三维网络多孔陶瓷/金属复合材料的研究新进展

三维网络多孔陶瓷/金属双(共)连续相复合材料(C⁴材料)具有各向同性和正向加合性质,在摩擦器件和制动元件、电子封装材料及散热器件、航空航天器件、光学仪表材料、运动器械等领域具有广阔的应用前景。本文较为详细地介绍了C⁴材料的各种制备技术,并对比了它们的优缺点,在此基础上,重点阐述了本课题组提出的原位反应无压浸渗新工艺和最新研究进展,并对C⁴材料的未来发展趋势进行了展望。     

近化学计量比LiNbO3晶体的坩埚下降法生长

报道了化学计量比LiNbO3(stoichiometric lithium niobate, SLN)晶体的坩埚下降法生长.采用一致融熔成分铌酸锂籽晶,以K2O为助熔剂,在自制的坩埚下降炉内生长SLN晶体.最高炉温控制在1 300 ℃附近,固液界面处的纵向温度梯度为40～60 ℃/cm,坩埚下降速率小于5 mm/d,在密闭的铂坩埚中,成功地生长出尺寸为25 mm×40 mm的近化学计量比铌酸锂单晶.测得晶体的Curie温度为190 ℃,利用有关公式计算出所得晶体的n(Li)/n(Li+Nb)为0.495 6,研究了熔体的析晶行为及晶体的宏观缺陷.     

氧化铽磁光材料及应用

高Verdet常数、大尺寸的磁光材料是发展高性能光隔离器的核心光学元件,能够促进光隔离系统向集成化、小型化方向发展。氧化铽(Tb₂O₃)在500～1 500 nm波长范围内无吸收峰,其Verdet常数是铽镓石榴石单晶(Tb₃Ga₅O₁₂,TGG)的3.5倍以上。由于氧化铽在1 550℃至熔点温度区间存在多级相变,使得通过熔体法生长氧化铽单晶十分困难。本文综述了氧化铽单晶和陶瓷制备的发展历史、工艺过程和制备难点,对纳米晶无压氢气烧结制备氧化铽陶瓷进行了概述,涉及钇稳定氧化铽、镥稳定氧化铽及氧化锆和氧化镧掺杂氧化铽陶瓷等,并展望了NC–PLSH技术在制备氧化铽材料方面的优势。     

TiCp/Ag-Cu-Ti复合钎料膜制备及其在SiC陶瓷连接上的应用

采用通用型流变仪研究分散剂种类及含量、粘结剂含量和浆料固含量对浆料流变性的影响;采用SEM、EDS研究SiC接头的微观结构和相组成,探讨影响抗弯强度的因素。结果表明,分散剂蓖麻油磷酸酯的质量分数为5%、粘结剂PVB的质量分数为2.6%及固含量的体积分数为26%时,浆料流变性良好,复合钎料膜韧性好,增强体分布均匀。以此膜连接SiC陶瓷接头的微观结构结果表明,连接界面致密无缺陷,界面反应层厚度为0.9~1.5μm,增强体TiC均匀分散金属钎料基体中,与金属钎料无化学反应;TiC加入可提高连接部件的抗弯强度,而抗弯强度与反应层厚度关系密切,SiC连接部件最高抗弯强度为92 MPa,而此时的反应层厚度为1.5μm。     

铌酸钾锂晶体的生长技术

铌酸钾锂被认为是目前综合性能指数最高的非线性光学晶体,在半导体二极管蓝激光倍频方面有广阔的应用前景。本文综述了用于蓝光倍频的铌酸钾锂晶体生长研究进展,比较了不同生长方法的优缺点,报道了我们在该晶体坩埚下降法生长研究方面的最新成果。     

氟化物激光晶体 Nd3+:LiYF4的坩埚下降法生长

本文报道了氟化物激光晶体Ｎｄ３＋： ＬｉＹＦ４的坩埚下降法生长工艺．采用经氟化处理的无水氟化物原料,按照 ＬｉＦ： ＹＦ３＝ ５１．５： ４８．５的比例配料,控制炉体温度于 ９２０～９６０℃,晶体生长速度为 ０．４～０．８ ｍｍ／ｈ,通过密闭条件下的坩埚下降法生长出尺寸为 ４２５ｍｍ×８０ｍｍ的完整单晶．     

弛豫铁电单晶PZNT93/7的生长与电性能研究

以50mol％PbO为助溶剂,采用溶剂-坩埚下降法生长了Pb[(Zn1/3Nb2/3)0.93Ti0.07]O3(PZNT93/7)弛豫铁电单晶.为了控制成核,我们在坩埚底部设计了一个通气装置以诱导自发成核.晶体在Pt坩埚中生长,坩埚尺寸为40mm×40mm×300mm,下降速率为0.5mm/h,通气流量为1～1.6L/min.所得晶体最大尺寸达φ30mm×25mm.该晶体具有明显的结晶学形貌.X射线定向表明,其主要显露面为(001).由于气流不稳定以及质量输运较慢,晶体内部容易形成一些红色PbO包裹.介电和铁电性能研究表明,该晶体的性能能够满足新型医疗诊断设备对阵列换能器的要求.     

弛豫铁电单晶PZNT91/9的生长与畴结构研究

采用熔剂-坩埚下降法生长了91%Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-9%PbTiO3(PZNT91/9)(摩尔分数)弛豫铁电单晶,PbO助熔剂摩尔分数控制在50%左右。所得晶体被PbO助熔剂包裹,将其浸泡在热HNO3中1～2天即可除去PbO。晶体呈浅黄色,具有明显的结晶学生长面。晶体沿(001)面切出数片,晶片质量明显好于通气Bridgman法生长的PZNT单晶。偏光显微镜可观察到71°、90°、180°畴或微畴区。晶片极化条件为:垂直于C面施加1kV/mm的电场并保持10～15min。     

氟化物激光晶体Cr∶LiSAF的坩埚下降法生长

报道了氟化物激光晶体Cr∶LiSAF的坩埚下降法生长工艺。采用经氟化处理的无水氟化物原料 ,按照LiF∶SrF2 ∶(AlF3 +CrF3 ) =1∶1∶1的摩尔比配料 ,控制炉体温度于 90 0～940℃ ,晶体生长速度为 0 .4～ 0 .8mm /h ,通过密闭条件下的坩埚下降法生长出大尺寸 ( 2 5mm× 85mm )的优质完整的Cr∶LiSAF单晶     

四英寸四硼酸锂压电晶体的生长研究

以直径3英寸Li2B4O7晶体为籽晶，采用改进型坩埚下降法在Pt坩埚中生长了直径105mm、长度120mm、无宏观缺陷的高质量Li2B4O7晶体。生长速率＜0.3mm/h，固液界面附近的温度梯度约为30℃／cm。探讨了开裂、孪晶、包裹体等缺陷的形成和消除办法，测试了该晶体的性能。介电常数ε11＝9．33，压电系数d33＝0．94C/m^2，机电偶合系数k33＝0．42，高机电偶合系数和低介电常数表明该晶体在高频声表面波器件应用方面具有很大的潜力。