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.     

Lu_2SiO_5∶Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了40mm×60mm的Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题:(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体。生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的。     

石榴石系列闪烁晶体的研究进展

主要对石榴石系列闪烁晶体近10多年的研究和发展情况进行了梳理。介绍了Pr、Ce掺杂的(Lu,Y)AG晶体中不同发光中心的发光机理、能量的传递、载流子再束缚过程等;阐述了反位缺陷(antisite defect,AD)对发光中心发光性能的影响及其作用机制;用带隙工程理论分析了Gd、Ga掺入可以消除AD缺陷副作用的机理。展示了新型石榴石晶体Gd3(Ga5–xAlx)O12:Ce(GGAG:Ce)晶体的光产额和能量分辨率,预计这类多组分掺杂将把石榴石晶体的发展引入一个新的阶段。     

Lu2SiO5:Ce晶体生长中存在的主要问题

用提拉法生长了φ40 mm×60 mm的Lu2SiO5Ce(LSOCe)晶体,讨论了晶体生长中存在的3个主要问题(1)偏组分;(2)铱金坩埚的被熔蚀和挥发;(3)LSO晶体中的包裹体.生长LSO晶体过程中SiO2容易挥发,在籽晶夹和炉膛内结晶成方石英相,造成组分偏析;在高温下铱金坩埚会被熔蚀,铱则会直接挥发,熔体中出现铱金碎片,严重影响接种、缩颈工艺等,所生长晶体表面也会粘附很多铱金颗粒,采用双抽双充气的办法减弱了铱金的挥发,基本上克服了铱金的干扰;LSO晶体中出现的包裹物主要是Lu2O3,也有极少量的气孔,Lu2O3主要是由于固相反应不彻底和SiO2挥发引起的.     

Gd_(3(1-x))Al_5O_(12)∶RE_(3X)分立材料芯片制备及发光性能研究

将组合材料芯片技术中四元组合法应用于新型发光材料Gd3(1-x)Al5O12∶RE3X的RE激活剂和敏化剂种类优选.由Gd3Al5O12基体材料芯片获得如下的研究结果:1)在紫外激发下(254 nm)Gd3(1-x)Al5O3∶Eu3x材料具有红色荧光性能;2)Pr(n(Pr)∶n(Eu)<1∶10)、Ce(n(Ce)∶n(Eu)<1∶10)共掺杂时会降低发光强度.光谱分析表明:Pr、Ce能级嵌入,使得激活剂和敏化剂发生共振能量传递,是Gd3Al5O12∶Eu(简称为GAG∶Eu)发光效率降低的主要原因.筛选结果得到柠檬酸盐硝酸盐溶胶凝胶法制备粉体筛选实验结果验证.实验结果表明组合法在发光材料开发上具有高效性.     

LED白光照明用(Y0.98-xSrx)3Al5O12:Ce0.06和(Y0.98-xBax)3Al5O12:Ce0.06系列荧光粉的晶相与荧光光谱

本研究采用较温和的高温固相法,用碱土金属离子Sr2+和Ba2+取代Y3+离子进行基质取代,合成了一系列(Y0.98-xSr)3Al5O12:Ce0.06和(Y0.98-xBax)3Al5O12:Ce0.06荧光粉.运用XRD对荧光粉进行了表征,试验结果表明:在一定的掺杂取代范围内,这些体系具有立方石榴石结构.运用荧光光...     

Ce:Fe:LiNbO3晶体的生长及光折变性能

在氧化锂(Li2O)摩尔分数(下同)为48.6%～58%的LiNbO3中掺入0.1%的氧化铈(CeO2)和质量分数为0.03%的氧化铁(Fe2O3),用提拉法技术生长出高光学质量的具有不同摩尔比n(Li)/n(Nb)的Ce:Fe:LiNbO3晶体.通过紫外-可见光谱和红外光谱测试了晶体样品的组成和缺陷结构.通过二波耦合实验系统研究了Ce:Fe:LiNbO3晶体样品的光折变性能.结果表明:晶体样品随n(Li)/n(Nb)比增加,样品的衍射效率降低,动态范围降低,但是,全息响应速率和光折变灵敏度提高.     

TiO_2/Al_2O_3/Fe_3O_4的低温水热法制备及其光催化和磁回收性能

以原位合成法制备的Al2O3/Fe3O4磁性粒子为载体,采用低温水解法制备了Ti O2/Al2O3/Fe3O4磁载光催化剂。用XRD、SEM、TEM等对制备的磁载光催化剂的结构进行了表征。以25 mg/L苯酚为模拟污染物,对制备的磁载光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明:对于n(Ti O2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)=60∶5∶1条件下制备的磁载光催化剂,当光催化反应时间为120 min,催化剂质量浓度(以Ti O2计)为1 g/L时,降解苯酚的反应速率常数为0.022 3,循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.004 1,平均回收率可达85.06%。     

高锌釉的组成与结构（不添加乳浊剂的乳白釉研究之一）

本研究在较宽的组成范围内设计了一系列高氧化锌釉，通过大量的组成试验，得到了乳浊、结晶、无光及透明四种不同形态的釉，借助于X衍射及电镜分析，明确了这四种形态的轴结构具有本质的差别，而且，其结构与釉组成，特别是Al2O3和SiO2的组成密切相关。在高Al2O3的组成条件下形成的乳浊光泽釉结构是由于高温下产生了锌铝尖晶石(ZnO·Al2O3)结晶，晶体尺寸为0．5～3p，均匀分布釉中形成乳浊，在低Al2O3及低SiO2组成条件下，釉中形成的硅锌矿(2ZnO·SiO2)结晶，晶体呈放射状，尺寸较大，最大可达4～5mm，形成结晶釉面；在高SiO2组成条件下，釉面大量散布着2～5μ石英晶体，多为鳞石英，釉面呈半无光至无光状态；在一般中等含量SiO2，Al2O3组成条件下，釉结构基本为玻璃体。本研究还对尖晶石乳浊轴的各种应用性能进行了测定与分析。     

刚玉斜锆石共晶体为主晶相的Al2O3-ZrO2系高温陶瓷的研制

通过控制ZrO2、Al2O3的相对含量,加入适当的分散剂,调节pH值,调节沉淀剂的加入量和加入顺序等,制备出Al(OH)3与Zr(OH)4胶体沉淀,然后通过煅烧获得ZrO2、Al2O3微米甚至纳米级细粉,采用压制成型工艺,高温烧成,制备出板状刚玉斜锆石共晶体细结晶陶瓷.     

Ce~(3+):LiYF_4和Ce~(3+):LiLuF_4晶体生长与其紫外光谱特征

采用提拉法在CF4气氛中生长高质量掺Ce3+的LiYF4和LiLuF4晶体.测试了晶体的紫外光谱,并从配位场理论角度解释了Ce3+在2种氟化物晶体中紫外光谱特性的差异.结果表明:Ce3+在LiYF4晶体的吸收谱宽度比在LiLuF4晶体中更宽.Ce3+:LiYF4晶体的吸收峰和荧光峰的位置相对Ce3+:LiLuF4晶体的出现紫移.认为其主要原因是由于在LiYF4晶体中,Ce3+和相邻的F的距离更近,Ce3+的d电子与F之间的相互排斥作用更大.     

蒸汽相体系下低硅沸石DFT和GIS的合成

采用蒸汽相合成法,在F-作为矿化剂以及乙二胺作为液相的条件下,合成出低硅沸石DFT和GIS。重点考察了氢氟酸(HF)用量和硅铝比(n(Si O2)/n(Al2O3))对低硅沸石DFT和GIS合成的影响,其较佳固相凝胶组成分别为:n(HF)∶n(Si O2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=0.5∶1.0∶0.5∶5.0,n(HF)∶n(Si O2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=2.5∶1.0∶0.5∶5.0。元素分析和热重结果表明,双质子化的乙二胺起到平衡骨架负电荷的作用,结构导向合成出低硅沸石DFT和GIS。HF的用量对合成产物物相有明显影响,少量的HF有利于合成低硅沸石DFT,增加HF的用量则导致低硅沸石GIS的生成。     

地聚合物胶凝材料的组成设计和结构特征

采用正交设计方法,对影响地聚合物合成的3个关键配比参数:n(SiO2)/n(Al2O3),n(M2O)/n(Al2O3)和n(H2O)/n(M2O)进行了优选和优化.优选出Na地聚合物的最佳配比为:n(SiO2)/n(Al2O3)=4.5,n(Na2O)/n(Al2O3=0.8,n(H2O)/n(Na2O)=5.0.对地聚合物硬化体结构特征、主要组成元素Si,Al的配位状态进行了研究.结果表明:地聚物硬化体中Al元素主要以4配位态形式存在,而Si元素主要以SiQ4(4Al),SiQ4(2Al)形式存在.最后,根据核磁共振谱的测试结果并结合相同化学组成的沸石的空间构型,利用数理统计理论建立了地聚合物的分子结构模型.     

邻菲罗啉、间苯二甲酸和Ce3+配合物的合成及晶体培养

邻菲罗啉、间苯二甲酸与Ce3 在一定的条件下配位可形成配合物。本文重点介绍以上各种物质按1∶1∶1的摩尔比混合,并以95%的乙醇作为溶剂,经过充分搅拌,在常温下静置数天挥发部分乙醇,即可培养出无色块状晶体。     

煅烧温度对熔盐法制备硼酸铝晶须的影响

硼酸铝晶须具有密度低、拉伸强度高、热膨胀系数低、耐蚀性优异以及成本低廉等优点,是一种优良的增强材料。以Al(NO3)3·9H2O、H3BO3为原料,Na2SO4为助熔剂,采用熔盐法制备硼酸铝晶须。利用XRD、SEM和TG-DSC研究煅烧温度对产物物相、形貌以及生长过程的影响。结果表明,在煅烧温度为1100℃、煅烧时间为5h、n(Al)∶n(B)=5∶2、n(Al+B)∶n(Na)=5∶12的条件下,可合成直径约0.7μm、长度约8.7μm的Al18B4O33晶须。相同煅烧温度下,n(Al+B)∶n(Na)=5∶12时制得的晶须明显优于n(Al+B)∶n(Na)=5∶8时制得的晶须。     

Y_2O_3-Al_2O_3粉体固相反应制备Y-Al-O体系陶瓷的对比研究

研究了摩尔比n(Y2O3):n(Al2O3)分别为2:1、1:1和3:5的粉体在不同温度发生的相变及其高温烧结的陶瓷。Y2O3-Al2O3粉体经球磨后在1750℃真空烧结制备陶瓷。用差热-热重、X射线衍射及扫描电子显微镜表征制备的Y2O3-Al2O3材料。结果表明:在低于800℃时,Y2O3-Al2O3之间未发生反应;在1000℃煅烧后,出现Y4Al2O9(YAM)相;1200℃煅烧后,出现YAlO3(YAP)相和钇铝石榴石(yttrium aluminumgarnet,YAG)相。n(Y2O3):n(Al2O3)=3:5粉体在1400℃煅烧后生成YAG纯相。n(Y2O3):n(Al2O3)=2:1、3:5粉体烧结的陶瓷的物相分别为YAM相和YAG相,其相对体积密度分别为97.8%和99.95%,n(Y2O3):n(Al2O3)=1:1粉体烧结陶瓷的物相为多相共存,3种配比制备陶瓷断口的形貌差别较大。     

ZSM-5分子筛膜的形成过程及其影响因素

采用打磨法在多孔-αAl2O3载体上引入尺寸为100 nm的分子筛晶种,再用水热法合成了ZSM-5分子筛膜。考察了合成液中硅铝比、水硅比和碱度等对成膜的影响,并对合成的膜进行SEM、XRD表征。结果表明,在反应液配比为n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(Na2O)∶n(NBA)∶n(H2O)=100.0∶1.0∶9.0∶20.0∶3 000.0时,合成分子筛膜最好,膜厚约为11μm。并通过不同时间下的膜的SEM图表征膜的成膜过程,成膜主要是液相机制起作用,即存在于溶液中硅酸根和铝酸根离子在晶种的表面上缩聚使晶体长大。     

掺杂LiNbO3晶体的光折变性能

在LiNbO3中掺进CeO2 ,MnCO3生长Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体 ,晶体被极化和还原处理。X射线衍射仪测试晶体的晶格常数 ,采用UV -Spectrophotometer测试晶体的吸收光谱。讨论了掺杂离子对晶格常数的影响、掺杂离子在晶体中的占位及使LiNbO3晶体吸收边发生红移的机理。利用二波耦合实验测试了晶体的指数增益系数、衍射效率和响应时间 ,结果表明 :Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数达到 2 2cm- 1 ,Ce∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数为 17cm- 1 ;Ce∶Mn∶LiNbO3和Ce∶LiNbO3晶体的有效载流子浓度分别为 0 .4× 10 1 5cm- 3和 0 .2× 10 1 5cm- 3;最大衍射效率分别为 85 %和 72 % ;Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的二波耦合响应时间分别为 3min和 3.5min。与Ce∶LiNbO3晶体相比 ,Ce∶Mn∶LiNbO3是性能更为优良的光折变晶体     

Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂的制备研究

以铈、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,经沉淀、焙烧制得Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂。通过单因素试验考察了催化剂制备条件对催化剂活性的影响,得到制备催化剂的优化工艺为:n(Ce)∶n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=0.1∶2∶4∶2,反应温度为125℃,焙烧温度为750℃,焙烧时间为6 h。将优化条件下制备的催化剂用于蓖麻油和甲醇的酯交换反应,在醇/油摩尔比为9,催化剂/油质量比为0.04,反应温度为60℃,搅拌速率为550 r/min及反应时间为4 h的条件下,蓖麻油转化率可达86%。采用Hammett指示剂法、TG、BET、XRD及SEM对催化剂及其前驱体进行表征,结果表明:Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱的碱强度H_在7.2~11.2之间;Ce-Ca-Zn-Al类水滑石在760℃后质量几乎为定值;Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂比表面积为28.51 m~2/g,孔容为0.061 38 cm~3/g,且主要由Ca O、Zn O及Al2O33种晶体组成。     

钛硅分子筛ETS-10的合成和表征

以硅酸钠溶胶、硫酸钛为起始原料,在含KF碱性水热体系中制备出ETS-10钛硅酸盐分子筛;考察了原料的配比、晶化时间与温度对ETS-10合成的影响。应用XRD、SEM、EDX、FTIR和N2吸附技术表征了合成的ETS-10的结构和物性。结果表明,用组成为n(SiO2)∶n(TiO2)∶n(Na2O)∶n(KF)∶n(H2O)=7.5∶1.0∶5.0∶3.0∶198的凝胶,在463K(48h)和无模板剂的条件下,合成出结晶度良好的ETS-10。ETS-10晶体具有规则的四方切角锥形晶貌和微孔性质,比表面积和孔容分别为383.75cm2/g和0.16cm3/g;典型样品的化学组成接近已知的ETS-10组成表达式(Na,K)2TiSi5O13.4H2O。