YF3和PrF3共掺杂SrF2陶瓷的显微结构与光谱特性

采用化学沉淀法合成了SrF₂粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF₃掺杂量的Pr,Y:SrF₂透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y³⁺)对Pr:SrF₂透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF₃掺杂量为5.0%(质量分数)的Pr,Y:SrF₂陶瓷具有最高的透过率,其400 nm和1 200 nm波长处的透过率分别为90.1%和89.4%。高掺杂量下,Y³⁺能够显著的促进陶瓷晶粒的生长,当YF₃掺杂量为10.0%时,陶瓷的晶粒尺寸超过200μm。此外,Y³⁺缓冲离子可以有效提高透明陶瓷的吸收能力,并通过改变陶瓷基体内Pr³⁺的团簇及局域配位结构,调控Pr,Y:SrF₂透明陶瓷的光谱特性。     

(1–x)(0.75K0.5Bi0.5TiO3–0.25BiFeO3)–xNa0.73Bi0.09NbO3电介质陶瓷的微观结构与储能性能

为满足不断增长的高性能储能设备需求,亟需研发能量存储性能出众的电介质电容器。采用传统固相反应法制备了(1–x)(0.75Bi_0.5K_0.5TiO₃–0.25BiFeO₃)–xNa_0.73Bi_0.09NbO₃(x=0～0.4)(简称BKT–BF–xNBN)样品。在380kV/cm电场下,样品表现出良好的储能性能,可实现可回收能量密度W_rec=4.23J/cm³和效率η=81.2%。NBN的引入对BKT基陶瓷的微观结构与弛豫性产生了显著影响,导致晶粒尺寸减小、陶瓷更加致密,并诱导促使极性纳米区域的形成。此外,样品还具有出色的充放电性能(放电时间t_0.9<75ns,放电电流密度C_D=757.9A/cm²,放电功率P_D=94.7MW/cm³)。这些结果表明BKT–BF–xNBN无铅铁电...     

Al2O3掺杂对Cu3Ti2Ta2O12陶瓷微观结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备了Al₂O₃掺杂Cu₃Ti₂Ta₂O₁₂ (CTTAO)陶瓷，研究了其晶相组成、微观结构、复阻抗及介电性能。研究结果表明：CTTAO陶瓷样品为立方类钙钛矿结构，空间群Im3。随着Al₂O₃掺量的增加，样品的平均晶粒尺寸、介电系数和介电损耗均先减小后增大。结合复阻抗谱分析表明，CTTAO陶瓷具有半导性晶粒和绝缘性晶界构成的非均匀性微观结构，低频下的介电损耗主要由晶界电阻决定，利用内部阻挡层效应(IBLC)和MaxwellWagner极化弛豫模型，可解释CTTAO的巨介电响应。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

稀土Eu3+掺杂对SnO2薄膜光学和电学性质的影响

基于旋涂法制备了Eu³⁺掺杂的SnO₂薄膜，并通过紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电流-电压测试和原子力显微镜(AFM)等对样品的光学性质、电学性质和表面形貌进行了表征。研究发现，在200nm～380nm的波长范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最高；在380nm～700nm的可见光范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光透射率较强，掺杂20at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最强。随着Eu³⁺掺杂浓度的增加，SnO₂薄膜的电阻增加，表面的平均粗糙度显著降低。     

NaNbO3–CaZrO3–Bi0.5Na0.5TiO3三元系陶瓷的相结构与储能性能

铌酸钠(NaNbO₃)无铅陶瓷由于其无毒和出色的储能性能，在脉冲功率电容器领域吸引了越来越多的关注。然而，由于较大的有效储能密度(W_rec)和高的储能效率(η)不能同时实现，限制了其商业化。通过构建局域随机场，增加弛豫特性来提高储能性能的策略。采用传统固相法制备了(1–x)(0.96Na Nb O₃–0.04CaZrO₃)–x Bi_0.5Na_0.5TiO₃ (x=0.05、0.10、0.15、0.20)反铁电储能陶瓷，研究了不同含量Bi_0.5Na_0.5TiO₃对0.96Na Nb O₃–0.04CaZrO₃陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能和储能特性的影响。结果表明：随着Bi_0.5Na_0.5TiO₃含量的增加，(1–x)(0.96NaNbO₃...     

稀土掺杂对铌酸钠基陶瓷介电及储能性能的影响

随着对电子器件高度集成化、小型化的需求,电介质陶瓷逐渐成为脉冲电力电子系统中关键材料之一。其中,具有大的最大极化、小的剩余极化以及低的介电损耗的反铁电储能陶瓷逐渐成为最佳的储能陶瓷材料。采用固相反应法制备了Sm³⁺掺杂的0.9NaNbO₃-0.1BiFeO₃(NN-BF)基弛豫反铁电陶瓷,化学式为(1–x)[0.9NaNbO₃-0.1BiFeO₃]-x Sm₂O₃(x=0.01,0.02,0.03,0.04),系统地探究了Sm³⁺掺杂对NN-BF基储能陶瓷物相结构、微观形貌、介电性能及储能性能的影响。结果表明：随着Sm³⁺掺杂量的增加,储能陶瓷的晶粒尺寸和剩余极化均呈现先减小后增大的趋势,而击穿场强、最大极化、储能密度及储能效率均呈现先增大后减小的趋势。此外,由于Sm元素价态不稳定,适量掺杂Sm³⁺可以稳定Fe³⁺的价态,使NN-BF的反铁电相更加...     

Er2O3掺杂ZnO压敏陶瓷的制备及其电学性能

研究了Er₂O₃掺杂对ZnO–Bi₂O₃–Sb₂O₃–Co₂O₃–MnO₂–Cr₂O₃–SiO₂压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er₂O₃掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er₂O₃掺杂量从0.09%(质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er₂O₃掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm^–1，漏电流密度为(1.9±0.1)μA·cm     

Gd3+/Ce3+对Tb3+掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO₂-B₂O₃-BaF₂组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd₂O₃掺量下Tb³⁺的发光性能,并确定了Gd₂O₃更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的发光都具有敏化作用,且Gd₂O₃掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce₂O_3<...     

Sm3+掺杂SrBi4Ti4O15–Bi4Ti3O(12)压电陶瓷的结构、电学和光致发光性能

采用固相法制备Sm³⁺掺杂SrBi_8–xSm_xTi₇O(27)(SBT–BIT–x Sm³⁺, 0≤x≤0.50)共生铋层状陶瓷,研究了不同掺杂量的Sm³⁺对样品的结构、介电、压电以及光致发光性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的共生铋层状结构,XRD精修和Ramam结果显示Sm³⁺掺杂引起样品晶格畸变的减小,适量的Sm³⁺掺杂降低了介电损耗tanδ,提升了压电常数d33,当x=0.30时,综合电性能最佳:压电常数d33=16.3 pC/N,tanδ=0.90%。在407 nm近紫外光的激发下,SBT–BIT–x Sm³⁺陶瓷样品在598 nm处存在最强的红橙光发射,当x=0.15时,发光强度达到最佳,Sm³⁺掺杂SBT–BIT共生铋层状陶瓷在光-电多功能器件等领域中具有潜在的应用前景。     

双激发波长响应的Sr2Gd1–xNbO6:x Eu3+的荧光性能与热稳定性

针对目前钙钛矿型红色荧光粉热稳定性较差的问题,以带隙和结构可调变的双钙钛矿型 Sr₂Gd Nb O₆为基质、Eu³⁺为激活离子,采用高温固相法成功制备双钙钛矿型 Sr₂Gd_1–xNb O₆: x Eu³⁺(x=0.04～0.12)红色荧光粉,通过 X 射线衍射、紫外–可见分光光度和荧光光谱分析对目标产物进行表征。结果表明：合成的荧光粉具有单斜晶体结构,其空间群为 P2₁/c。结构分析表明：掺杂的铕以 Eu³⁺的化合态取代了基质 Sr₂Gd Nb O₆中的 Gd³⁺,形成了单一晶体结构的荧光粉。Sr₂Gd_1–xNb O₆: x Eu³⁺荧光粉在蓝光λ_ex=468 nm 和近紫外 λ_ex=395 nm...     

Er3+掺杂无铅铁电陶瓷的电学和光致发光性能

无铅多功能铁电陶瓷在各类信息的检测、转换、存储及处理中具有广泛的应用,且稀土元素由于其特殊的电子结构和稳定的发光特性,有望赋予铁电陶瓷新的发光性能并改善其电学性能,为设计新型光电器件提供了可能。采用传统的高温固相反应法制备稀土Er³⁺掺杂Ba_0.85Ca_0.15Ti_0.90Zr_0.10O₃(BCTZ)无铅多功能铁电陶瓷,系统研究Er³⁺掺杂浓度对BCTZ铁电陶瓷微观结构、电学性能及光致发光的影响及内在联系。研究表明,陶瓷平均晶粒尺寸随Er³⁺掺杂浓度的增加单调减小,由7.59μm减小至3.82μm,减小约49.67%;陶瓷可释放的能量密度(W_rec)和储能效率(η)可分别提高约29.81%和122.79%。Er³⁺掺杂BCTZ陶瓷表现出强烈的绿光发射(548 nm)且发光强度相对可调性可达173.09%。Er³⁺掺杂BCTZ陶瓷优异、特殊的电光性能...     

铕掺杂Gd2Zr2O7透明陶瓷的制备及闪烁性能

与传统闪烁陶瓷相比,基于立方相Gd₂Zr₂O₇具有高密度、高光学透过率和良好的闪烁性能等特征,本工作采用真空烧结法,成功制备出系列Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷,研究了掺杂离子及掺杂量对其晶体结构、光学透过率、荧光性能及闪烁性能的影响。结果表明,所制备的透明陶瓷样品具有良好的光透过能力;光谱表征发现,20%Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇具有最佳的光致荧光和辐照发光强度,其最强发射峰位于630 nm。X射线成像实验表明,Gd_1.8Eu_0.2Zr₂O₇透明陶瓷的X射线成像分辨率可达11 lp·mm^–1,具备对不同材质物体的成像应用潜力。在医学成像、工业探伤、高能物理等领域具有潜在的应用价值。     

白光SrMoO4:Eu3+,K+@g-C3N4荧光粉的合成及其性能研究

为了获得单一基质白光荧光粉，以三聚氰胺为原料，采用热分解法制备g-C₃N₄蓝色荧光粉，采用高温固相法制备了Sr_0.92Mo O₄:0.08Eu³⁺(SMO:E)和Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺(SMO:EK)红色荧光粉，通过沉淀吸附反应制备了Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺@0.013g-C₃N₄(SMO:EK-CN)复合荧光粉。利用X射线粉末衍射、红外光谱、荧光光谱、热猝灭分析对荧光粉进行表征，分别探讨了Eu³⁺单掺杂和Eu³⁺、K⁺共掺杂以及Eu³⁺、K⁺、g-C₃N₄     

NaFexCry(SO4)2(OH)6的合成及电化学性能研究

随着国内外能源的过度消耗和环境污染，寻求高效、清洁、可持续的能源已成为当前的首要任务。关于易合成的黄钠铁矾在析氧反应(OER)方面的研究较少。因此，通过水热法合成了4种不同铁铬物质的量比的铬掺杂黄钠铁矾[Na Fe_x Cr_y(SO₄)₂(OH)₆]催化材料。利用SEM、XRD、Raman和电化学方法对其结构和性能进行表征。结果表明，Cr³⁺成功地掺入到黄钠铁矾晶格中，随着Cr³⁺掺杂量的增加，黄钠铁矾颗粒尺寸逐渐减小；在1 mol/L KOH的电解液中，n(Fe³⁺)/n(Cr³⁺)为1∶1的样品的OER催化性能最佳；当电流密度为10 m A/cm²时，其过电位为370 m V，塔菲尔斜率为92.99 mV/dec，电化学双层电容(C_dl)为10.94 mF/cm²。     

Sm3+离子激活的Ba3ZnNb2O9荧光粉的制备及发光性能

利用高温固相法合成了不同Sm³⁺掺杂浓度的Ba₃ZnNb₂O₉荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)、荧光发射光谱及荧光寿命等表征手段对样品的结构与发光性能进行了研究。XRD结果显示纯样Ba₃ZnNb₂O₉与Ba₃ZnNb₂O₉:Sm³⁺荧光粉的衍射图完全吻合,表明Sm³⁺离子的少量引入并未对晶体结构产生影响。漫反射光谱显示样品可以被近紫外光有效激发。发射光谱表明存在基质向Sm³⁺离子的能量传递过程,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.1。     

Ca3La2(BO3)4:Pr3+荧光粉的制备及其发光性质的研究

通过高温固相法合成了Ca₃La_1.96(BO₃)₄:0.04Pr³⁺荧光粉。通过X射线衍射(XRD)确定了样品的晶体结构，通过激发光谱和发射光谱对样品发光性能进行了研究。X射线衍射测试结果表明，样品已经成相。光谱测试结果表明，在449 nm、473 nm和485 nm光的激发下，样品的发射谱峰位于607 nm附近，这归因于Pr³⁺的¹D₂→³H₄跃迁。监测607 nm时，样品的激发谱由位于320～400 nm的宽激发带和分别位于449 nm、473 nm和485 nm处的窄激发峰组成。位于449 nm、473 nm和485 nm处的激发峰分别归因于Pr³⁺的³H₄→³P₂、³H₄→³P_1...     

(Pb0.97La0.02)(Zr0.6Sn0.4)O3反铁电陶瓷的介电储能性能

电介质电容器具有超高的功率密度和超快的充放电速率,因而在脉冲功率技术中具有应用前景。利用固相法制备了(Pb_0.97La_0.02)(Zr_0.6Sn_0.4)O₃(PLZS)反铁电陶瓷,研究了不同烧结温度下PLZS陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电性能、反铁电及储能性能。结果表明,不同温度烧结的样品均具有正交钙钛矿结构,且随着烧结温度的升高,陶瓷的致密度逐渐提高、晶粒尺寸也逐渐增大。因此,最佳温度下(1 225℃)烧结的陶瓷具有最佳的储能性能,可回收能量密度密度约13.3 J/cm³,储能效率约83.6%。     

Ba3Y1.9(BO3)4:0.1Sm3+荧光粉的制备及光谱性质的研究

采用高温固相法合成了Ba₃Y_1.9(BO₃)₄:0.1Sm³⁺橙色荧光粉，对其发光性质进行了研究。样品的X射线衍射(XRD)图谱表明制得的样品为纯相。样品的激发光谱由位于200～275 nm之间的宽峰和位于300～500 nm之间的一系列锐峰组成，其中宽峰归因于O^2-→Sm³⁺电荷迁移带跃迁，而锐峰则归因于Sm³⁺的f-f跃迁吸收。在紫外光、近紫外光和可见光激发下，Ba₃Y_1.9(BO₃)₄:0.1Sm³⁺在566 nm、602 nm和651 nm处有强发射峰，分别归因于Sm³⁺的⁴G_5/2→⁶H_J/2(J=5,7,9)特征发射。通过CIE色度图可知样品发光位于橙色区。研究结果表明Ba_3...     

Li(Al1-xBex)SiO4陶瓷的结构及微波介电性能

采用传统的固相反应法合成了Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷,为了确定Be²⁺进入晶格后所占据的位置,通过CASTEP提供的第一性原理的密度泛函理论计算了Be²⁺所占据的LiAlSiO₄(LAS)不同位置的缺陷形成能和体系总能量,结果表明,Be²⁺占据Al位的LAS体系能量最低,最稳定。探究Be²⁺取代Al³⁺对Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷的体密度、相组成、烧结特性、微观形貌和微波介电性能的影响。在掺杂Be²⁺之后,烧结温度从1300℃(x=0)降低到1225℃(x=0.03),同时显著提升了LAS陶瓷的品质因数(Q×f)值和谐振频率温度系数(τ_f),能有效降低其介电常数。Li(...