溶剂对溶胶-凝胶燃烧法合成YAG粉体的影响

以Y(NO3)3.6H2O、Al(NO3)3.9H2O和柠檬酸为原料,分别以去离子水和无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶燃烧法合成YAG粉体。借助FT-IR、XRD、SEM等分析仪器研究了溶胶-凝胶燃烧法合成YAG粉体的过程,重点讨论了前躯体溶液不同溶剂对溶胶-凝胶燃烧法合成过程及合成产物的影响。结果表明:去离子水和无水乙醇对合成的YAG粉体的形貌和分散性有重要的影响。     

优化凝胶燃烧法合成YAG粉体的工艺参数

以Y(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、硝酸铵和柠檬酸为原料,采用凝胶燃烧法合成YAG粉体。采用XRD、SEM、激光粒度仪测试手段对YAG粉体进行表征。通过正交实验对凝胶燃烧法合成YAG粉体的主要工艺参数进行了优化,得出在现有条件下的最佳工艺参数为T=270℃,pH=2,CA/M=7/6,N/CA=2/4。     

均相沉淀法制备掺钕钇铝石榴石(Nd∶YAG)纳米粉末

采用均相沉淀法,以Al(NO3)3.9H2O、Y2O3、Nd2O3、(NH4)2SO4和NH4HCO3为原料,正硅酸乙酯为添加剂,制备Nd∶YAG纳米粉末;并探讨了均相沉淀法制备Nd∶YAG纳米粉末的反应机理。研究结果表明,粉体在800℃时为无定型态,当温度达到900℃时析出大量YAlO3(YAP)和少量Y3Al5O12(YAG)晶体,当温度达到1000℃时就全部转化为YAG立方晶相;混合溶液生成沉淀物是由Al 3+的沉淀所决定的;Al 3+首先均相成核,随后Y3+和Nd3+以Al沉淀物为异相核发生异相成核,形成的沉淀物覆着于Al沉淀物表面,推测沉淀物结构可能为钇包覆铝的核壳结构。     

柠檬酸-凝胶燃烧法制备钇铝石榴石(Y3A15O12)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.     

钇铝石榴石(YAG)粉体的溶胶凝胶法制备

本文以Y_2O_3、Al(NO_3)_3以及柠檬酸为原料,采用溶胶凝胶法在不同温度下烧结合成了YAG粉体,利用XRD,SEM和能谱分析等测试技术对粉体的物相结构及粉体形貌进行了分析表征。结果表明,采用溶胶凝胶法成功地合成了晶粒尺寸为30-60nm的YAG粉体,并确定了在1200℃下可烧成很好的YAG晶相结构,随着煅烧温度的升高,YAG平均晶粒尺寸增大。     

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。     

溶胶-凝胶燃烧法制备YAG:Sm粉体及其性能

采用溶胶-凝胶燃烧法制备出掺钐钇铝石榴石(YAG:Sm)荧光粉,并研究了凝胶化加热温度、柠檬酸/硝酸盐比值(MRCM)、pH值等因素对前驱体和YAG粉体性能的影响。结果表明:当加热温度为80℃,MRCM=1~2,pH值在1~3时,凝胶化时间较短,胶体成型情况良好;随着热处理温度的升高,前驱体从金属羧酸盐变成无定形碳酸盐,至900℃转变为纯YAG相。Sm3+:YAG在550~750nm波段内的发射峰对应于Sm3+的4G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2和11/2)能级跃迁,其中对应4G5/2→6H7/2跃迁的发射峰强度最大。     

改进的溶胶-凝胶法制备YAG纳米粉体

采用低成本的无机有机复合体系的溶胶凝胶法成功制备出了Y3Al5O12 (YAG)纳米粉体。实验中通过将Y(NO3)3 和Al(NO3)3 按摩尔比3:5 溶解于异丙醇中,再加入适量柠檬酸后生成溶胶,经过脱醇、干燥形成纳米胶球前驱体,将其在适当温度下焙烧后生成YAG纳米粉体。在此过程中,采用了独特的循环水真空泵负压脱醇技术,大大缩减了脱醇和干燥时间,由40h降为4h。分别采用XRD,TEM和TG/DTA分析了不同温度下焙烧所得粉体的物相、形貌以及前驱体热分解特性。结果表明,与其它有机和无机体系制备方法相比,得到的YAG粉体颗粒近似球形,细小均匀,平均尺寸为20~40nm,并具有很好的分散性。     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米Y_2O_3:Eu~(3+)粉体

以Eu2O3,Y2O3为原料通过柠檬酸溶胶-凝胶法合成了Y2O3:Eu3+纳米粉,研究了pH值、柠檬酸用量(n[H3Cit]:n[Y3++Eu3+])及煅烧温度对粉体制备过程的影响。利用TG-DTA、XRD、SEM等测试手段对粉体的形成过程进行了分析。结果表明:Y2O3:Eu3+纳米粉体的一次粒径为25nm左右,二次粒径为250nm左右。纳米Y2O3:Eu3+粉体制备最佳实验条件为pH=5,n[H3Cit]:n[Y3++Eu3+]为2:1,煅烧温度为600℃。     

共沉淀法制备YAG超细粉及透明陶瓷

研究了共沉淀法制备YAG透明陶瓷的工艺。采用Al(NO3)3和Y(NO3)3的混合溶液为母盐,以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备了化学组成为Y2(CO3)3·nH2O+NH4AlO(OH)HCO3的碳酸盐先驱沉淀物。使用透射电镜和X射线衍射对先驱沉淀物的形貌及煅烧过程的相转变进行了研究。结果表明先驱沉淀物在900℃煅烧2h后完全转变为YAG相。1100℃煅烧后得到的YAG粉体具有良好的烧结性能。使用0.5%(质量分数)的TEOS(正硅酸乙酯)作为烧结添加剂,1700℃真空烧结5h后,得到了透明YAG烧结体。     

微波均相沉淀法制备Ce:(Y,Gd)_3Al_5O_(12)荧光粉

以Y2O3,Gd2O3,Ce(NO3)3·6H2O,Al(NO3)3·9H2O为原料,采用微波均相沉淀法制备了Ce:(Y,Gd)3Al5O12前驱体,经1100℃煅烧得到粒径在100nm左右的近球形粉体。测试结果表明:该粉具有良好的荧光性能,呈现宽带激发和宽带发射,激发主峰在456nm,半高宽约为60nm,在460nm入射光的激发下,发射峰在566nm左右,半高宽约为125nm。由于Gd3+的掺入改变了基体的晶场结构,致使发射光谱发生了红移。     

撞击流共沉淀法制备YAG:Ce荧光粉过程的研究

采用Al(NO3)3、Y(NO3)3和Ce(NO3)3为母盐,碳酸氢铵为沉淀剂,利用撞击流共沉淀法制备YAG:Ce(Y3Al5O12:Ce)球形纳米粉体。利用XRD、FT-IR、SEM和荧光分光光度计对YAG前驱体及煅烧纳米粉体进行了表征,并分析了母盐溶液的浓度、溶液的滴加速度以及煅烧方法和温度对制备YAG纳米粉体的影响。结果表明母盐溶液的浓度、滴加速度及煅烧方法和温度对煅烧粉体的组成、分散性、形貌及发光性能有显著的影响。当初始原料浓度较低(c0=0.055mol/L)时,900℃可以获得纯YAG晶相,不形成任何中间相;初始浓度c0在1.0mol/L以上时,1000℃得到的YAG荧光粉中有YAM、YAP和CeO2杂质相存在;适当的提高加料速度,可以增加粉体的结晶度;采用Na2CO3-S-K2CO3助熔剂辅助煅烧,700℃时已完全转变为YAG相,与直接煅烧法相比,YAG相的完全转变温度降低了约300℃,荧光粉的发光强度比不加熔盐明显提高了。     

溶液燃烧法合成Co3O4纳米粉体及热处理研究

分别以氨基乙酸、柠檬酸、葡萄糖为燃料,Co(NO_3)_2·6H_2O为氧化剂,采用溶液燃烧法合成Co_3O_4粉体,并对氨基乙酸为燃料合成的Co_3O_4粉体在500℃、600℃和700℃热处理,研究其结构、微观形貌和磁学性能。研究表明各燃料配制的前驱体溶液在300℃均可发生燃烧反应合成Co_3O_4粉体,以氨基乙酸为燃料时,合成粉体的颗粒较大,中间有气孔,分散性好,残留少量的氨基乙酸。n(氨基乙酸)∶n(硝酸钴)=1.11∶1时合成的Co_3O_4粉体600℃热处理后得到了高纯度、分散性好、平均径向尺寸80nm的Co_3O_4纳米粉体。以氨基乙酸为燃料合成的Co_3O_4产物在600℃和700℃热处理后,其矫顽力和剩磁值都比500℃热处理后的要小。     

共沉淀法制备Nd3+:Y2O3透明陶瓷

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Nd3+添加PEG和(NH4)2SO4为分散剂,采用共沉淀法制备出性能良好的Nd3+:Y2O3纳米粉.对前驱体和不同温度下煅烧后的粉体进行差热热重、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析.结果表明,前驱体产物为Y2(OH)5(NO3)·nH2O时,Nd3+完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Nd3+:Y2O3粉体大小均匀,近似球形.随着煅烧温度的升高,颗粒逐渐长大,900℃煅烧2h后颗粒尺寸约为40～60nm;粉体在1700℃和真空度为1×10-3Pa条件下烧结6h得到的Nd3+:Y2O3透明陶瓷的透光率接近78%.     

溶胶-凝胶法制备纳米Y2O3粉体

为了改善Y2O3粉体的分散性,提高其烧结活性,试验以三乙醇胺和氨水为凝胶剂,利用溶胶-凝胶方法合成了纳米级Y2O3粉体,采用差热/热重、X射线衍射、透射电镜研究了前驱体的组成、前驱体在不同的煅烧温度下的物相变化以及煅烧粉体的分散性.结果表明,前驱体的组成为Y2(OH)5.14(NO3)0.86H2O,在500℃保温2h可直接生成立方相的Y2O3,煅烧至1000℃保温2h得到了结晶度高、分散性好、平均粒径为50nm、近球形的YO纳米粉体;三乙醇胺的加入有利于提高YO粉体的分散性.     

微波均相沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体及其表征

以Al(NO3)3,Y(NO3)3为母盐,尿素为沉淀剂,添加占母盐质量为8%的(NH4)2SO4,以不同浓度的Nd3+取代Y3+,采用微波均相沉淀法制备了具有良好分散性和可烧结性、平均粒径为71nm的Nd:YAG纳米粉体。利用IR、DTA-TG、XRD、TEM、LD等技术对YAG前驱物及其煅烧粉体进行表征。结果表明:采用微波均相法,前驱体在1100℃下煅烧,可得到分散良好的纯YAG相,无YAP、YAM中间相出现,且YAG的单相程度不随Nd3+掺杂浓度的增加而变化。     

原位诱导结晶低温制备α-Al2O3纳米粉体

为了研究在较低的温度下制备α-Al2O3纳米粉体工艺路线,以Al(NO3)3.9H2O和NH3.H2O溶液为原料,经改进的沉淀反应和原位诱导结晶,制备了分散性能良好的α-Al2O3纳米粉体.用XRD、TEM等技术研究了产物的物相、组成和形貌.结果表明,改进的沉淀反应和原位诱导结晶相结合,可有效的降低煅烧温度.在900℃煅烧2 h,即可得到尺寸分布均匀,结晶性好,分散性能良好的α-Al2O3纳米粉体.NH4NO3的存在对于α相变具有明显的促进作用.     

凝胶自蔓延燃烧法制备纳米La_2O_2CO_3粉体

研究一种以溶胶-凝胶作为前躯体制备纳米La2O2CO3粉体的新方法,以柠檬酸和硝酸镧为原料,采用凝胶自蔓延燃烧法制备纳米La2O2CO3粉体,并利用X射线衍射、差热分析、透射电镜等手段对合成产物进行表征,确定最佳的工艺条件。结果表明:在前驱溶液的pH值为2,烘干温度为400℃,煅烧温度为600℃时,可以制备出平均晶粒尺寸为30 nm的La2O2CO3颗粒,且粉体的粒径均匀,粒径分布狭窄。