Sm~(3+)掺杂Co_(0．6)Zn_(0．4)Ni_(0．8)Fe_(1．2)O_4红外辐射陶瓷材料的研究

用常规固相合成法成功地制备出Sm3 掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4红外辐射陶瓷材料,并通过XRD、FT-IR和IRE-2型红外发射率测量仪测试了材料的微观结构,分析了材料的结构特征与红外辐射性能的关系,发现Sm3 的掺杂导致Sm3 以一定的配位形式进入Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4体系中,并形成了有限置换型固溶体结构.数据分析可知,Sm3 掺杂浓度对材料的红外辐射性能存在一定的影响,样品Sm0.1在全波段的积分发射率为0.74,而在>8μm波段的平均发射率最高值可达0.94.     

TiO2-ZnO系尖晶石型红外辐射涂料的制备和研究

以Fe2O3-MgO-cordierite体系为基础,用不同质量分数TiO2和ZnO进行掺杂,制得具有高发射率的尖晶石型红外辐射涂料。通过XRD、SEM、红外发射率测试、傅立叶变换红外光谱测试、抗热震性测试等测试方法对所制备的红外辐射涂料的物相、微观形貌、红外发射率和抗热震性能进行分析。结果表明,经高温烧结后生成了ZnFe2O4、TiMg2O4、MgFe2O4尖晶石结构,当TiO2质量分数为10%时,涂料在8～14 m波段的发射率最高达到0.963,并且抗热震性良好。     

Cr2O3-MnO2系高温红外陶瓷涂层的制备与研究

以MnO2、Cr2O3、CuO,TiO2粉末为原料按比例混合,制备成团聚粉末,经等离子喷涂的方法制备红外辐射涂层.采用XRD、IR、XPS和IRE-2型红外发射率测试仪分析了涂层的结构、元素分布和其在600℃,400～4000 cm-1波段范围内的红外辐射性能.发射率最高达0.90.结果表明,涂层尖晶石结构四面体间隙和八面体间隙中离子分布和价态对涂层红外发射率具有影响,随着MnO2的添加体系红外发射率呈现先增加后减少的变化.     

基于多层MIM结构超材料的耐高温波长选择性宽带红外隐身特性研究

超材料是一种人工复合结构,因非凡的红外发射/吸收调控能力,成为实现红外隐身技术的有效途径。针对当前超材料实现波长选择性红外辐射隐身的不足,提出和设计了基于耐高温金属材料钼Mo的多层金属 介质 金属(MIM)结构超材料,同时实现了5～8μm波段的宽带高发射(吸收)和中红外波段3～5μm、远红外波段8～14μm的宽带低发射(吸收)。进一步研究表明该隐身结构耐高温性能非常突出,在500～2500K温度范围内其红外辐射特征都能被抑制,同时,红外辐射的角度选择性也很好,75°范围内时5～8μm和8～14μm波段辐射特性无明显变化。该工作为新型耐高温波长选择性宽带红外隐身技术提供了一个新的途径。     

Co-Ni-Fe-Cr系红外辐射材料自蔓延燃烧合成与应用

采用溶液自蔓延燃烧合成法及煅烧法制备了Co-Ni-Fe-Cr系红外辐射粉体材料,对前驱体和煅烧样品的晶体结构、微观形貌和红外发射率进行了表征分析。结果表明,自蔓延燃烧得到的燃烧产物呈无定形态,显微结构为多孔薄片状。燃烧产物经800～1 000℃煅烧处理后转变为尖晶石相,随煅烧温度升高晶粒长大并趋近尖晶石相八面体形貌。1 000℃煅烧得到的粉体团聚较少且粒径分布均匀(平均粒径为0.6μm)。获得的Co_0.5Ni_0.5(Fe_0.375Cr_0.625)₂O₄粉体全波段法向红外发射率为0.92,添加质量分数20%的Ca-Mg-Zr-Al-Si玻璃粉配制成丝网印刷浆料,经施釉、干燥和800℃釉烧在氧化铝黑瓷基板表面形成致密釉层,釉层红外发射率达到0.87,材料可用于氧化铝陶瓷基红外加热器的研制。     

制备工艺对Fe2O3-MnO2-CuO系常温红外辐射材料结构及发射率的影响

在不同温度下采用缓冷、急冷、淬冷的方法合成铁氧体尖晶石,比较其晶体的晶格畸变系数以及在常温下8μm～14μm波段发射率的大小差异,找到合成高发射率铁氧体尖晶石的较佳制备工艺.研究表明:在1090℃急冷条件下得到的铁氧体尖晶石发射率达到了最高0.936,形成了反尖晶石结构和混合型结构的尖晶石,并且得出在此温度下的急冷处理得到的晶格畸变系数达到最大.     

Cr2+:ZnSe的激光输出和调谐性能

Cr2 :ZnSe具有很宽的吸收带和发射带,是中红外波段优秀的可调谐激光材料.从吸收光谱、发射光谱以及角度调谐输出对Cr2 :ZnSe晶体的激光输出性能进行了研究.采用真空高温扩散法制备Cr2 :ZnSe晶体,获得了高浓度的Cr2 离子掺杂的厚1.7 mm,直径10 mm的薄片ZnSe晶体.使用中心波长2.05 μm,最大输出功率8 W的Tm离子掺杂的光纤激光器抽运,使用平凹腔结构搭建谐振腔,获得了最大平均功率1.034 W,中心波长2.367 μm,线宽10 nm的连续激光输出.利用角度调谐的方法,对Cr:ZnSe晶体的调谐性能进行了研究,在100 nm范围内获得了调谐输出.     

固相法合成CuMn2O4红外辐射粉体研究

以CuO、MnO_2为原料,采用固相反应法制备CuMn_2O_4尖晶石红外辐射粉体,通过XRD、SEM、FT-IR、TSS-5X红外发射率测量仪等测试手段对样品显微结构、物相组成和红外辐射性能进行了表征。结果表明:烧结温度在1050℃时,随着CuO含量的增加Cu~(2+)将以四面体的形式存在于CuMn_2O_4尖晶石中。从XRD、红外光谱中能发现晶格常数常数先增加后减小,其红外发射率也先增加后降低。当体系中CuO含量为30%时,晶格常数增加至最大,样品的红外平均发射率达到最大0.92。继续提高合成温度,红外发射率从0.92下降到0.90。     

堇青石红外辐射复相陶瓷的制备与研究

用铁氧体生料和堇青石生料的复合及铁氧体熟料和堇青石熟料的复合,制备了堇青石红外辐射复相陶瓷.用红外辐射测量仪测定了样品的红外辐射率,用XRD分析了样品的物相组成,综合分析了影响红外辐射率的因素,结果表明:复相陶瓷的物相主要为堇青石和铁氧体,和复合前铁氧体的辐射率值相比,复合体陶瓷的全波段红外辐射率和光谱辐射率均得到了一定程度的提高,全波段红外辐射率提高了2%～6%,光谱辐射率提高了1%～7%;全生料和全熟料配方的红外辐射率没有明显的差异;复相陶瓷中,铁氧体含量的提高,并没有提高相应复相陶瓷的红外辐射率.堇青石晶体有序度的高低对复相陶瓷体红外辐射率值的大小没有明显的影响.     

再入体碳基防热材料烧蚀流场红外辐射模拟

烧蚀效应是高超声速飞行器目标特性分析评估中的重要问题之一。基于高温反应气体动力学方程与辐射输运方程，建立了飞行器表面防热材料热化学烧蚀流场及其红外辐射特性的计算模型和方法。以钝锥体弹头外形及其表面防热材料碳-碳为对象，研究了材料烧蚀效应对再入目标流场红外辐射特性的影响，分析了再入体烧蚀流场及尾流在不同波段红外辐射的分布特征和变化规律。研究发现：典型状态计算结果与试验测量及文献预测结果一致，表明烧蚀流场及红外辐射模型和方法的可行性；材料热化学烧蚀现象对再入流场红外辐射特性产生严重影响，使3～8μm波段尾流积分辐射强度增加一个量级以上，并随着尾流长度增加而增大；烧蚀流场红外辐射主要来自CO、NO和CO₂等化学组分，烧蚀对1～3μm波段流场红外辐射影响相对较弱；再入速度不变情况下，烧蚀流场在3～8μm波段红外辐射强度随再入高度降低而增强；再入高度不变情况下，烧蚀流场在同样波段红外辐射强度随着再入速度减小而减弱。     

Bi2O3对Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3低熔玻璃结构和性能的影响

采用传统的熔淬技术制得了低熔Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3玻璃,研究了玻璃结构、玻璃特征温度、线膨胀系数(α1)以及密度随Bi2O3含量的变化关系.结果表明:随着Bi2O3含量的增加,玻璃网络中[BO4]取代了部分[BO3],玻璃网络中出现Bi-O结构,玻璃中非桥氧的数量也逐渐增多;软化温度(ts)、玻璃化温度(tg)都是先上升后下降,而线膨胀系数先减小后逐渐增大,玻璃密度先是线性增加,然后增加趋势变大.     

Er3+掺杂Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光谱性质及热稳定性研究

用高温熔融法制备了Er3 掺杂50Bi2O3-(50-x)B2O3-xGa2O3(x=0,4,8,12,15 mol%)系列玻璃,测试了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.分别应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er3 强度参数和受激发射截面.研究发现,当Ga2O3含量在mol 8%时,荧光半高宽(FWHM)、峰值发射截面(σpeak e)和4I13/2能级荧光寿命(τm)均达到了峰值,其FWHM和σpeake分别为81 nm和1.03×10-20cm2.热稳定性则随着Ga2O3含量的增加而改善,析晶开始温度(Tx)和玻璃转变温度(Tg)之间的差值(△T)最高达到了261℃.研究表明,含适当重金属Ga2O3的铋硼酸盐玻璃具有较好的光学性能和热稳定性,适合于作为高增益、低噪声的宽带掺铒光纤放大器的基质材料.     

钙铝硼硅玻璃/氧化铝复合材料性能研究

通过高温熔融法制备的CaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃粉末与α-Al2O3粉末按照质量分数50:50混合,烧结制备了钙铝硼硅玻璃/氧化铝系低温共烧陶瓷材料,研究了烧结温度对复合材料的物相组成、微观结构、力学性能及介电性能的影响.结果表明,875℃烧结制备的复合材料性能最佳,抗弯强度为164 MPa,介电常数为7.8,介电损耗为0.001 3,热膨胀系数为5.7×10-6/℃,具有良好的综合性能,可用作低温共烧陶瓷基板材料.     

纳米Mg-Al2O3和MgO-Al2O3混合粉末的制备

运用机械合金化方法,对Mg和MgO与Al2O3混合粉末进行球磨后得到了粒度分布均匀的球形纳米粉末。Mg和MgO的加入对混合粉的纳米化过程有不同的影响,MgO的加入有利于混合粉的纳米化。同时过程控制剂乙醇的加入不仅有利于混合粉的纳米化过程,而且有利于纳米粉末的分散。球磨得到的纳米混合粉的差动扫描量热(DSC)分析结果表明,球磨后的纳米粉有较好的热稳定性。     

Bi_2O_3含量对ZnO-BaO-Bi_2O_3-B_2O_3系玻璃性能的影响

用熔融冷却方法制备了ZnO-BaO-Bi2O3-B2O3系低熔点玻璃,研究了Bi2O3含量对所制玻璃热学性能和体积电阻率的影响。结果表明:随着Bi2O3含量的增大,所制玻璃密度和线膨胀系数增大,而膨胀转变温度(tg)、膨胀软化温度(tf)和体积电阻率(ρv)减小;当Bi2O3摩尔分数为0～12%时,随着Bi2O3含量增大,玻璃的tg、tf和ρv显著降低;而当Bi2O3摩尔分数为12%～25%时,这种变化趋势明显减弱。     

BaO Nd2O3 Sm2O3 TiO2薄膜的微波特性

在制作完底电极的LaAlO3(100)衬底上,利用磁控溅射法制备了一层BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2(BNST)系薄膜,再对薄膜进行退火处理.X线衍射仪(XRD)分析表明,经退火处理的BNST薄膜结晶效果良好.采用薄膜电容结构来实现电容的测量,主要研究了BNST薄膜电容的频率特性.阻抗分析测试和矢量网络分析测试表明,在测试频率为1 MHz时,介电常数为58.3,介电损耗小于2％;在1 GHz的测试频率下,介电常数为57.5,介电损耗小于3％.研究表明,制备的BNST薄膜的频率特性稳定,基本满足微波频率下使用的要求.     

Electronic structure of oxygen vacancies in La2O3, Lu2O3 and LaLuO3

This paper presents first principles calculations of the energy levels of the oxygen vacancy in La₂O₃, Lu₂O₃ and LaLuO₃. The levels lie above the Si gap when aligned using the known band offsets. In hexagonal La₂O₃, Lu₂O₃ and LaLuO₃, oxygen vacancies with 4 neighbours have similar properties to those in HfO₂, where they are the main cause of trapping instability. Oxygen vacancies with 6 neighbours have no negative charged state so that they are less important for charge trapping.     

Electrodeposited Gd2Zr2O7 and Gd2O3 Buffer Layers for YBa2Cu3O7-δ Superconductors

Non-vacuum electrodeposition (ED) was used to prepare a biaxially textured Gd₂Zr₂O₇ (GZO) and GZO/Gd₂O₃ (GO) buffer layer on a Ni-W substrate. The YBa₂Cu₃O_7−δ (YBCO) superconductor was deposited by pulsed-laser deposition (PLD) on a simplified ED-GZO and ED-GZO/ED-GO buffer layer. The buffer layers and YBCO superconductor were characterized by X-ray diffraction (including θ/2θ, pole figure, omega scans, and phi scans) and atomic force microscopy. Full-width at half maximum values of the omega (ω) and phi (Φ) scans of the electrodeposited GZO and GZO/GO layer were better than those of the Ni-W base substrate. At 77 K and a self-magnetic field, the critical current density of PLD YBCO on the electrodeposited-based buffer layer was 3.3 × 10⁶ A/cm², using the field criterion of 1 μV/cm.     

Memory characteristics of Al2O3/La2O3/Al2O3 multi-layer films with various blocking and tunnel oxide thicknesses

In order to investigate charge trap characteristics with various thicknesses of blocking and tunnel oxide for application to non-volatile memory devices, we fabricated 5 and 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5 nm Al₂O₃ and 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5, 7.5, and 10 nm Al₂O₃ multi-stack films, respectively. The optimized structure was 15 nm Al₂O₃ blocking oxide/5 nm La₂O₃ trap layer/5 nm Al₂O₃ tunnel oxide film. The maximum memory window of this film of about 1.12 V was observed at 11 V for 10 ms in program mode and at ?13 V for 100 ms in erase mode. At these program/erase conditions, the threshold voltage of the 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5 nm Al₂O₃ film did not change for up to about 10⁴ cycles. Although the value of the memory window in this structure was not large, it is thought that a memory window of 1.12 V is acceptable in the flash memory devices due to a recently improved sense amplifier.