含金属Bi和Bi_2S_3纳米晶玻璃的溶胶-凝胶法制备和微结构研究（英文）

用溶胶-凝胶法制备了含金属Bi和Bi_2S_3纳米晶的钠硼硅玻璃。利用差示扫描量热-失重法、X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜详细表征了该玻璃的形成机制和微结构。结果显示,该玻璃的转变温度T_g大约为510 C,这意味着在600℃的热处理温度下可以形成玻璃。微结构分析揭示金属Bi和Bi_2S_5晶相结构已经在玻璃先驱体中形成,并且这些纳米晶的的尺寸通常在5~30 nm之间。     

溶胶-凝胶法制备Gd2SiWO8:Dy薄膜及其发光性能

采用溶胶-凝胶法在SiO2基底上制备了Gd2SiWO8:Dy薄膜,用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和荧光光谱仪对所得到的发光薄膜进行了表征.XRD的结果表明薄膜在1000℃完全结晶,并且与标准卡片符合得很好.AFM的结果表明薄膜表面均匀,没有裂痕,粒子致密,平均尺寸为120 nm,薄膜的厚度为660 nm.WO42-的吸收在280 nm处,以此为激发波长得到在Gd2SiWO8薄膜基质中,Dy3+离子表现出它的特征黄光发射,位于483 nm和575 nm,分别归属于Dy3+的4F9/2-6H15/2和4F9/2-6H13/2跃迁.     

Sol-Gel法制备ZrO2粉的析晶机制

为研究溶胶-凝胶法制备的二氧化锆粉中t-ZrO2在低温稳定存在的原因,采用X-ray衍射仪和差热分析仪对二氧化锆凝胶粉的晶体结构及动力学参数进行了分析.结果表明,低温时凝胶粉中的非晶态二氧化锆近程有序结构更接近t-ZrO2的晶体结构;在600℃～800℃温区内,t-ZrO2的晶粒尺寸小于30 nm,处于表面能起决定作用的稳定区间内;t-ZrO2的析晶活化能(56.5 kJ·mol-1)低于m-ZrO2析晶活化能(109.2 kJ·mol-1).晶体结构、表面能及析晶活化能诸方面均显示出有利于凝胶粉中的亚稳t-ZrO2低温稳定存在.     

溶胶-凝胶法制备Gd2SiWO8：Dy薄膜及其发光性能

采用溶胶-凝胶法在SiO2基底上制备了Gd2SiWO8：Dy薄膜，用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和荧光光谱仪对所得到的发光薄膜进行了表征。XRD的结果表明薄膜在1000℃完全结晶，并且与标准卡片符合得很好。AFM的结果表明薄膜表面均匀，没有裂痕，粒子致密，平均尺寸为120nm，薄膜的厚度为660nm。WO4^2-的吸收在280nm处，以此为激发波长得到在Gd2SiWO8薄膜基质中，Dy^3＋离子表现出它的特征黄光发射，位于483nm和575nm，分别归属于Dy^3＋的^4F9／2-^6H15／2和^4F9／2-^6H13／2跃迁。     

水杨酸和TbCl3共掺有机改性硅酸盐凝胶的发光特性

研究了共掺不同浓度TbCl3和水杨酸(Sal)的ORMOSIL凝胶的发光特性.结果发现,当固定Sal和TbCl3的掺杂浓度比为31时,样品发光强度随着TbCl3浓度增大呈线性上升,但TbCl3浓度超过2 mol%后,发光强度明显下降.类似地,当Sal浓度固定为1.5 mol%时,在Sal和TbCl3的掺杂浓度比达到11之前,样品的发光强度随TbCl3浓度线性增加,过量TbCl3浓度则导致发光强度下降.而样品经过不同温度热处理后,最大发光强度出现在110℃左右,在更高温度热处理则由于稀土有机配合物的分解而导致发光强度的降低.     

Na2O-B2O3-SiO2系统凝胶干燥机理分析

在Na2O-B2O3-SiO2系统的凝胶过程中,溶胶在凝胶过程当中会产生较大的体积收缩,凝胶容易产生裂纹或开裂.在凝胶体内部和干燥表面收缩率的差别是干燥应力产生的主要原因.而引起碎裂的应力并不是作用在凝胶网络上的宏观应力,而是集中在长度为C的裂纹顶端的应力.引起裂纹开裂的另一个因素是由于凝胶孔径尺寸分布不均,由于大小孔毛细管压力差的存在,极易使孔壁变形引起开裂.从导致凝胶开裂的干燥应力和毛细管应力入手,避免了不利因素的影响,可以制备干燥透明而又无裂纹的Na2O-B2O3-SiO2系统干胶.     

Sol-Gel法制备莫来石陶瓷涂层的结构及性能

采用溶胶-凝胶法在不锈钢基体上制备了莫来石涂层。研究了助熔剂和灼烧温度对涂层表观形貌的影响。利用XRD、TG-DTA和SEM分析涂层相组成和微观结构,并对涂层的高温抗氧化性和显微硬度进行了评价和测定。结果表明:当B2O3与莫来石溶胶质量比为0.5时,在850℃下灼烧所得涂层结构致密,与基体结合力强,显微硬度高达12 GPa,在800℃下样品具有优异的抗氧化性和良好的高温稳定性。     

Sol-Gel法制备SrHfO3:Ce闪烁材料及发光特性

用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)合成SrHfO3:Ce纳米粉体,研究煅烧温度及pH值对前驱体的作用以及掺杂不同含量Ce3+对试样发光特性的影响.用TG-DTA、XRD、SEM等测试手段对试样进行了表征.结果表明:溶胶pH值控制在2.8时,经900℃煅烧得到SrHfO3:Ce粉体粒度均匀,粒径约为50 nm,掺杂Ce摩尔含量1.5%时试样的发光相对峰值最高.385 nm波长作用下激发光谱存在200～340 nm宽带谱,分别在218,242,308 nm波长处出现3个激发峰.用218 nm激发的发射光谱在380,487和526 nm处分别有3个峰值谱带;242 nm激发处有一个谱带峰值在393 nm波长处;308 nm激发的发射光谱有一谱带,峰值在403 nm处,后两者发射光谱的相对强度比前者弱,原因是由于稀土Ce3+离子能级之间的跃迁几率存在差异造成.     

溶液燃烧法与Sol-Gel法制备BAM荧光粉的光谱特性对比分析

在空气中分别采用Sol—Gel法和溶液燃烧法制备了稀土Eu激活的BaMgAl10O17（BAM）荧光粉，并对其光谱特性进行了对比分析。结果表明，Sol—Gel法制备的BAM的荧光光谱与＋3价Eu离子的光谱特征完全相符，为红光发射，其发射主峰位于617nm，属于占据非对称中心格位Eu^3＋的^5Do→^7F2的电偶极（ED）特征发射，而且由于晶场的作用使多重态的^7FJ分裂为多个stark能级，导致^5Do→^7F1、^5Do→^7F3的发射峰裂分为多重峰；而溶液燃烧法制备的BAM的发光呈Eu^2＋离子的特征发射，为典型的蓝色发光，其发射光谱是一个最大峰值位于450nm的宽带谱，归属于Eu^2＋离子的4f^65d→4f^7（^8S7／2）宽带允许跃迁。     

Ca2Gd8(SiO4)6O2:Tb3+薄膜的制备及其发光性能研究

用溶胶-凝胶法制备了Ca2Gd8(SiO4)6O2:Tb3+薄膜,用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对所得发光薄膜进行了表征.XRD的结果表明薄膜在1000℃完全结晶,并且与标准卡片符合得很好.AFM和SEM的结果表明薄膜表面均匀,没有裂痕,粒子排列紧密,平均直径为90 nm,薄膜的厚度为1.3μm.当用233 nm激发时,Tb3+的发射光谱由蓝光发射和绿光发射两部分组成,前者对应5D3-7FJ(J=6,5,4,其峰值分别位于376,418,440 nm);后者对应5D4-7FJ(J=6,5,4,3,其峰值分别位于490,544,587,623 nm).在Ca2Gd8(SiO4)6O2薄膜基质中,Tb3+的最佳掺杂浓度为Gd3+的9mol%.     

Na2O-B2O3-SiO2系统溶胶-凝胶-玻璃转变过程反应机理

采用高温热饱和方法制备干胶时,水解和聚合反应继续进行,聚合反应使链状分子向枝状分子转变,Na2O-B2O3-SiO2系统干胶在100℃干燥后,Q2,Q3,Q4 3种类型的基团同时存在.当在600℃烧成的Na2O-B2O3-SiO2系统干胶时Q4基团占主要了,这时硅胶网络由较低聚合度变成较高聚合度的硅氧网络了.但在600℃烧成的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃对称性差,该峰对称性差的原因可以这样理解,即基团中Si原子有1个或2个被硼原子取代而导致的结果,即形成了Si-O-B键,在600℃得到加强,这一现象已经被红外吸收光谱的结果得到证实.     

Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃结构驰豫的研究

采用正硅酸乙酯、硼酸、乙醇钠作为先驱体,采用的先驱体溶剂分别为乙醇、乙二醇甲醚和乙醇.采用热饱和方法对样品进行处理制备大块干胶和玻璃,玻璃的化学组成为:5Na2O-23B2O3-72SiO2(质量分数,%,下同).实验结果表明,用Sol-gel法制备的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃类似于熔制法得到的淬火玻璃的结构特性,内部质点无充分驰豫的条件.膨胀系数曲线为典型的熔制法淬火玻璃膨胀系数曲线.     

BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷的制备和介电性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸钡、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硼酸等为原料合成了一种BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷介质材料.实验结果表明该材料可在低于900℃的空气气氛中烧结.XRD分析结果显示烧结好的BaO-TiO2-SiO2-B2O3玻璃陶瓷的主晶相为Ba2TiSi2O8;用氢氟酸将试样断面处的玻璃相腐蚀掉后,通过SEM可看出Ba2TiSi2O8晶粒的大小约为250nm.介电性能研究表明该材料具有较低的介电常数(ε＜5,30MHz)和较小的介电损耗(tanδ小于2×10-3,30MHz),是一种理想的多层片式电感元件用介质材料.     

ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶制备及表征

研究了ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶的制备过程,分析了凝胶的形成机理,探讨了干凝胶的析晶过程.结果表明随着SiO2/(ZnO+B2O3)比值的增大,样品胶凝时间逐渐延长,凝胶从浑浊转为清亮,而对应干凝胶的析晶温度升高.析出主晶相为Zn2SiO4,并存在少量的石英相.物相分析和红外能谱分析表明,在热处理过程前后,始终有B2O3-SiO2玻璃相存在于样品中.微观分析表明,经800℃高温热处理的干凝胶中存在着大量0.4μm左右的圆形气孔.     

Thermodynamics and phase diagrams in the binary systems Na2O-SiO2, Na2O-GeO2, Na2O-B2O3, Li2O-B2O3, CaO-B2O3, SrO-B2O3, and BaO-B2O3

We applied our model to the enthalpy of mixing data of the binary systems Na₂O-SiO₂, Na₂O-GeO₂, Na₂O-B₂O₃, Li₂O-B₂O₃, CaO-B₂O₃, SrO-B₂O₃, and BaO-B₂O₃. The most stable composition in the liquid, that is where the enthalpy of mixing is most negative, is with a metal-oxygen ratio of 4 to 3, for monovalent metals (Na and Li) and 3 to 4 for divalent metals (Ba and Ca) in liquid silicates or borates. The same applies to the CaO-SiO₂, CaO-Al₂O₃, PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, ZnO-B₂O₃, and ZnO-SiO₂ systems. The oxygen to metal ratio, its constant value in various types of systems, reflects and describes the structure of the liquid. Using the analyzed enthalpies of mixing data and the available phase diagrams, we calculated the enthalpies of formation of the various binary compounds. The results are in excellent agreement with data in the literature that were obtained from direct solid-solid calorimetry.     

溶胶-凝胶法制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃粉末

采用溶胶-凝胶法制备了Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃粉末,利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等手段研究了Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃的晶化过程,探讨了热处理温度和时间对晶相形成及晶体粒径的影响.结果表明:玻璃在热处理650℃下开始析晶,在1150℃左右晶体生长基本完全.随着热处理温度的升高和热处理时间的增加,晶体粒径增大.     

固相法低温合成ZnO-Li2O-B2O3-SiO2系低介陶瓷材料

采用传统的固相法,制备出1种ZnO-Li2O-B2O3-SiO2系陶瓷材料.该体系陶瓷材料可在1100℃空气气氛中烧结.烧结体的介电常数低于4,介电损耗为1.3×10-3.该烧结体中的晶相主要为圆球状和长柱状的Zn2SiO4,以及块状的SiO2.该材料适用于超高频多层片式电感领域.     

Ti-Cu-Ni三元大块非晶合金的制备与力学性能

采用铜模喷铸法成功制备出成本较低、直径为2 mm的Ti基Ti50Cu42Ni8大块非晶合金.利用XRD、DSC及SEM等手段研究了Ti50Cu50-xNix(x=5, 8, 11)合金的非晶形成能力、力学性能与变形行为.结果表明:Ti50Cu42Ni8大块非晶合金具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(659 K)、晶化初始温度Tx(716 K)、宽的过冷液相区ΔTx=Tx－Tg(57 K)、高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/Tm(0.565)和压缩断裂强度(2008 MPa).     

溶胶-凝胶法制备BaO-B2O3-SiO2玻璃基LTCC材料

根据BaO-B2O3-SiO2玻璃形成系统相图和介电设计原则，确定介电常数为5～10的基础玻璃粉摩尔组成，并利用溶胶-凝胶法预先合成BaO-B2O3-SiO2系玻璃粉体，然后再与金红石陶瓷复合来制备LTCC玻璃陶瓷材料。文中考察了pH值、温度等对玻璃组成体系凝胶化时间的影响；利用DSC、TGA、SEM及红外光谱分析等手段对基础玻璃粉体性能和结构进行了研究；实验表明玻璃＋陶瓷复合体系的最佳烧结温度在740℃左右，此时径向烧结收缩率达到16％左右；适量TiO2的加入对复合体系烧结温度影响不大，且使烧结体中晶相量增加，晶粒变大。由于金红石介电常数远大于玻璃相的介电常数，实验结果表明，随着金红石掺量增加，玻璃陶瓷复合体系的介电常数成正比增大。