Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料的结构及呈色机理

采用低温燃烧-水热合成法制备出具有不同x值的Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料,研究了Pr掺杂量对Ce_(1-x)Pr_xO_2晶体结构的影响,并对Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料呈色机理进行了分析。结果表明:Pr离子进入CeO_2晶格形成Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体,Ce_(1-x)Pr_xO_2的晶格常数随着Pr掺杂量的增加而增大;Ce_(1-x)Pr_xO_2晶体中的氧空位破坏了CeO_2晶体中质点排列的有序性,引起晶体内周期性势场的畸变。自由电子陷落在氧离子空位中而形成缺陷,即形成氧离子空位的F-色心,导致其吸收波长<600nm左右的可见光,从而呈现红色色调。     

储氧材料Ce0.6Zr0.4-xPrxO2-δ的性能及在三效催化剂中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了系列三效催化剂储氧材料Ce0.6Zr0.4-xPrxO2-δ（x=0．05，0．10，0．15）。X射线衍射证实形成的固溶体为萤石型立方相结构；BET比表面积分析表明，随着Pr的掺杂量由x=0．05递增到工=0．15，在650℃焙烧的样品其比表面积由66．5增加到79.9m^2／g，而未掺杂样品Ce0．6Zr0.4O2的比表面积为65．1m^2，g；粒度分布及透射电镜分析发现，制备的固溶体在水相中存在着团聚现象。应用在含有Pt，Rh和Pd的三效催化剂的制备。催化活性测试表明，在铈锆氧化物储氧材料中掺杂少量Pr，可降低三效催化剂对CO、C3H6和NO的起燃温度。不论是在富燃区还是在贫燃区，所有掺杂Pr的三效催化剂对各气体的催化转化率均高于未掺杂Pr的三效催化剂。     

新型无毒彩色稀土颜料的开发

法国ＲｈｏｎｅＰｏｕｌｅｎｃ化工公司于９０年代初开发成功的以稀土元素化合物为基本成分的新型无毒无机彩色颜料，可有效地取代以有毒的重金属为基础的彩色颜料。本文简单介绍了这种稀土颜料的制备工艺、颜料性能和应用场合。     

尖晶石型纳米钴蓝陶瓷颜料的制备

采用化学共沉淀法作为钴蓝颜料的制备方法,探讨了主要工艺因素对制备钴蓝颜料性能的影响,对制备的样品进行了测试与表征。结果表明:Co2+和Al3+物质的量比为1∶2.5时,制备的钴蓝样品颜色饱和度与明度最高,沉淀剂为尿素时制得的样品的粒度最小,粒度分布比较均匀。前驱体的洗涤过程采取水洗加醇洗的方法可有效减少样品的硬团聚现象,且前驱体的最佳煅烧温度为950℃左右。     

两步烧结法制备红色Ce:8YSZ透明陶瓷及其性能研究

彩色氧化锆陶瓷具有鲜艳色彩、高折射率、耐磨损、耐腐蚀及对人体无毒等优点, 被广泛应用于电子、装饰等领域。本研究采用共沉淀法合成了平均粒径为15.9 nm的立方相Ce:8YSZ纳米粉体。以经过800 ℃煅烧4 h的粉体为原料, 通过两步烧结技术制备了具有高光学透过率和高红色度的Ce:8YSZ透明陶瓷,并系统研究了空气预烧温度对红色Ce:8YSZ透明陶瓷微观结构、直线透过率和色度的影响。当预烧温度从1200 ℃升高到1300 ℃时, Ce:8YSZ陶瓷的平均晶粒尺寸从0.3 μm增大到2.2 μm, 同时相对密度从87.2%增加到97.1%。经过1275 ℃空气预烧2 h并结合1700 ℃热等静压烧结3 h所得的Ce:8YSZ透明陶瓷表现出最佳的光学质量和最大的红色度值, 在700 nm处的直线透过率为47.6%, 红色度为52.0。     

稀土Ce2O3掺杂TiO2薄膜的结构和光学特性

采用真空热蒸发法在玻璃、单晶硅衬底上制备Ce2O3掺杂TiO2薄膜，研究热处理和Ce2O3掺杂对薄膜性能的影响。结果显示，热处理可明显改善薄膜的结构和光学性能，Ce2O3掺杂可降低薄膜晶型转化温度。TiO2薄膜（玻璃衬底）经600℃热处理由锐钛矿转为金红石结构；当掺Ce2O3含量为5at％时热处理温度为500℃薄膜就已开始发生晶型转变。薄膜表面颗粒较均匀，存在程度不同的孔洞和颗粒聚集现象；掺Ce2O3后薄膜表面致密度明显增强。薄膜（玻璃衬底）的光学带隙从3．74eV降至3．60eV。     

可加工Ce—TZP—CePO4陶瓷的显微结构及强度研究

研究了加入ＣｅＰＯ４对Ｃｅ－ＴＺＰ材料结构和强度的影响。结果表明，ＣｅＰＯ４与ＺｒＯ２具有相似的表面形貌，但在其断裂表面呈现明显的层片结构。在适当的烧结温度下，材料中出现明显的“桥接”机制，它可补偿因两者形成弱界面而造成材料强度的降低。     

ZrO2氧敏陶瓷的工作机理与研究进展

ZrO2氧敏陶瓷在汽车发动机、电厂等燃烧设备、高温冶炼、环保与计量等方面有着重要的作用。本文综述了ZrO2氧敏陶瓷的导电与反应机理，指出了此浓差电池型材料在制备与应用过程中的影响因素，并对近年来ZrO2氧敏陶瓷材料的研究进展及存在的问题进行了分析，指出了发展方向。     

稀土Ce改性Mg-Zn合金的制备及性能研究

以Mg-Zn合金为基体,添加不同量含量的稀土元素Ce,通过铸造法制备了稀土Ce改性的Mg-Zn合金。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子万能试验机等研究了稀土元素Ce掺入量对铸造Mg-Zn合金晶体结构、微观形貌和力学性能的影响,以期制备具有较高综合性能的稀土镁合金。结果表明,稀土Ce元素添加到Mg-Zn合金后形成了Al₄Ce,提高了Mg-Zn合金的结晶性,使合金的晶粒平均尺寸得到了细化,断裂行为呈现出韧性断裂,当稀土Ce掺杂量为0.8%(质量分数)时,Mg-Zn合金断口的韧窝数量分布最多,晶粒尺寸最小约为3.8～4.2μm;掺入稀土Ce元素后,显著提高了Mg-Zn合金的硬度、拉伸强度和断裂延伸率,当稀土Ce掺杂量为0.8%(质量分数)时,Mg-Zn合金的拉伸强度和断裂延伸率达到了最大值,分别为192.5 MPa和8.5%,此时Mg-Zn合金的硬度也基本达到了稳定值52.8 HB。综合分析可知,稀土Ce元素的最佳掺杂量为0.8%(质量分数)。     

稀土铈/纳米TiO2复合抗菌剂的研究

制备出稀土铈掺杂锐钛型纳米TiO2复合抗菌功能材料,该抗菌材料与不掺杂的纳米TiO2相比,在可见光下对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的混合菌具有较好的抑菌效果,随着Ce4+的摩尔浓度增加,制备的试样的抗菌能力越强.其原因(1)铈掺杂激活纳米TiO2在可见光下的催化活性,使其光催化杀菌能力增强,(2)Ce4+本身具有较好的杀抑菌能力.     

Ce1-xPrxO2-x/2的溶胶-凝胶法的合成及其性质

利用溶胶—凝胶法合成了Ce1-xPrxO2-x/2(x＝0—0．3)系列固体电解质，系统地研究了其结构和导电性。由于洛胶—凝胶法合成的物质粒度均匀，颗粒小，故在较低温度(1300℃)时即可形成高致密度样品。XPS测试表明掺杂后吸附氖浓度明显增大，氧空位增多，电导率和氧离子迁移数增大，改善了CeO2基固体电解质的性能。阻抗谱分析发现，在低温区电导率主要取决于晶界电导，而在高温区电导率主要取决于晶粒电导。     

La2(Zr0.7Ce0.3)2O7——新型高温热障涂层

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.     

掺杂浓度对中频反应磁控溅射制备Al2O3:Ce3+薄膜发光性能的影响

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al2O3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90分钟的条件下,通过控制薄膜中的Ce3+离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能.通过X光能量散射谱(EDS)和光致发光测量,得到发光强度和发光峰位对薄膜中的Ce3+浓度有强烈的依赖关系,并且分析了产生这种关系的原因;对发光激发谱分析表明,薄膜发光是源于薄膜中形成的氯化铈集合体中的Ce3+.Al2O3:Ce3+发光膜可应用于需要蓝光发射的平板显示领域.     

(La1-xMgx)2Ce2O7-x的合成与热物理性能

Mg对La₂Ce₂O₇的掺杂可提高其热膨胀系数、降低其热导率, 从而改善其作为热障涂层材料的性能。采用溶胶-凝胶法制备了(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x系列组成样品。X射线测试表明: 当 0≤x≤0.4时, 所有(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x 样品均与La₂Ce₂O₇具有相同的缺陷萤石结构, 且晶胞参数随x的增大而递减; 当x?0.4时, 样品中出现MgO的峰。在组成相同的情况下, 样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随温度升高而增大, 而热导率随温度升高而降低。在相同温度下, 不同组成样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随x的增大而增大; 而样品的热导率则随Mg掺杂量的增加呈先增大后减小的趋势。在此基础上, 探讨了Mg掺杂对La₂Ce₂O₇的物相、晶胞参数、热膨胀系数以及热导率的影响机理。     

YAG:Ce3+ Transparent Ceramic Phosphors Brighten the Next-Generation Laser-Driven Lighting

Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ (YAG:Ce³⁺) transparent ceramic phosphors (TCPs) are regarded as the most promising luminescent converter for laser-driven (LD) lighting. High-quality YAG:Ce³⁺ TCPs are still urgent for high efficiency LD lighting devices. YAG:Ce³⁺ TCPs in a vacuum ambience by using nano-sized raw materials are prepared. Controlling defects by adding nano-sized MgO and SiO₂ simultaneously enables a high transmittance nearly 80%. After annealing in air furthermore, the luminous efficiency is enhanced greatly from 106 to 223 lm W⁻¹, which is the best result reported now for LD lighting. These results demonstrate that the optimizing YAG:Ce³⁺ TCPs in a fitting strategy will brighten once again in the next-generation LD lighting. Based on scanning electron microscopy (SEM) coupled with a cathodoluminescence system, defects and Ce³⁺ distributions in grains are identified directly for the first time.     

中频反应磁控溅射制备Al2O3:Ce3+薄膜的蓝色发光特性

本文用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3：Ce^3＋的非晶薄膜。这些薄膜的光致发光峰是在370nm到405nm范围内，它们来自于Ce^3＋的5d^1激发态向基态4f^1，的两个劈裂能级的跃迁。发光强度强烈的依赖于薄膜中的掺杂浓度和沉积时的基片温度。Ce^3＋含量和薄膜的化学成分是通过X射线散射能谱（EDS）测量的。薄膜发光是来自于氯化铈分子中的发光中心，而不是其他的掺杂Ce^3＋。随铈含量增加5d与4f之间的能量差减小，导致随铈含量增加光致发光峰向低能方向的移动。薄膜试样的晶体结构应用X射线衍射分析。俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分进行定性分析。发射纯蓝光的Al2O3：Ce^3＋非晶薄膜在平板显示等领域有着广泛的潜在应用前景。     

高功率激光照明用Al2O3-YAG:Ce复相陶瓷荧光体的组分设计与性能优化

结合蓝色激光二极管和黄色荧光转换器制备的固态激光照明引起了人们极大的关注, 但荧光转换材料的热猝灭效应显著影响了高功率激光照明的实现。通过组分设计和性能优化可以提高荧光转换器的热导率和发光均匀性。本工作采用固相反应烧结技术制备了一系列不同Al₂O₃含量的Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体, 研究了Al₂O₃含量对Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体微观结构、相组成、光学性能和热学性能的影响。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体在800 nm处的总透过率随着Al₂O₃含量的增加(0→90%)而下降(82.6%→23.6%)。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体的激发和发射强度随Al₂O₃含量的增加先增大后减小。当Al₂O₃/Al₂O₃-YAG:Ce的质量比为70%时, 陶瓷荧光体在室温下的热导率高达25.7 W·m^-1·K^-1, 且表现出最高的发射强度。当采用功率密度为20 W·mm^-2的蓝光二极管泵浦 70% Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体时, 可获得3724 lm的高光通量和239.4 lm·W^-1的高流明效率。此外, 当功率密度从1 W·mm^-2增大到20 W·mm^-2时, 流明效率仅下降10.5%, 光通量持续增加且未出现发光饱和。上述结果显示, Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体具有良好的发光效率和热稳定性, 将在高功率激光照明中具有广阔的应用前景。     

掺杂浓度对Al2O3:Ce3+薄膜发光性能的影响

应用中频反应磁控溅射技术在载玻片上制备掺铈的Al2O3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为43ml/min,氧流量为10ml/min,室温下溅射时间为90min的条件下,通过控制薄膜中的Ce3 离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能.通过X光能量散射谱(EDS)和光致发光测量,得到发光强度和发光峰位对薄膜中的Ce3 浓度有强烈的依赖关系,并且分析了产生这种关系的原因;对发光激发谱分析表明,薄膜发光是源于薄膜中形成的氯化铈集合体中的Ce3 .Al2O3:Ce3 发光膜可应用于需要蓝光发射的平板显示领域.     

稀土六硼化物的研究进展

作为著名的阴极材料,稀土六硼化物(RB6)在实验和理论上已经被研究了几十年。在RB6中,金属原子被嵌入通过B-B共价键相互连接的硼笼网络。这种独特的笼状结构、稀土元素特殊的4f轨道和硼元素的缺电子特性,使该材料表现出很多优异的性质:功函数低、电导率高、发射电流密度大、硬度大、杨氏模量高、熔点高、化学稳定性高、抗热辐射性强等。RB6材料用途广泛,已成功应用于雷达、航空航天、消费电子、仪表器械、核电等多个领域。从若干RB6的结构和性质出发,综述了其实验制备方法和密度泛函理论(DFT)研究的进展,总结了其在多个领域的应用进展,最后给出研究展望。     

稀土离子掺杂Gd2O2S闪烁陶瓷的研究进展

稀土离子掺杂Gd2O2S闪烁陶瓷是20世纪80年代以后发展的硫氧化物闪烁体.高密度和高热中子吸收截面的Gd2O2S基质具有高的X射线和热中子阻止能力,稀土离子(Pr3+、Tb3+等)的掺杂使其表现出快衰减或高光产额等特性,在闪烁领域的应用中占据着重要地位.硫氧化合物的组分控制一直是其合成过程中需要解决的关键问题,Gd2...