CaO-BaO-Al2O3红外玻璃的形成及制备

通过添加BaO增加了铝酸钙玻璃的成玻能力,确定了CaO-BaO-Al2O3三元系统的成玻区域:25～45 mol%的Al2O3,45～65 mol%的CaO, 0～18 mol%的BaO,在成玻区域内采用Hruby值研究Al2O3/CaO值和BaO含量对系统成玻能力的影响,发现当Al2O3/CaO值为0.60、BaO含量为8 mol%时,系统的成玻能力最强。以成玻能力最好的56 CaO-8 BaO-36 Al2O3组成为基础,将真空烧结后几乎不含水的玻璃配合料分别在大气环境下、干燥氮气保护以及干燥氮气保护+CCl4搅拌等3种不同的条件下进行熔制,分析玻璃的红外透过光谱和残余水分含量。结果表明:采用干燥氮气保护+CCl4搅拌的方法,7 mm玻璃在2.9 um的透过率接近84%,残余水分含量仅为0.003 7,基本消除了OH-1的影响。     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

用于红外激光传输及光纤传感应用的矩形Y_2O_3-ZrO_2单晶光波导

通过精确的切割和良好的抛光 ,从Y2 O3 稳定的ZrO2 块状单晶制得可用于红外激光传输及光纤高温传感的高品质Y2 O3 ZrO2 单晶矩形光波导 .获得的矩形波导截面大于 1mm× 1mm ,长度在 4 5mm～ 6 5mm之间 .波导的光学性能比用常规LHPG系统生长的Y2 O3 ZrO2 单晶光纤优越得多 ,在 90 0nm波长处的光学损耗小于 0 .0 3dB cm ,对 1.0 6 μmNd :YAG激光脉冲的损伤阈值为 0 .98MW cm2 ,并且能耐受 2 30 0℃的高温 .实验结果表明 ,这些波导有望在红外激光传输和 2 0 0 0℃以上的高温光纤传感等领域得到应用 .     

ZrO2—6mol%Y2O3陶瓷中Y原子的选择成像

本文测定了ZrO2-6mol Y2O3陶瓷中新发现的两种有序相(Y0.25Zr0.75O2-x和Y0.5Zr0.5O2-y)的结构,并确定了能使Y原子亚单胞单独成像的条件.图1(a)是[100]取向的高分辨像(HREM),表明从立方相ZrO2(c-ZrO2)到两种有序相的结构变化.图1(b-d)分别是图1(a)中用字母C,L和O表示区域同一倍数的放大像.图1(a)中嵌入了c-ZrO2(左)和一种新相(右)的电子衍射谱(EDP).对HREM和EDP进行的计算机模拟结果表明,图1(c,d)以及图1(a)中右边嵌入的EDP均不能用c-ZrO2或在c-ZrO2中氧离子沿<001>或<111>方向发生位移的结构来解释.显然,这是新相的高分辨像.     

固相合成法制备CaO-B2O3-SiO2系LTCC材料的研究

采用传统的固相合成工艺制备钙硼硅系LTCC粉体材料。考察了不同烧结温度和B2O3含量对材料性能的影响。实验结果表明,随着烧结温度升高,样品的致密化程度越高,但温度超过975℃会产生熔融和变形的现象。固定CaO与SiO2摩尔比为1.2∶1,当B2O3质量分数达到25%时,在950℃下烧结样品的性能较好:εr=6.06,tanδ=0.001 5(1MHz),弯曲强度σf≥180MPa,通过扫描电子显微镜观察其烧结的致密性较好;B2O3含量继续升高时,样品的力学性能和电学性能急剧恶化。     

多孔状的Eu:Y2O3/SiO2的合成与光学性能

采用凝胶溶胶法合成了亚微米尺寸的多孔Eu:Y2O3/SiO2(摩尔比Eu:Y2O3:SiO2=5:100:100)样品,并用扫描电镜、傅立叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和荧光光谱仪对其形貌、结构和光学性能进行了研究.结果表明,退火后的合成产物是一种含有大量孔隙的块体.这是因为在退火之后,样品中绝大部分的-OH、-C=O基团和一些晶格缺陷等被消除.荧光光谱测量结果显示,样品在退火前Eu3 离子基本上不发光,但在经过720℃下退火6 h以后.Eu3 离子发出的荧光非常强.     

α-Fe_2O_3纳米粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸铁.聚乙烯醇为反应体系,采用低温燃烧合成法制备了α-Fe2O3粉体.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等测试手段,对产物进行了表征.结果表明,硝酸铁和聚乙烯醇的摩尔比为1∶0.5,150℃时制备的干凝胶加热至400℃可发生燃烧合成反应,此温度下保温煅烧1 h后可得到纳米α-Fe2O3粉体(含少量的γ-Fe2O3),反应产物颗粒边缘光滑,粒度分布均匀,呈褐红色.XRD结果表明,有机物已完全分解,经XRD计算、TEM及纳米粒子分析仪测定,晶粒尺寸在20 nm～50 nm之间.     

掺杂Y2O3氧化锌压敏陶瓷的显微组织及电性能

采用掺杂Y2O3、高能球磨和低温烧结技术,制备了电位梯度(ES)达1 934~2 197 V/mm、非线性系数(α)为20.8~21.8、漏电流(IL)为0.59~1.04μA、密度(ρ)为5.46~5.57 g/cm3的氧化锌压敏陶瓷。利用电子探针观察了压敏陶瓷的分布和形貌。X-射线衍射仪(XRD)证实了Y4样品(x(Y2O3)=0.1%)中Y2O3相的存在。随着Y2O3含量的增加,ES、α提高,IL、ρ和晶粒尺寸(D)降低;施主浓度(Nd)及界面态密度(Ns)降低,而势垒高度(φB)和势垒宽度(ω)增大。     

超薄顶层硅SOI衬底上高k栅介质ZrO_2的性能

采用超高真空电子束蒸发法制备了用于全耗尽SOI场效应晶体管(MOSFET)中作为高k栅介质的ZrO2 薄膜.X射线光电子能谱(XPS)分析结果显示:ZrO2 薄膜成分均一,为完全氧化的ZrO2 ,其中Zr∶O =1∶2 2 ,锆氧原子比偏高可能是由于吸附了空气中O2 等杂质.扩展电阻法(SRP)和剖面透射电镜(XTEM)都表征出6 0 0℃退火样品清晰的ZrO2 /topSi/BO/Sisub的结构,其中ZrO2 /topSi界面陡直,没有界面产物生成.选区电子衍射显示薄膜在6 0 0℃快速退火后仍基本呈非晶态.研究了上述MOSOS结构的高频C V性能,得到ZrO2 薄膜的等效氧化物厚度EOT =9 3nm ,相对介电常数ε≈2 1,     

Y1Ba2Cu3O7-x半导体薄膜的红外热辐射响应研究

采用直流磁控溅射后退火法制备了Y1Ba2Cu3O7-x/Si和Y1Ba2Cu3O7-x/ZrO2/SiO2两种半导体薄膜，对该薄膜进行了红外热辐射响应特性研究。采用X射线衍射、电阻温度系数法、喇曼散射表征手段对薄膜的显段结构进行了详细分析。结果表明，有过渡层的Y1Ba2Cu3O7-x半导体薄膜均匀性好，信噪比高，在红外波段和亚毫米波段甚至毫米波段都有良好的热辐射响应，适于制做非制冷探测器的敏感元。     

不锈钢基厚膜介质浆料烧结致密化研究

介质浆料的烧结致密化程度对不锈钢基板的绝缘性能具有至关重要的影响。以CaO-Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,制备不锈钢基片用介质浆料,研究该介质浆料的烧结致密化工艺。结果表明在CaO含量为45%,平均粒度为2~3μm的玻璃粉所调制的介质浆料,烧结温度为870℃,烧结时间为10~20min的条件下,获得致密化的介质浆料。     

熔盐法合成α-Al_2O_3粉体的研究

以Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用NaCl-KCl熔盐法合成了α-Al2O3粉体。研究了焙烧温度、熔盐含量、焙烧时间和添加晶种含量等对产物晶型和形貌的影响。结果表明:当熔盐与原料的摩尔比为3,在1000℃下焙烧3h,或添加质量分数5%的α-Al2O3晶种在900℃下焙烧3h,均可合成晶化程度高,团聚少,粒径分布均匀的α-Al2O3超细粉末。说明添加α-Al2O3晶种可明显促进Al2O3相变。     

Dy3+/Tm3+共掺GeS2-Ga2S3-PbI2玻璃的制备及其中红外发光特性研究

用熔融淬冷法制备了Dy3+/Tm3+共掺(100-x)(0.8GeS2-0.2Ga2S3)-xPbI2(mol%,x=5,10,15,20)系列玻璃样品,测试了样品热稳定性、折射率、吸收光谱、近红外及中红外荧光光谱,研究了Tm3+浓度和PbI2含量对样品中红外发光特性的影响.在Dy3+/Tm3+共掺样品中,随着PbI2...     

电子束共蒸发Al2O3-La2O3和ZrO2-Ta2O5复合薄膜的介电性能研究

Al2O3、ZrO2、Ta2O5和La2O3薄膜在栅介质、无机EL介质和光学薄膜方面有着重要用途,但对其复合薄膜介电性能方面的研究很少。文章采用电子束共蒸发法制备了厚度分别为414nm和143nm的Al2O3-La2O3（ALO）和ZrO2-Ta2O5（ZTO）复合薄膜,用Sawyer—Tower电路测得介电常数分别为17和34,反映介电损耗的参数△Vy分别为0．013V和0．56V,击穿场强分别为128MV／m和175MV／m,在50MV／m场强下,ALO的正、反向漏电流密度分别为3．1×10-5／cm2和4．1×10-5A／cm2,ZTO的正、反向漏电流密度分别为3．9×10-5／cm2和3．7×10-5A／cm2。另外,实验还与电子束蒸发和反应溅射制备的Al2O3、ZrO2、Ta2O5的介电性能做了比较,结果表明,上述复合薄膜单独作为无机EL绝缘层是不合适的。     

ZrO_2薄膜离子导电性能的研究

用四电极法测量了自制ZrO2-9% Y2O3电解质薄膜的高温电导率,并研究了其离子导电性能。结果表明,高温下ZrO2薄膜的电导率比块状ZrO2材料大一个数量级,ZrO2薄膜的电导率与温度之间的关系满足Arrhenius方程,符合离子迁移数大于0.99的要求。     

HfO_2含量对铌锑锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响

针对Pb(Sb,Nb)O3-Pb(Zr,Ti)O3压电陶瓷制备过程中谐振反谐振频率差值Δf出现的波动现象,利用配料递减称量法,研究了HfO2含量对Pb(Sb0.5Nb0.5)0.08Zr0.50Ti0.42O3+1.5%(质量分数)MnO2三元系压电陶瓷的晶相结构、微观形貌和电性能的影响。同时分析了ZrO2原料中HfO2杂质的成因。结果表明:HfO2在该三元系压电陶瓷中属于无害但无用的杂质。通过调整ZrO2配料含量,可以使其Δf控制在合格范围内(7.0~8.0kHz),而且其他的电性能基本保持不变。     

CeO2、Y2O3和MgO对镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层裂纹及组织的影响

研究MgO、CeO2、Y 2O3对镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层宏观质量、显微组织及熔覆层横截面硬度的影响.这些氧化物的掺入均能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层中的裂纹大大减少,使熔覆层的宏观质量得到改善,使熔覆层的相组织得到细化.对于相同的激光熔覆工艺参数,不同氧化物对熔覆层晶粒的细化变质作用的强弱依次为MgO＞CeO2＞Y2O3,对横截面的显微硬度值的影响大小依次为MgO＞Y2O3＜CeO2.     

纳米晶ZrO2-Al2O3:Dy3+的制备及发光性质的研究

为了研究纳米晶ZrO2-Al2O3:Dy3+的晶相变化、发光特性及ZrO2-Al2O3与Dy3+之间是否有能量传递,采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2-Al2O3:Dy3+复合粉体。用X射线衍射图对粉体进行表征。随着煅烧温度的增加,粉末的晶相发生变化。通过对粉体晶相的分析可知,ZrO2和Al2O3在1100℃至1200℃时固溶,在1300℃时有一小部分固溶。用353nm的波长激发基质,从发射光谱中看到Dy3+丰富的发射能级,其发射光谱的主发射峰在483nm和583nm处,以483nm为激发波长得到激发光谱。结果表明,由于激发光谱中包含了来自于对基质的吸收,基质ZrO2-Al2O3和Dy3+之间存在能量传递。     

反应条件对液相沉淀法制备FePO4·2H2O的影响

以FeSO4·7H2O,NH4H2PO4,H2O2和NH3·H2O为原料,通过液相沉淀法制备得到FePO4·2H2O,研究了反应温度、搅拌速度、H2O2加入量和pH值等反应条件对合成FePO4·2H2O的影响.采用TG-DTA,XRD和SEM及ICP等测试方法对FePO4·2H2O的物相、结构及形貌进行表征.结果表明:...     

超薄顶层硅SOI衬底上高k栅介质ZrO2的性能

采用超高真空电子束蒸发法制备了用于全耗尽SOI场效应晶体管(MOSFET)中作为高k栅介质的ZrO2薄膜.X射线光电子能谱(XPS)分析结果显示:ZrO2薄膜成分均一,为完全氧化的ZrO2,其中Zr∶O=1∶2.2,锆氧原子比偏高可能是由于吸附了空气中O2等杂质.扩展电阻法(SRP)和剖面透射电镜(XTEM)都表征出600℃退火样品清晰的ZrO2/top Si/BO/Si sub的结构,其中ZrO2/top Si界面陡直,没有界面产物生成.选区电子衍射显示薄膜在600℃快速退火后仍基本呈非晶态.研究了上述MOSOS结构的高频C-V性能,得到ZrO2薄膜的等效氧化物厚度EOT=9.3nm,相对介电常数ε≈21,平带电位VFB=-2.451eV.