴石粉体及透明陶瓷的制备与性能研究[D].东北大学.2015
[5].李小伍,杨梨容,刘畅,魏成富,张林.混合溶剂凝胶燃烧法合成钇铝石榴石粉体[J].中国粉体技术.2014
[6].徐晓娟,孙旭东,李金生,李晓东,李继光.球形钇铝石榴石粉体制备工艺发展现状[J].中国陶瓷.2014
[7].周志鹏,杨付,陈晶,高宪娥,陈中文.弱团聚纳米钇铝石榴石粉体的合成探索[J].舰船防化.2011
[8].姜倩.微生物—共沉淀法合成掺铈钇铝石榴石及氧化物粉体[D].山东轻工业学院.2011
[9].姜久昌,张旭东,何文,姜倩,张学广.铈掺杂钇铝石榴石粉体制备的研究进展[J].山东陶瓷.2010
[10].王周福,张保国,占文,王玺堂,刘浩.熔盐法合成钇铝石榴石粉体的研究[C].第十六届全国高技术陶瓷学术年会摘要集.2010
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