Nd:GGG晶体的体缺陷研究

本文从宏观和微观上研究了Nd:GGG晶体的体缺陷,发现Nd:GGG晶体的体缺陷主要包括开裂、沉积物、空洞和包裹物等.扫面电镜及能谱分析结果表明,空洞中的物质分别为[Gd(Nd)]4Ga2O9、[Gd(Nd)]3GaO6 和[Gd(Nd)]GaO3.包裹物的主要是组分是Ga2O3,是由于晶体生长过程中原料挥发通过固-液界面进入晶体而形成的.     

掺钕钆镓石榴石晶体的激光性能

采用提拉法生长了Nd：Gd3Ga3O12（Nd：GGG）晶体。切割后的样品经过端面抛光,测试了荧光光谱、吸收光谱和激光性能。荧光光谱表明：晶体的最强的荧光发射峰位于1062nm,是Nd^3＋的4^F3/2-4^I11/2谱项导致的荧光发射。由吸收光谱发现：Nd：GGG晶体的最强吸收峰位于808nm,表明该晶体适合于激光二极管泵浦．并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加。激光性能测试结果表明：激光二极管泵浦时光-光转换效率为33.＋8％,斜效率为57.8％。     

Yb:Gd3Ga5O12多晶粉体的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法合成了Yb:Gd3Ga5O12(Yb:GGG)多晶粉体.利用X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜、红外光谱、荧光光谱测试手段,对前驱体及煅烧的粉体的结构、形貌及光谱性能进行了研究.结果表明:950 ℃煅烧的粉体已是属于体心立方的晶体结构的Yb:GGG纯相.热重-差热分析表明:Yb:GGG超细粉体的总的质量损失为29.13%,初晶化温度在830.6 ℃附近,粉体在1 246 ℃左右晶化程度较高.随着煅烧温度的提高前驱粉体粒度不断增加,形成Yb:GGG纯相的最佳的煅烧温度为950 ℃,所获得的纳米粉体粒度约为80～100 nm,粒径均匀、分散性和流动性较好.荧光光谱表明,主要发射峰位于1 030 nm,是Yb3 的基态2F7/2与激发态2F5/2能级跃迁导致的荧光发射.     

Yb3+:Gd3Ga5O12激光晶体原料合成与生长的研究

采用溶胶-凝胶法合成了Yb：GGG多晶料.以XRD分析方法对合成料的前驱体及烧成的粉体的相结构进行了研究,XRD分析结果表明,950 ℃煅烧的粉体已是Yb:GGG纯相.采用提拉法,通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数等生长了Yb:GGG晶体.荧光光谱测试结果表明,Yb:GGG晶体主要发射峰位于1030 nm,该荧光是由Yb3+激发态2F5/2向基态2F7/2能级跃迁产生的.     

柠檬酸凝胶燃烧法制备GGG∶Eu3+,Bi3+多晶发光粉体及其表征

本文以Gd2O3、Ga2O3、Eu2O3、Bi(NO3)3·5H2O和柠檬酸为原料,采用凝胶燃烧法制备出GGG∶ Eu3+,Bi3+多晶发光粉体,并对样品进行了XRD、SEM、FT-IR、PL测试.XRD和FT-IR分析结果表明合成的发光粉体均形成GGG相.SEM显示样品晶粒呈球形或类球形,直径约60 nm.PL分析显示样品最强发射峰位于592 nm处,属于Eu3+的5D0-7F1磁偶极跃迁.掺杂Bi3+的样品发光强度明显高于未掺杂Bi3+的样品,而发射峰位置不变,当掺杂的Bi3浓度逐渐增加时,样品GGG∶Eu3+0.05,Bi3+x的发光强度先随Bi3+浓度的增加而不断增强,当体系中掺杂Bi3+的摩尔分数达到x=5％时,GGG∶ Eu3+0.05,Bi3+x的发光强度达到最大值.再之后随Bi3+掺杂浓度的增加发光强度减弱,这可能是因为Bi3+和Eu3+之间的能量传递方式主要是偶极-偶极作用,传递效率主要决定于两种离子间距离.     

Nd：GGG多晶原料的制备与表征

采用固相反应法制备了Nd:GGG晶体原料.XRD测试结果表明,固相反应法合成Nd:GGG原料的最佳温度为1300 ℃;扫描电镜观察发现,粉体颗粒呈球形,平均粒径约为1 μm;荧光性能的分析表明,荧光发射的最强峰位于1061.54 nm处,是Nd3+4F3/2-4I11/2跃迁产生的荧光发射.     

闪烁陶瓷及其在医学X-CT上的应用

闪烁陶瓷是一类新型的功能陶瓷材料。同闪烁单晶相比，闪烁陶瓷具有物理化学性质稳定、制备工艺简单、成本低、容易实现均匀掺杂等优点。综述了闪烁陶瓷的研究现状，重点阐明：硫氧化钆Gd2O2S(gadolinium oxysulfide，GOS)，氧化钇钆(Y，Gd)2O3(yttria-gadolinia，YGO)和钆镓石榴石Gd3Ga5O12(gadolinium gallium garnet，GGG)3类闪烁陶瓷的制备工艺和相关的闪烁性能。在此基础上，介绍了闪烁陶瓷在医学X射线计算机断层扫描影像术(X-ray computed tomography，X-CT)中的应用现状并展望闪烁陶瓷的发展前景。     

铒镱共掺钆镓石榴石激光晶体生长及荧光光谱分析

采用提拉法生长了掺10%(摩尔分数,下同)Yb3+、掺Er3+分别为3%,5%和10%的Er3+:Yb3+:Gd3Ga5O12(Er:Yb:GGG)晶体。分析了Er:Yb:GGG晶体的结构和荧光光谱。结果表明:所生长的晶体属于立方晶系,Ia3d空间群。在980nm激光激发下,晶体样品在1000～1600nm范围内存在3个较强的发射带,相应的发射峰分别位于1030,1471nm和1534nm附近。由于Yb3+对Er3+的敏化作用,随着Er3+掺量的递增,1030nm处的发射峰强度逐渐减弱,1471nm和1534nm处的发射峰强度逐渐增强。计算了各个发射峰的受激发射截面积,铒和镱离子掺量为10%的晶体(10%Er:10%Yb:GGG)的受激发射截面高达2.0073×10–18cm2,可以产生较强的1534nm人眼安全波段的激光。     

光学级硅酸镓镧晶体的生长初探(Ⅰ)--晶体原料、起始配比与提出量的讨论

根据制作La3Ga5SiO14(LGS)晶体电光Q开关的需要,生长了可用于制作电光Q开关的LGS晶体。根据大量晶体生长实验的结果,讨论了晶体原料纯度、来源、晶体原料起始组分配比及晶体提出量与晶体质量的关系,认为Ga2O3的纯度和来源对晶体质量的影响最大。实际生长光学应用的LGS晶体过程中,La2O3纯度为5N(或6N),而SiO2为6N。起始组分配比应选共熔点处的配比,即x(La2O3)=30．00％,x(Ga2O3)=50．65％,x(SiO2)=19．35％。考虑到生长过程中Ga2O3的挥发,Ga2O3应适当过量,n(Ga)／n(Si)范围为5．20～5．30。晶体提出量与起始组分有关,晶体提出量以50％～60％为宜。     

硅酸镓镧结构的新型压电晶体的研究进展

新型压电晶体La3Ga5SiO14因其低声速、零温度切向和良好的高温稳定性受到关注，但是昂贵的Ga2O3原料阻碍了它的工业应用。通过离子置换可获得具有langasite结构的多种新型压电晶体。综述介绍了置换La，Ga，Si形成的新型压电晶体的最新研究进展，比较分析了不同晶体的优势及其存在的问题。在这些新晶体中，由于Sr3Ga2Ge4O14（SGG)具有熔点较低、性能较高的综合优势，它有可能成为新一代表面波器件的重要候选材料。与提拉法相比，采用增蜗密封的下降法生长SGG单晶；可以显著提高晶体产率，降低成本。     

铁电晶体TGS的快速生长

报道了TGS晶体的溶液状态及其快速生长的实验结果。发现了pH为2.52的溶液是实现快速生长的最佳溶液,利用快速旋转叶片来加速溶液对流,对于截面积为40mm×40 mm的(010)面,其生长速度达到了5mm/d,对快速生长的TGS晶体的性能研究表明:其热电和介电性能也发生了一些变化。     

BaAlBO3F2晶体的生长与形貌

以NaF为助熔剂,BaAlBO3F2和NaF摩尔比为11.5,采用熔盐籽晶生长方法,沿[001]方向生长出尺寸为18 mm×18 mm×12 mm的BaAlBO3F2(BABF)晶体.晶体生长参数降温速率为2～4℃/d,晶体旋转速率为15 r/min.研究了BABF晶体的生长形貌,BABF晶体生长过程中,呈现出(001)和(100)晶面.测试了BABF的粉末倍频效应,其倍频系数约为KDP晶体倍频系数的0.8倍.室温下测试了BABF晶体的显微硬度,其(001)面与(100)面显微硬度分别为10.99 GPa和8.137 GPa.     

NaBi(WO_4)_2晶体生长与开裂研究

钨酸铋钠 [分子式 :NaBi(WO4) 2 简称NBW ]是一种性能优良的闪烁晶体 .本工作采用提拉法生长出直径为 45mm ,高为 3 5mm的大尺寸NBW晶体 ,对生长的晶体中存在的开裂现象进行了研究 ,从理论上讨论了晶体中的热应力和热应变与晶体尺寸、温度梯度、提拉速度和转速等生长工艺参数之间的关系 .实验研究发现 ,晶体开裂与生长速度过快、转速过大、晶体冷却速率过快所造成的热应力有关 .并给出了制备无开裂优质NBW晶体的最佳生长工艺参数     

硒化锌晶体加工工艺研究

根据硒化锌(ZnSe)晶体材料的性能特点,在大量试验的基础上,探索出了一套实用的、行之有效的ZnSe晶体的整盘等厚加工工艺。加工中采用双氧水溶剂浸泡Al2O3抛光剂,软化了Al2O3磨料。结果表明：该工艺技术有效地提高了ZnSe晶体零件的表面光洁度,保证了同心度,对于实际生产有一定的推广应用价值。     

NaBi(WO4)2晶体生长与光谱性能

采用提拉法生长出钨酸铋钠晶体[分子式NaBi(WO4)2, 简称NBW].生长过程中, 对影响晶体开裂的原因进行了详细的分析, 设计了合理的工艺参数 液面上下10mm内的温度梯度为0.8 ℃/mm, 径向温度梯度小于0.3 ℃/mm.拉速为2～4 mm/h, 转速为10～15 r/min, 降温速率为25 ℃/h, 生长出尺寸为45 mm×35 mm的高质量的钨酸铋钠晶体.X射线衍射分析结果表明, NBW晶体属于四方晶系,空间群为I41/a.光透射测试结果表明了NBW晶体的抗辐照损伤能力强;发射光谱分析发现它的发射峰值位于可见光绿光波段.     

Ce:LuAlO3晶体的热稳定性研究

铈掺杂铝酸镥(Ce:LuAlO3)晶体是一种具有钙钛矿结构的新型无机闪烁体.用提拉法试图从n(Lu2O3):n(Al2O3)=1:1的熔体中生长Ce:LuAlO3晶体.实验表明:在缓慢结晶条件下得到的不是Ce:LuAlO3晶体,而是镥铝石榴石[Lu3Al2(AlO4)3].只有急速降温才能够获得Ce:LuAlO3晶体.退火和差热分析表明:Ce:LuAlO3晶体只存在于高温条件下,当温度下降时,它会分解成Lu3Al2(AlO4)3,Lu4Al 2O9和Lu2O3.造成LuAlO3晶体在低温下结构不稳定的原因是Lu离子的半径太小,它只适应于配位数是8的石榴石结构,只有在高温下才能适应配位数是12的钙钛矿结构.     

三聚磷酸钠对二水石膏晶体生长习性与晶体形貌的影响

三聚磷酸钠是建筑石膏高效缓凝剂.用扫描电镜和X射线光电子能谱研究了三聚磷酸钠对建筑石膏凝结硬化、液相离子浓度与过饱和度、二水石膏晶体生长习性与形貌的影响.从晶体生长的角度分析了三聚磷酸钠对二水石膏的作用机理.结果表明:三聚磷酸钠显著改变了二水石膏晶体的生长习性,使其由针状变为短柱状或板状,且晶体尺度增加;三聚磷酸钠通过化学作用选择吸附在二水石膏晶体(111)面,抑制其在c轴方向的生长;改变了晶面在不同轴向的相对生长速率,使二水石膏晶体生长习性和形貌发生了改变;三聚磷酸钠使石膏液相离子浓度和过饱和度降低,晶体成核几率和成核速率降低,导致二水石膏晶体粗化.     

水溶液中硫酸钾晶体生长动力学

The single crystal growth rates of potassium sulfate in pure aqueous solution under different conditions were determined by photomicrography in a flow system for crystal growth. The effects of themain controlling factors, such as supersaturation, crystal size, solution velocity and crystal growth temperature, on crystal growth rates of potassium sulfate were discussed in detail by using non-linear regression from the experimental data, and several empirical relationships were given. The results showed that the growth rates of crystals increased with supersaturation, crystal size, solution velocity and temperature. Moreover supersaturation was the most important controlling factor influencing growth rates of crystals, crystal size and solution velocity were the secondary and temperature was the least.Furthermore, It was found that the growth rate of crystals along the [100] crystallographic axis was higher than that along the [001] in the same condition. The effect of every factor on crystal growth rates along the [100] crystallographic axis was stronger than that along the [001].     

Yb:Ca5(PO4)3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb：Ca5（PO4）2F（Yb：FAP）晶体。运用化学腐蚀,光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷,以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况,同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知：晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比,出现组分过冷,形成包裹物。且位错密度显著增加。Yb：FAP晶体的各向异性使得晶体在（10 10）面的位错蚀坑形状、大小以及深度不同,而（0001）面的位错蚀坑呈规则的六边形;这也是晶体中形成亚晶界结构的主要原因。讨论了减少晶体中缺陷的一些方法。     

添加晶种对水泥熟料显微结构的影响

本研究采用平行对比实验方法，用同质熟料作为晶种加入到水泥生料中，利用ＸＲＤ，ＴＡ，ＳＥＭ／ＥＤＡ等测试方法，对不同煅烧温度下的熟普进行了综合分析，着重探讨了晶种对熟料形成过程的固相反应期、固液相反应期的诱导作用，并通过观察熟料显微在诱导作用面引起的变化，证实晶种可促进产矿物的形成并提高熟料质量。