新型掺铈钇铁石榴石磁光薄膜材料

对新型掺铈钇铁石榴石磁光薄膜材料(Ce:YIG)的制备工艺、磁光特性及理论分析进行了较全面的评述,并指出今后研究的方向。     

钇铁石榴石薄膜材料的光吸收谱及Bi,Al掺入对谱的影响研究

采用单离子晶场跃迁模型，拟合出钇铁石榴石（ＹＩＧ）薄膜材料的光吸收谱，与实验谱吻合得较好。从实验和理论上分析了（ＢＩＡＩ）ＹＩＧ 薄膜材料的光吸收谱，结果表明，Ａｌ３＋离子的作用如同稀释剂一样，减小了光吸收，Ｂｉ３＋离子由于其强的自旋轨道耦合作用，增大了跃迁振子强度和跃迁线宽，从而增大了光吸收损耗，在此基础上所作的（ＢｉＡｌ）ＹＩＧ的理论谱与实验谱符合得较好。     

稀土掺杂钇铝石榴石晶体激光光纤的研究进展

受激布里渊散射(SBS)和热管理限制了玻璃光纤在光纤激光器中极限输出功率的提高.钇铝石榴石(YAG)晶体光纤结合了晶体和光纤的优点,相较于玻璃光纤,它的SBS增益系数低得多,可以有效地减小非线性效应和热损伤,为光纤激光器研究提供了新的方向.YAG晶体在达到熔点(1970℃)后会迅速熔化成低粘度液体,不利于晶体光纤的制备;制备YAG晶体纤芯/玻璃包层的复合光纤是研究YAG晶体光纤的主要方法,但是存在YAG晶体纤芯玻璃化、纤芯与包层间的成分扩散以及数值孔径过大的问题;未掺杂的YAG晶体作为稀土掺杂的YAG晶体纤芯的包层生长困难,有待于进一步研究.目前多采用激光加热基座生长技术(LHPG)和微下拉法(μ-PD)制备YAG晶体光纤,且制得的光纤质量较好;对YAG晶体光纤的研究,重点在于采用折射率、热膨胀与YAG晶体相匹配的玻璃或晶体作为包层,并探索复合工艺,减小数值孔径和减少纤芯与包层间的扩散,现有文献报道的最大输出功率达到590 W.本文介绍了几种YAG晶体光纤的制备方法,对国内外关于无包层稀土掺杂YAG晶体光纤、玻璃包层稀土掺杂YAG晶体复合光纤、YAG晶体包层晶体光纤及YAG晶体光纤与传统无源光纤器件的熔接的研究现状进行了综述,并对目前的研究状况进行了总结与展望.     

掺钕钒酸钇激光晶体的研制和开发

掺钕钒酸钇激光晶体是一种优秀LD泵浦的激光晶体材料,是当前中、小功率全固态激光器的首选材料,它广泛应用于激光通讯、激光测距、激光印刷、卫星测量、导航等各个领域。首先回顾了LD泵浦的激光晶体材料的发展过程及其对激光晶体的要求,系统介绍了掺钕钒酸钇激光晶体的特性。同时比较详细介绍了大尺寸、高质量掺钕钒酸钇激光晶体生长技术及其应用。目前产品已销往美、英、日等21个国家和地区,成为我国唯一能够大量进入国际市场的激光晶体产品,极大地推动了我国激光晶体行业的发展,扩大了我国晶体行业在国际上的影响力。     

掺铋钇铁石榴石光吸收谱的理论计算

利用ＤＶ－Ｘα方法分别计算了Ｆｅ＾３＋Ｏ＾２－６和Ｆｅ＾３＋Ｏ＾２－４原子族的能态密度和能级，在能级图的基础上，给出了０．５－０．９μｍ（１．６ｅｒ－２．３ｅｖ）范围内Ｂｉ－ＹＩＧ与吸收有关的跃迁能级，振子强度和跃迁线宽，并计算了相应的吸收谱，理论计算与实验结果符合较好。     

顶部籽晶法生长大尺寸、高品质钇铁石榴石晶体（英文）

钇铁石榴石(Y₃Fe₅O₁₂, YIG)晶体具有优异的磁学和磁光性质,在微波和磁光器件中有着广泛的应用。目前商用的磁光材料是采用液相外延技术在Gd₃Ga₅O₁₂(GGG)衬底上沉积的YIG单晶薄膜。本研究以无铅B₂O₃-BaF₂为复合助熔剂,采用顶部籽晶法技术(TSSG)生长YIG单晶材料, YIG晶体尺寸和重量分别可达43 mm×46 mm×11 mm和60 g。该晶体具有较窄的铁磁共振线宽(0.679 Oe)、高透明度(75%)和法拉第旋转角(200 (°)·cm^–1@1310 nm, 160 (°)·cm^–1@1550 nm)等优异的综合性能,是微波和磁光器件的良好候选材料。更为重要的是,这种生长技术非常适合大尺寸YIG单晶或稀土掺杂YIG单晶,结合定向籽晶生长和提升工艺,可以显著降低生产成本。     

掺Ce稀土铁石榴石单晶的制备及磁光性能

采用改进的助熔刑法生长块状Ｃｅ：ＹＩＧ单晶,分析了它的晶体结构、测试了在近红外波段的磁光性能Ｃｅ~３＋掺入铁石榴石十二面体位极大地增强了材料的法拉第旋转,在λ＝０．７８μｍ时,Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２晶体中每一个 Ｃｅ~３＋替代 Ｙ~３＋;其Ｆ的增加量（ｄθＦ,／ｄｘ）达到 ０．６×１０~４ｄｅｇ／ｃｍ,比同量 Ｂｉ~３＋替代时晶体Ｆ的增加量高２倍,在稀土铁石榴石中掺入Ｙｂ和Ｅｕ;由于其有弱的还原性,能抑制Ｃｅ~４的形成,增加 Ｃｅ~（３＋）离子的替代量。     

熔盐法合成钇铝石榴石粉体的研究

采用氧化钇和氧化铝为原料,以氯化锂为熔盐,用熔盐法合成了钇铝石榴石(YAG)粉体.研究了合成温度、熔盐量对合成钇铝石榴石粉体的影响,并对熔盐法合成钇铝石榴石粉体的形成机理进行了分析.研究结果表明:在700℃即可合成钇铝石榴石晶体,但含有一定的中间相;随着合成温度的升高及熔盐比例的提高,可合成出品体发育良好的较纯钇铝石榴石粉体,钇铝石榴石品体的形成为溶解-析出机理.     

钇元素的添加对电弧离子镀氮化钛铝涂层900℃氧化行为的影响

利用脉冲偏压电弧离子镀技术在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢基体上沉积了Ti0．5Al0．5N、Ti0．49Al0．49Y0．02N和Ti0．48Al0．48Y0．04N复合金属陶瓷涂层，研究了稀土元素Y的添加对涂层的结构和900℃下抗氧化行为的影响。所沉积的3种涂层表面平整、致密，均为B1NaCl结构，Ti0．5Al0．5N和Ti0．49Al0．49Y0．02N以（220）为择优取向，Ti0．48Al0．48Y0．04N以（200）为择优取向。Y原子取代Ti0．5Al0．5N晶格中的部分Ti、Al原子后使晶格常数增加。900℃下Ti0．5Al0．5N涂层很快失效，造成不锈钢基体的严重氧化，Y的引入大大降低了涂层的氧化速率。含4％Y的涂层表现出比含2％Y的涂层更好的抗氧化性和抗剥落性能。     

Dy3+:Y3Al5O12粉体的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备了不同Dy3+掺量的Y3Al5O12发光体.分析了基质晶体结构、Dy3+掺量、Re3+的电荷半径比(Z/r)对Dy3+发光强度及发光颜色的影响.结果表明,Dy3+:Y3Al5O12样品的激发主峰位于353nm(6H15/2→6P7/2)附近;由于Dy3+所占据的Y3+位置具有D2对称性,具有一个反演对称中心,使得Dy3+的发射光谱以481nm蓝光发射为发射主峰,但黄蓝光发射强度之比(Y/B)随Dy3+离子浓度的变化很小.     

柠檬酸-凝胶燃烧法制备钇铝石榴石(Y_3Al_5O_(12))纳米粉体的研究

透明YAG多晶陶瓷具有优良的光学、力学与化学性能,逐渐成为新一代固体激光基质材料。分散均匀、团聚轻的纳米粉体有利于制备出高度透明的激光陶瓷。以Y2O3、Al(NO3)3·9H2O和柠檬酸为原料,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备出黑色粉体,经1100℃烧结出尺寸小于50nm的YAG粉体。采用TG-DTA、XRD、FT-IR和TEM测试手段对YAG纳米粉体进行表征,采用谢莱公式计算出不同烧结温度下的晶粒尺寸。研究结果表明:YAG的析晶温度范围为850～900℃,烧结过程中出现赝YAG相物质,1050℃转变成纯YAG相,随着热处理温度的升高,晶粒呈线性增长,纳米粉体的TEM尺寸和采用谢莱公式计算的结果相一致。     

镍基单晶合金高温氧化的动力学特征

通过对镍基单晶合金高温氧化后的组织结构观察和内氧化层深与循环氧化质量变化动力学曲线的测定，研究了合金的高温氧化特性，结果表明：在大气环境条件下，无保护涂层合金发生明显的氧化和内氧化；在近异形大颗粒内氧化物处于现贫Al区，使区内γ′强化相消失，内氧化层的深度随时间的变化服从抛物线规律。外加拉伸应力使内氧化加剧，在循环氧化初期，由于形成以Al为主的氧化膜易剥落，质量变化动力学曲线表现出较快的减重趋势，合金在20－80h的循环变化期间，在1040℃和1070℃分别呈较缓的增，减重趋势。     

5Cr型和3Cr—3Mo型热作工具钢的高温强度

热作工具钢的高温强度随温度的变化呈明显的两阶段,利用唯象理论对这一现象作了描述。结果表明,可用σ_b=σ_b~o-Cexp(-Q/RT)描述强度随温度变化的趋势。由激活能 Q~(LT)和 Q~(HT)数值推知,在低温阶段回复软化的原因是 Snoek 气团对位错的钉扎作用随温度的升高而减小;在高温阶段回复软化的原因是位错的攀移所致。合金元素对 Q~(HT)有显著的影响。     

YAP和YAG单晶晶纤中Nd~(3+)离子分布

用 X 射线电子能量色散谱(EDS)对 YAP 和 YAG 单晶晶纤中 Nd 离子分布作了测量。Nd离子沿晶纤的纵向分布基本均匀,但沿晶纤的径向分布是不均匀的、中心高而边缘低。用区熔生长理论对实验结果进行了讨论。     

一种单晶高温合金的高周疲劳行为(英文)

本文对一种单晶高温合金在800℃经高周疲劳实验的断裂特征和微观变形机制进行了详细研究,发现该单晶合金存在两种断裂形貌,一种是定向解理断裂,一种是蜂窝状撕裂,这两种断裂方式分别与按确定取向的滑移变形机制和位错胞变形机制相联系。还观察到了小角晶界的变形机制,合金中存在的极微量 MC 碳化物仍然是重要的疲劳源,该单晶高温合金的高周疲劳强度极限较之相应的普通铸造 IN738合金和低偏析定向凝固 DE38G 合金大幅度提高。     

HIGH TEMPERATURE MECHANICAL PROPERTIES OF Al_2O_3-SiO_2 SYSTEM REFRACTORIES

对Al_2O_3-SiO_2系高铝区域两个系列烧结材料在不同温度的机械性能(应力—应变关系、强度和蠕变试验等)的研究表明:(1)烧结矾土材料,Al_2O_3含量越接近70%,高温力学性能越好;(2)刚玉-莫来石材料,恰当比例的两晶相材料的高温力学性能优于单晶相材料;在单晶相材料中,莫来石优于刚玉。高铝耐火材料的高温力学行为主要取决于玻璃效应(玻璃基质的数量和粘度)和结晶效应(晶体间接触或结合的程度和方式)。     

室温固化型高温粘结剂的制备及其性能

利用高温粘结剂是实现炭材料连接最有效的方法。在组成为酚醛树脂和B4C的高温粘结剂基础上，向其中添加一定量的H3PO4固化剂制备室温固化型高温粘结剂，并对石墨材料进行粘接。对不同温度热处理后的粘接样品进行剪切强度测试。结果表明，室温固化型高温粘结剂对石墨材料具有良好的粘接性能。与原有的200℃加热固化的高温粘结剂相比，粘接强度有所提高。此外，对不同条件处理后的粘接性能与结构相关性也进行了研究。发现固化剂磷酸在高温处理后缩聚为多聚磷酸，并和石墨基体发生了键合连接。     

Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料高温拉伸强度的理论分析

利用挤压铸造法制备了Al₂O_3f+C_f/ZL109短纤维混杂金属基复合材料,对该混杂复合材料的高温(300℃)强度性能进行了实验和理论分析。在综合考虑纤维长度变化规律、热应力诱发位错强化和纤维弥散硬化等因素对复合材料强度影响的基础上,对复合材料强度预测的混合律模型加以发展和修正,建立了Al₂O_3f+C_f/ZL109短纤维混杂复合材料的高温(300℃)强度预测模型。利用该模型得到的高温强度理论值所反映的规律与实验值所反映的规律吻合良好,该模型具有一定的正确性和实用性。      

影响单晶Ni基高温合金持久性能的因素

本文研究了一些直接影响单晶 Ni 基高温合金持久强度的因素。原始晶界和由机械加工引起的再结晶对性能的危害极大。在经高温持久试验后的单晶中,往往形成亚结构和微孪晶。单晶合金的[001]方向平行应力轴时,持久性能最佳。当[001]方向与应力轴夹角大于10°时,持久强度大幅度下降。单晶合金中碳化物的含量越多,尺寸越大,对持久性能损害越大。初生γ′和共晶相区是单晶合金中的低强度区域,应通过固溶热处理消除。单晶高温合金经组织结构和晶体取向的一系列优化后,持久强度比普通铸造和定向凝固合金显著提高。