1.3at%Nd:YAG透明陶瓷的制备及激光性能研究

以高纯氧化物商业粉体为原料, 采用固相反应和真空烧结技术, 制备了高质量的1.3at%Nd:YAG透明陶瓷. 研究了室温下Nd:YAG透明陶瓷的显微结构、光谱及激光性能. 实验结果表明, Nd:YAG透明陶瓷主要以穿晶方式断裂; 平均晶粒尺寸为15μm, 且分布均匀; 晶粒中和晶界处没有检测到杂质和气孔存在, 且成分一致, 无偏析现象. 退火后样品在激光波长1064nm处的透过率高达82.4%; 主吸收峰位于808.6nm处, 峰值吸收系数为4.45cm^-1, 激光波长1064nm处的吸收系数为0.11cm^-1; 主荧光发射峰位于1064nm处, 半高宽为0.82nm, 荧光寿命为258μs. 用LD端面泵浦Nd:YAG陶瓷样品(泵浦源最大输出功率为1000mW), 获得了波长为1064nm的连续激光输出, 激光阈值约530mW, 斜率效率为23.2%, 最大泵浦吸收功率为731mW时, 最大输出功率为45mW.     

高光学质量Yb:YAG透明陶瓷的制备及激光参数研究

以高纯Y₂O₃, α-Al₂O₃, Yb₂O₃粉体作为原料, 采用固相反应和真空烧结法(1750 ℃, 30 h)制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at% Yb:YAG陶瓷中Yb ³⁺的实测浓度为6.41×10 ²⁰ cm ^-3, 晶胞密度为4.65 g/cm ³。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能参数。场发射扫描电镜(FESEM)结果表明, Yb:YAG陶瓷的结构均匀致密、晶界干净平直, 平均晶粒尺寸为(19±3) μm。该陶瓷样品(厚度为4.0 mm)在400 nm处的直线透过率为82.5%, 在1100 nm处的透过率为85.2%。泵浦波长940 nm处的泵浦饱和光强最小, 激光波长1030 nm处的泵浦阈值功率最低, 940 nm泵浦1030 nm激光的品质因子为1.02×10 ^-22 cm·s。通过计算增益截面表明Yb:YAG陶瓷宽带可调谐, 是理想的激光增益材料。     

掺镱钇铝石榴石激光透明陶瓷超细粉体的研究

钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷是制造大功率、发光效率高的小型激光器的良好材料.而制备掺镱钇铝石榴石(Yb:YAG)透明陶瓷的关键在于制备出粒度均匀、化学纯度高、分散性好的YAG超细粉体.本文以Y2O3、Yb2O3、Al2(NO3)3·9H2O为原料,以Yb:Y:Al=0.06:2.94:5的配比掺杂2%的Yb取代Y,配成硝酸盐溶液,用NH4HCO3作为沉淀剂,用碳酸盐共沉淀法制备Yb:YAG前驱超细粉体,并用TG-DTA、XRD、IR、SEM等测试方法对其粉体结构和形貌进行分析.结果表明:在1 100℃煅烧过程中,失重约为41%.所得到的Yb:YAG粉体结晶好,烧结性高、纯度较好、形状规则,粒径均匀,均在200～300 nm之间.     

醇水共沉淀法制备Yb:YAG透明陶瓷及其性能研究

Yb:YAG透明陶瓷由于具有宽的吸收带和发射带、高增益、低的热负载、长的荧光寿命、高的量子效率等优点而成为有应用前景的高功率固体激光器用增益介质。本研究优化了粉体的性能并制备了高透明的Yb:YAG陶瓷。以碳酸氢铵为沉淀剂, 分别以纯水或乙醇/水混合物为溶剂, 采用共沉淀法合成了5at%Yb:YAG纳米粉体。在1250 ℃下煅烧4 h得到的所有粉体均为纯YAG相。与纯水溶剂制备的粉体相比, 醇水溶剂制备的粉体具有更小的平均晶粒尺寸和更低的团聚程度。以醇水溶剂制备的粉体为原料, 采用真空烧结法在不添加烧结助剂的情况下成功制备了5at%Yb:YAG透明陶瓷, 并对1500~1825 ℃烧结20 h和1800 ℃烧结10~50 h所得陶瓷的微观结构和直线透过率进行了探究。除在1825 ℃下烧结20 h所得的陶瓷外, 其余的5at%Yb:YAG陶瓷都具有均匀的微观结构。在1800 ℃下烧结50 h制备的5at%Yb:YAG陶瓷具有最高的光学质量, 在1100和400 nm处的直线透过率分别为78.6%和76.7%(样品厚度为2.2 mm)。该Yb:YAG透明陶瓷在937 nm处的吸收截面为5.03×10^-21 cm², 在1031 nm处的发射截面为13.48×10^-21cm²。     

醇水共沉淀法制备Yb:YAG透明陶瓷及其性能研究（英文）

Yb:YAG透明陶瓷由于具有宽的吸收带和发射带、高增益、低的热负载、长的荧光寿命、高的量子效率等优点而成为有应用前景的高功率固体激光器用增益介质。本研究优化了粉体的性能并制备了高透明的Yb:YAG陶瓷。以碳酸氢铵为沉淀剂,分别以纯水或乙醇/水混合物为溶剂,采用共沉淀法合成了5at%Yb:YAG纳米粉体。在1250℃下煅烧4h得到的所有粉体均为纯YAG相。与纯水溶剂制备的粉体相比,醇水溶剂制备的粉体具有更小的平均晶粒尺寸和更低的团聚程度。以醇水溶剂制备的粉体为原料,采用真空烧结法在不添加烧结助剂的情况下成功制备了5at%Yb:YAG透明陶瓷,并对1500～1825℃烧结20 h和1800℃烧结10～50 h所得陶瓷的微观结构和直线透过率进行了探究。除在1825℃下烧结20 h所得的陶瓷外,其余的5at%Yb:YAG陶瓷都具有均匀的微观结构。在1800℃下烧结50 h制备的5at%Yb:YAG陶瓷具有最高的光学质量,在1100和400 nm处的直线透过率分别为78.6%和76.7%(样品厚度为2.2mm)。该Yb:YAG透明陶瓷在937nm处的吸收截面为5.03×10~(–21)cm~2,在1031nm处的发射截面为13.48×10~(–21) cm~2。     

聚丙烯酸铵和柠檬酸铵分散剂对钇铝石榴石陶瓷透光率的影响

使用超声波-微波辅助的醇盐水解沉淀法合成了Y_3Al_5O_(12)(YAG)前驱体,加入烧结助剂及分散剂后真空烧结制备了YAG透明陶瓷,并对添加不同分散剂烧成的YAG透明陶瓷的晶相结构、微观形貌及光学性能进行了表征。结果表明:添加不同分散剂均可获得纯相YAG透明陶瓷;添加聚丙烯酸铵(NH_4PAA),晶粒之间没有明显的晶界,且气孔较大;添加柠檬酸铵(AC),晶粒分散良好,平均晶粒尺寸约为3μm。未添加分散剂时,YAG透明陶瓷在近红外波段处透光率为76%;添加NH_4PAA时,透明陶瓷透光率较低,仅为51%;而添加AC后透明陶瓷透光率可达到78%。添加AC能够细化YAG透明陶瓷晶粒,促进残余气孔排出,从而使YAG透明陶瓷获得更高的透光率。     

无水乙醇注浆成型制备YAG透明陶瓷

以无水乙醇作为分散介质,采用注浆成型工艺和真空烧结技术制备了光学质量良好的YAG透明陶瓷.双面抛光、厚度为3mm的YAG透明陶瓷样品(烧结温度1800℃)在可见光范围内的直线透过率为79%左右,在近红外波段的透过率为80%左右,接近理论透过率84%.样品的平均晶粒尺寸约为30μm,晶界处和晶粒内部均无杂质和第二相存在,也几乎没有气孔的残留.采用无水乙醇做分散剂进行注浆成型是一种很有发展潜力的透明陶瓷成型方法.     

尿素共沉淀法制备Yb:YAG透明激光陶瓷

用尿素做沉淀剂制备出性能良好的透明Yb:YAG陶瓷粉体,并应用DTA-TG、XRD、SEN、红外光谱等测试手段分析其粉体结构和形貌。结果表明在1200℃煅烧过程中,失重约40％,所得到的Yb:YAG粉末结晶性能良好,粒度在150-200nm之间。而且经烧结后的陶瓷断面气孔率低,多晶晶粒尺寸在1-2μm之间。1750℃烧结后得到透光度良好的YAG陶瓷体,样品(φ10mm×2mm)在可见光范围内的透过率约75％。     

铝酸镁荧光透明陶瓷的制备及表征

采用金属醇盐法制备了铝酸镁前躯体,并通过高温煅烧得到了纯相铝酸镁粉体,再将其与荧光粉均匀掺杂,通过热压与热等静压相结合的烧结方法得到了铝酸镁荧光透明陶瓷.将得到的铝酸镁荧光透明陶瓷样品进行了XRD分析,当荧光粉的掺杂浓度达到10％(质量分数,下同)时陶瓷样品中含荧光粉相(YAG),进一步增加掺杂浓度至40％,陶瓷样品中的YAG相更加明显.所得铝酸镁荧光陶瓷在可见光区域的透过率大于70％,样品在蓝光波段(460～480nm)有明显的光吸收.将不同荧光粉掺杂浓度的荧光陶瓷样品进行了SEM分析,与纯相铝酸镁透明陶瓷相比,荧光粉的掺杂使最终得到陶瓷的晶粒尺寸变小,且掺杂浓度越高这种变化越明显.     

共沉淀纳米粉体制备Yb:CaF_2激光陶瓷及其性能研究（英文）

利用共沉淀法合成的粉体,通过真空烧结结合热压烧结后处理制备了掺镱的氟化钙透明陶瓷(Yb:CaF_2)。在600℃预烧1 h, 700℃热压烧结2 h制备的5at%Yb:CaF_2透明陶瓷在1200 nm处的直线透射率达到92.0%。对陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能进行了测试和讨论。研究结果表明,陶瓷样品的显微结构均匀,平均晶粒尺寸为360 nm。此外,计算得到Yb:CaF_2陶瓷在977nm处的吸收截面和1030nm处的发射截面分别为0.39×10~(–20)和0.26×10~(–20)cm~2。最后,对Yb:CaF_2陶瓷激光性能进行了表征,得到最大输出功率为0.9 W,最大斜率效率为23.6%。     

钛酸锶铅梯度功能陶瓷的显微结构及介电性能

采用（Sr_1-xPb_x）TiO₃系列纳米粉末烧结制备了（Sr,Pb）TiO₃系均质与梯度介电功能陶瓷材料,考察了其组成分布、显微结构及介电性能.结果表明,烧结后陶瓷基本致密化,晶粒有所长大（平均粒径约为6.3μm）,其中存在少量圆形封闭气孔;均质陶瓷中Sr和Ph元素分布均匀,梯度陶瓷中则呈阶梯状梯度变化;烧结前后陶瓷相结构明显改变,由原来的立方顺电相为主转变为四方铁电相为主,并存在铁电畴亚结构;梯度化组成有效地优化了（Sr,Pb）TiO₃陶瓷的介电性能,工作温度区间及介温稳定性明显改善.     

金沙土遗址加固材料的制备及性能研究

为了得到综合性能较好的成都金沙土遗址加固材料,采用自由基溶液共聚合和溶胶-凝胶法制备了丙烯酸-有机硅-环氧树脂三元体系的新型有机/无机杂化土遗址保护材料,并将其应用于成都金沙遗址土样的加固,实验结果表明,当TEOS含量为20%时,无机相尺寸为20~70 nm,平均粒度为45 nm,且分散均匀,无机和有机相之间以化学键相连接.增大TEOS的含量可以提高加固材料的耐光老化性和加固土的综合性能(如耐溶剂性、抗水解性等),同时降低加固土的渗透速率.SEM表明加固材料有效地填补了土中的孔洞,降低了孔隙率,并起到了支撑和加固的作用.     

Fe-25Cr-35Ni系合金中的第二相，

采用光学显微镜和扫描电子显微镜以及能谱仪研究了Fe-25Cr-35Ni系合金中的第二相种类和分布。结果表明：Fe-25Cr-35Ni系合金中的第二相主要有3种,即富铌相、氮化物相和碳化物相;其中,富铌相主要沿晶界分布,并且富铌相之间存在成分差异;氮化物相主要为TiN,一般与富铌相共生,其分布主要与氮化物偏析有关;碳化物相数量较多,分布较广泛,晶内、晶界、孪晶界和孪晶内均有分布,经高温固溶处理后可固溶到奥氏体基体中。     

冷却速率对Mg68Zn28Y4自生复合材料I相形成的影响

采用两种不同冷却方式的普通铸造技术在Mg68Zn28Y4合金中制备了镁合金稳定态二十面体准晶相,分析了冷却速率对准晶相形成、分布、数量和晶粒尺寸的影响.通过扫描电镜、能谱分析仪和透射电子显微分析技术,确定了合金的组织、相成分及准晶相结构.结果表明:Mg68Zn28Y4三元合金在室温冷却过程中,准晶相直接从液相形核、长大;在铸铁模型腔内冷却时,铸件断面的温度梯度小,温度场较为平坦,沿铸型纵横截面准晶相分布均匀、晶粒尺寸约为10～15μm;在铸铁板表面冷却时,铸件断面的温度梯度较大,导致冷却速率显著影响准晶相的分布、数量及形貌.准晶相的晶粒尺寸为10～60μm不等,分布由均匀弥散到不均匀散布再到均匀.     

气相生长碳纤维在水泥基材料中的分散性研究

以脱油沥青(DOA)为原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维(VGCFs).利用硬化试件电阻测试法和硬化试件断面形貌法.测试了VGCFs增强水泥的电阻率、变异系数和断面扫描电镜形貌,考察了3种不同制备工艺下VGCFs在增强水泥复合材料中的分散性.结果表明,先将分散剂、消泡荆、VGCFs在水中预分散再加入超细矿粉和水泥的搅拌工艺分散效果最好,干混法与湿混法较差.采用合理的制备工艺(预分散法),当VGCFs掺量为0.2%(体积分数)时可制得纤维均匀分散、电阻率小、变异系数小的VGCFs增强水泥.     

SCR技术半固态制浆及组织形成机理

采用单辊搅拌冷却技术(Shearing-Cooling-Rolling,简称SCR)制备A2017合金半固态浆料,对SCR工艺参数对半固态浆料组织的影响以及组织形成机理进行了研究.结果表明,熔体浇注温度和辊靴型腔高度对半固态浆料组织的影响显著,降低熔体浇注温度或减小辊靴型腔高度,半固态浆料组织从粗大的枝晶和菊花晶转变为细小的等轴晶或球形晶.组织形成机理分析表明,熔体首先在工作辊和靴子表面形核生长,在液流冲击及剪切搅拌的作用下晶核脱落游离进入残余液相区长大成菊花晶,在强烈剪切搅拌作用下,菊花晶断裂破碎最终形成非枝晶组织.     

超细晶粒对纳晶材料断裂韧性的影响

为了研究纳米晶体材料的断裂韧性,该文建立了一个包含两种晶粒的材料模型:超细晶粒(2nm~4nm)和普通纳晶晶粒(20nm~100nm)。超细晶粒可以看作普通纳晶晶粒三晶交的组成部分,并称包含超细晶粒的三晶交为超级三晶交,且均匀地分布在普通纳晶的基体中。裂纹尖端的应力集中会引起晶间滑移,晶间滑移又会导致超级三晶交处刃型位错的产生。该文研究了超级三晶交处的位错对临界应力强度因子的影响,结果表明超细晶粒的存在有效地提高了纳米晶体材料的断裂韧性。     

新型AgSnO2触头材料的制备和电弧侵蚀特性

用高能球磨技术和热压烧结方法制备出新型AgSnO2触头，XRD、光学显微镜和TEM分析表明，在该合金的微观组织中纳米Sn02弥散分布于Ag晶粒内，与常规AgSn02 In2O2触头相比，AgSn02触头的表面没有明显的液体喷溅和燃弧裂纹，呈现出比较好的耐电弧侵蚀特性．     

稀土配合物杂化材料的制备与性能研究

综述了近年来稀土配合物杂化材料的制备和性能．按基质的不同，稀土配合物杂化材料可分为稀土配合物，无机杂化材料，稀土配合物，有机杂化材料以及稀土配合物，混合基质杂化材料。本文对以上3种杂化材料的优缺点进行了较为详细的分析，并提出一步法制备稀土配合物杂化材料，以简化合戍步骤，提高稀土配合物在基质分布的均匀性，因而该方法有望戍为制备稀土配合物杂化材料的一个重要发展方向。     

电镀钨合金镀层组织及其耐腐蚀性能研究

主要分析了电镀钨合金镀层质量及其耐H2S-CO2腐蚀性能。通过SEM、EDX和XRD分析发现镀层与基体结合强度较高,但镀层淬火处理时出现龟裂现象,裂纹均匀排布于镀层表面。腐蚀评价表明腐蚀作用只发生在镀层淬火所形成的裂缝部位,造成裂缝内部充满大量腐蚀产物,非裂纹表面未见腐蚀。指出镀钨合金若用于酸性环境,尚需优化配方、降低硬度、增加韧性,此外还应检测基材屈服强度85%拉应力下的镀层应力腐蚀开裂行为。