硅酸镓镧结构的新型压电晶体的研究进展

新型压电晶体La3Ga5SiO14因其低声速、零温度切向和良好的高温稳定性受到关注，但是昂贵的Ga2O3原料阻碍了它的工业应用。通过离子置换可获得具有langasite结构的多种新型压电晶体。综述介绍了置换La，Ga，Si形成的新型压电晶体的最新研究进展，比较分析了不同晶体的优势及其存在的问题。在这些新晶体中，由于Sr3Ga2Ge4O14（SGG)具有熔点较低、性能较高的综合优势，它有可能成为新一代表面波器件的重要候选材料。与提拉法相比，采用增蜗密封的下降法生长SGG单晶；可以显著提高晶体产率，降低成本。     

K4体系KTP晶体的制备及其性能研究

本文选用K4P2O7助溶剂体系生长KTP晶体,所生长的晶体具有低吸收率和蓝、绿光波段抗灰迹性能,确定其最佳生长配比为KTP/K4 =0.8 mol/mol,测定其饱和点为850℃左右,从饱和点缓慢降温到820℃所生长晶体质量最佳,并对其进行了PCI抗灰迹吸收测试、倍频效率测试、电导率测试.结果表明:在同样原料纯度的情况下,吸收系数只有普通K6体系KTP晶体的十几分之一;1064 nm调Q到绿光的转化效率为61.8％(普通KTP转化效率为50％);在1 kV直流长时间加压条件下,Z向电导率达到10-10S/cm量级,较普通K6体系生长的KTP晶体低2～3个数量级.     

Sm~(3+)掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的稳定性

为了实现纳米半导体微晶在稀土Sm3+掺杂碱锌硼硅酸盐基础玻璃中的受控成核、生长,系统研究了基础玻璃的SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、ZnO、La2O3、Y2O3、Nb2O5等不同的网络中间体对玻璃稳定性的影响。研究表明:控制SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、La2O3、Y2O3、Nb2O5在玻璃中的掺入量均能提高玻璃的形成能力,增加玻璃的稳定性;不同的组分对于玻璃稳定性的改善也具有不同的机制,但是并不影响玻璃的析晶产物。     

3,5-二氯对氨基苯磺胺的合成工艺改进

以对氨基苯磺酰胺、双氧水和盐酸为原料合成3，5-二氯对氨基苯磺胺，研究了原料配比、催化剂AlCl3的滴加方式、H2O2的滴加时间对收率的影响，得出最佳工艺条件为：n(Q6N2O2S)：n(30％HCl质量分数)：1：13．7，7g AlCl3晶体溶于剩余的盐酸中，于H2O2滴加一半时加入，H2O2的滴加时间为40min。产品的收率可达81．O％，熔点为204—205．5℃。     

Nd:GGG晶体的体缺陷研究

本文从宏观和微观上研究了Nd:GGG晶体的体缺陷,发现Nd:GGG晶体的体缺陷主要包括开裂、沉积物、空洞和包裹物等.扫面电镜及能谱分析结果表明,空洞中的物质分别为[Gd(Nd)]4Ga2O9、[Gd(Nd)]3GaO6 和[Gd(Nd)]GaO3.包裹物的主要是组分是Ga2O3,是由于晶体生长过程中原料挥发通过固-液界面进入晶体而形成的.     

Fe系双组分过渡金属氧化物催化还原SO_2的研究

研究了负载于γ-A l2O3上的Fe、Co、N i与Mo形成的双组分过渡金属氧化物上CO对SO2催化还原。考察了不同组分配比、不同反应温度、不同反应物配比以及不同空速下的活性。结果表明,双组分Fe系过渡金属氧化物对CO还原SO2反应具有很好的催化活性,催化活性顺序为CoMoγ/-A l2O3>FeMoγ/-A l2O3>N iMoγ/-A l2O3。配比为w(Co)=15%,w(Mo)=5%时活性最佳,在反应气体配比为m(CO)∶m(SO2)=2∶1,空速为3600mL/(h.g),温度在400℃时,SO2转化率达到最大值74.8%。     

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.     

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。     

掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的生长

用改进的提拉技术从富锂[摩尔比n(Li2O)/n(Nb2O5)=58.5/41.5]熔体中生长了φ40mmx60mm的掺镁近化学计量比铌酸锂(LiNbO3)晶体.利用X荧光光谱分析了晶体中铌离子(Nb5 )和镁离子(Mg2 )的含量.通过紫外吸收和红外吸收峰研究了晶体中缺陷的结构,初步断定晶体中Mg2 的掺杂浓度已达到抗光伤阈值的浓度.生长晶体的比热容[O.69J/(g·K)]高于同成分LiNbO3晶体的比热容[O.64J/(g·K)].     

SiO2加入量对Si2N2O结合SiC试样相组成与显微结构的影响

以纯度均>97%的磨料级黑SiC、硅粉和SiO2粉为原料,加入临时结合剂,混练15~20 min后,在油压机上压成125 mm×25 mm×25 mm的试样,再将干燥后的生坯在高纯氮气中于1 450℃10 h氮化烧成后,制成了SiO2加入量(w)分别为0、4%、6%、8%、10%的Si2N2O结合SiC试样,以研究SiO2加入量对材料相组成与显微结构的影响。结果表明:随着SiO2细粉加入量的增加,试样基质中的Si2N2O生成量逐渐增加,Si3N4量逐渐降低;试样的整体结构变得越来越致密,孔洞部位Si2N2O晶体的发育越来越趋于完全。     

烧结刚玉晶体板状化的研究

1前言我厂于1991年在以天然气为燃料的超高温隧道窑中生产的JGS品牌的烧结刚玉的Al2O3,≥99％，SiO2、Fe2O3的含量也很低，由于采用高温慢烧，Na2O的含量在0．2％以下，体积密度波动于3．55～3．56g·cm－3之间，显气孔率＜3％，其特点是晶体细小均匀，气孔率低，致密。但由于采用了抑制刚玉晶粒生长的致密化促进剂MgO作加入物，尽管合成温度高达1850℃以上，得到的烧结刚玉的晶粒仍较小，晶体板状化程度很低，或者说烧结刚王板状化不充分。由此我厂于1996年开展了烧结刚王晶体板状化的探索研究。研究确认，超高温、高纯度是刚王晶粒…     

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。     

掺钕钆镓石榴石晶体的激光性能

采用提拉法生长了Nd：Gd3Ga3O12（Nd：GGG）晶体。切割后的样品经过端面抛光,测试了荧光光谱、吸收光谱和激光性能。荧光光谱表明：晶体的最强的荧光发射峰位于1062nm,是Nd^3＋的4^F3/2-4^I11/2谱项导致的荧光发射。由吸收光谱发现：Nd：GGG晶体的最强吸收峰位于808nm,表明该晶体适合于激光二极管泵浦．并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加。激光性能测试结果表明：激光二极管泵浦时光-光转换效率为33.＋8％,斜效率为57.8％。     

氯化钙对α-Al_2O_3微粉浆体和SiO_2微粉浆体ζ电位和黏度的影响

以α-Al2O3微粉、SiO2微粉A(w(SiO2)=95.21%,w(ZrO2)=3.31%)和SiO2微粉B(w(SiO2)=97.50%)为原料,先分别配制成w(α-Al2O3微粉)=30%、w(SiO2微粉A)=20%、W(SiO2微粉B)=20%的浆体,测定氯化钙加入量(相对于微粉的质量分数)分别为0.01%、0.02%、0.05%对各浆体ζ电位的影响;然后再分别配制成w(α-Al2O3微粉)=65%、w(SiO2微粉A)=50%、w(SiO2微粉B)=40%的浆体,测定氯化钙加入量(相对于微粉的质量分数)分别为0、0.01%、0.02%、0.05%对各浆体黏度的影响.结果表明:1)加入氯化钙溶液之后,α-Al2O3微粉浆体的ζ电位绝对值立即大幅度减小,且减小幅度随着氯化钙加入量的增加而增大;但黏度明显升高,且升高幅度随氯化钙加入量的增加而显著增大.2)加入氯化钙溶液之后,两种SiO2微粉浆体的j=电位绝对值均立即小幅(<5 mV)减小,且减小幅度随氯化钙加入量的增加变化不大;而其黏度变化均很小,并且随氯化钙加入量的增加变化不大.     

反应烧结合成O'-SiAlON-BN复合材料的工艺研究

以微米级αSi3N4、SiO2、Al2O3和hBN为原料,通过反应烧结法合成了O’SiAlON-BN复合材料(Si2-zAlzO1 zN2-z的z=0.3)。首先在n(SiO2)/n(αSi3N4)=1的理论配比,1700℃保温2h的条件下对比研究了Y2O3 TiO2和Y2O3 B2O3两种混合烧结助剂对该复合材料的助烧效果。结果表明:Y2O3 TiO2作为烧结助剂比Y2O3 B2O3有更好的促进烧结作用,且复合材料的相对密度随着BN(分别为10%,20%和30%)的增加而降低;XRD分析发现,αSi3N4、SiO2原料在理论配比的情况下,会导致βSi3N4相剩余,为了得到O’SiAlON和BN相含量高的复合材料,需要加入过量的SiO2。根据此研究结果,在以Y2O3 TiO2作烧结剂,BN加入量为10%的条件下,通过4因素3水平(因素水平如下:A———n(SiO2)/n(αSi3N4),取1.05、1.1、1.2;B———烧结助剂加入量,取2%、4%、6%;C———烧成温度,取1600℃、1650℃、1700℃;D———保温时间,取1h、2h、3h)的正交试验确定了影响O’SiAlON-BN复合材料烧结性能的主要因素依次为烧成温度、保温时间、烧结助剂加入量、n(SiO2)/n(αSi3N4),合成的复合材料相对密度最高的工艺参数组合为A3B3C3D3;利用统计模式识别方法对合成O’SiAlON-BN复合材料的工艺条件参数进行了优化,得到的优化区为:Y>1024X2-230.400X 11.088(其中,X=0.9999A-0.0006C-0.0163D,Y=0.0163A 0.0009B-0.0014C 0.9999D),在此优化区内,复合材料中全部为O’SiAlON和BN相,无残留βSi3N4相。     

Nd:Gd3Ga5O12多晶原料合成及单晶生长研究

通过对晶体生长时和生长后原料挥发物的XRD分析,发现在炉膛内壁上的挥发物质是Ga2O3和Ga2O的混合物,而观察窗口及后加热器内壁上的挥发物主要是Gd2O3。为避免原料中Ga2O3的挥发,按化学计量比配料,在1300℃下,采用固相反应法合成了Nd：Gd3Ga5O12(Nd：GGG)多晶原料。用此多晶原料,采用提拉法进行了Nd：GGG单晶生长研究,所获单晶的荧光发射峰位于1061．54nm。对晶体表面的开裂现象进行了分析。     

阳离子/阴离子双缺陷型氧基磷灰石的合成及其传导性能

利用溶胶-凝胶法合成系列阳离子/阴离子双缺陷型氧基磷灰石Ca3-3xLa7 2x口x(SiO4)6O1.5(x=0,0.25,0.50,0.75,1.00,"口"表示阳离子空位).X射线粉末衍射结果表明:在800℃烧结12h可得到纯磷灰石相结构的产物.体系的电导率随La含量的增加而增大,其激活能则逐渐减小,表明结构中4f位置空位的增加有利于传导O2-.在700℃时,La9口1.00(SiO4)6O1.5的电导率达到9.82×10-4S/cm,比Ca3La7(SiO4)6O1.5的提高近3个数量级.氧分压测试结果表明:材料的电导率在pO2=105～10-14Pa保持不变,证明材料在较宽的氧分压范围内为O2导电.     

三元磷酸氧碲晶体的生长

采用提拉法按照不同的原料配比(P_2O_5的摩尔分数分别为14.0%,16.0%,20.0%,22.0%,25.0%和33.3%),生长出Te_8P_4O_(26)、Te_3P_2O_(11)和Te_2P_2O_9,3种新的磷酸氧碲晶体。确定了提拉法生长晶体的生长参数;介绍了3种晶体的结构;表征了3种晶体的热性能与红外光谱;计算了晶体中磷氧四面体的扭曲程度和偶极矩;探究了磷氧四面体的对称性与红外光谱中P–O振动峰的简并性之间的关系。结果表明:3种晶体都是纯相晶体且没有杂质存在;Te_8P_4O_(26)和Te_3P_2O_(11)在加热过程中存在相变或不一致熔融,而Te_2P_2O_9一致熔融;随着磷氧四面体(PO4)对称性的增加,红外光谱中P–O振动峰的简并性增加。     

La掺杂对0.75PMN-0.25PT压电陶瓷结构及其性能的影响

采用铌铁矿预产物合成法制备La掺杂Pb(1-x)Lax(Mg1/3 Nb2/3)0.75Ti0.25O3(0.75PMN-0.25PT-xLa,x=0、0.01、0.015、0.02)铁电陶瓷,并研究了不同含量La掺杂对PMN—PT的微观结构及其性能的影响.结果表明,所有陶瓷样品均为纯钙钛矿结构,没有其他任何杂相,而且随La含量的增加,材料相结构逐渐由三方相向四方相转变.当La掺杂量为0.015时,0.75PMN-0.25 PT-xLa陶瓷出现三方和四方相共存现象,即出现了准同型相界(MPB),使得0.75PMN-0.25PT-xLa陶瓷的电学性能得到了较大的提高,压电常数d33～ 360 pC/N,介电常数εr～6000.La掺杂量达到0.02时,材料的相结构已全部转化为四方相,提高了晶体的对称性,为制备La掺杂0.75PMN-0.25PT电光透明陶瓷提供了依据.     

Ce∶LuAlO_3晶体的热稳定性研究

铈掺杂铝酸镥(Ce∶LuAlO_3)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∶LuAl O3晶体。实验表明在缓慢结晶条件下得到的不是Ce∶LuAlO_3晶体,而是镥铝石榴石[Lu3Al2(Al O4)3]。只有急速降温才能够获得Ce∶LuAl O3晶体。退火和差热分析表明Ce∶LuAl O3晶体只存在于高温条件下,当温度下降时,它会分解成Lu3Al2(Al O4)3,Lu4Al2O9和Lu2O3。造成LuAl O3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。