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《长春理工大学》 2009年
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RE:GGG(RE=Yb,Nd)纳米粉体及陶瓷的制备研究

黄德馨  
【摘要】: 钆镓石榴石(简称GGG)具有优异的光学性质和机械性能,是一种优秀的功能材料,掺入激活离子后还是优秀的激光材料,不同激活离子可以发出不同波长的激光。Yb:GGG晶体具有吸收峰宽、阈值低、增益大和效率高的优点,是一种有良好应用前景的激光晶体。Nd:GGG适合于半导体激光泵浦,可实现连续和脉冲激光运转,是高平均功率固体激光器的优选材料。但是单晶制作成本很高,高掺杂困难,生长单晶尺寸也受到很大限制。相对于单晶而言,透明陶瓷因为制备周期短、生产成本低、生产效率高,而且易获得大尺寸、易于加工、掺杂浓度高等优点,因此成为近年来材料领域的一个研究热点。 本文主要以Yb:GGG粉体及陶瓷为研究对象。研究了不同工艺制备Yb:GGG、Nd:GGG纳米粉体的性能,确定了纳米粉体最佳制备工艺条件。研究了制备工艺条件、Yb离子掺杂浓度等对Yb:GGG陶瓷性能的影响。利用热重/差热分析(TG/DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、荧光光谱等技术对前驱物、纳米粉体及陶瓷进行表征。1. Yb:GGG纳米陶瓷粉体的制备 采用共沉淀法首次制备出Yb:GGG纳米陶瓷粉体。以碳酸氢铵为沉淀剂,并与硝酸盐的混合溶液反应得到NH4MO(OH)HCO3 (M=Yb3+、Ga3+、Gd3+)前驱体,在900℃下保温8 h得到纯GGG晶相;研究分散剂、反应物初始浓度、pH值、Yb3+掺杂浓度等对粉体的形貌以及发光性能的影响。(NH4)2SO4的引入提高了纳米粉体的分散性,粉体颗粒分布均匀,平均粒径在80nm左右;样品于979nm有较强的吸收峰,是基态向2F5/2能级的跃迁;发射最强峰1033nm处为Yb3+离子2F7/2-2F5/2跃迁的荧光谱线。Yb3+离子的最佳掺杂浓度为10.0 at.%。 采用低温燃烧法首次制备出Yb:GGG纳米粉体。以柠檬酸为燃料制成的凝胶于500℃使之发生燃烧反应,再将燃烧产物于900℃煅烧8h后,为GGG的单相粉体。获得的颗粒呈球形或类球形,平均粒径在47nm左右。2. Nd:GGG纳米陶瓷粉体的制备 采用共沉淀法、溶胶-凝胶低温燃烧法合成了Nd:GGG纳米粉体。共沉淀法制备的前驱体于900℃煅烧8 h得到了粉体粒径范围在70~90nm之间、形状为球形或类球形纯GGG晶相;溶胶-凝胶低温燃烧法制的前驱物于900℃、保温8h直接得到纯的GGG晶相。粉体粒径小于100nm,粒径分布范围较大,有一定的团聚现象。3. Yb:GGG陶瓷的制备 确定了共沉淀法制备的Yb:GGG纳米粉的烧结性能好于溶胶-凝胶低温燃烧法制备的粉体。分析了成型压力、烧结温度和保温时间对陶瓷的微观结构、光学性能的影响。采用氢气气氛于1650℃烧结5 h得到的Yb:GGG陶瓷可见光区的最大透过率为30%。陶瓷在1033nm有很好的发光性能,这对于激光的输出提供了可能。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李长青;张明福;左洪波;孟松鹤;韩杰才;姚泰;;影响透明陶瓷透光性能的因素[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
2 程永亮,宋武林,谢长生;燃烧法制备氧化物纳米材料的研究进展[J];材料导报;2003年07期
3 朴贤卿,刘景和,裴广庆,邹志伟,李建利,曹莹;稀土掺杂YAG透明激光陶瓷的粉体制备研究[J];材料科学与工程学报;2004年03期
4 张文毓;;激光技术在材料科学中的应用进展[J];材料开发与应用;2008年06期
5 闻雷,孙旭东,王介强,左良;Y_2O_3超微粉及其透明陶瓷的制备[J];东北大学学报;2002年12期
6 朴贤卿,卢利萍,刘景和,关效贤,张亮,万玉春;尿素共沉淀法制备Yb:YAG透明激光陶瓷[J];功能材料与器件学报;2004年02期
7 刘军芳,傅正义,张东明,张金咏;透明陶瓷的制备技术及其透光因素的研究[J];硅酸盐通报;2003年03期
8 刘颂豪;;透明陶瓷激光器的研究进展[J];光学与光电技术;2006年02期
9 杨培志,邓佩珍,徐军,黄国松,陈伟,乔景文;Yb: YAG晶体的光谱和激光性能[J];光学学报;1999年01期
10 杨培志,邓佩珍,徐军,殷之文;高掺杂浓度Yb∶YAG晶体的生长及激光性能[J];硅酸盐学报;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李先学;钕掺杂石榴石基透明陶瓷的若干问题研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 朴贤卿;RE:YAG透明陶瓷的制备和光学性能研究[D];长春理工大学;2004年
2 臧春和;Yb:YAG晶体生长及其性能研究[D];长春理工大学;2004年
3 李轶;Nd_(3x),Yb_(3y):Gd_(3-3x-3y)Ga_5O_(12)激光陶瓷粉体的制备及性能表征[D];长春理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯敏;方磐;张仕兰;陈双喜;罗健民;;蒙脱石的IR、DTA特征与分类[J];安徽地质;1993年02期
2 徐玲,徐立红,李燕;TiO_2纳米粉体的制备及光催化降解水杨酸的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年01期
3 郑建三;朱绍峰;李萍;丁益;;现代分析测试技术在建筑材料研究中的应用[J];安徽建筑;2011年03期
4 李长青;张明福;左洪波;孟松鹤;韩杰才;姚泰;;影响透明陶瓷透光性能的因素[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
5 侯朝霞;;锂铝硅系玻璃陶瓷晶化行为研究[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
6 宋杰光;李世斌;纪岗昌;徐明晗;王芳;魏伟;李伟;张联盟;;合成条件对YAG粉体粒径及显微形貌的影响[J];兵器材料科学与工程;2010年06期
7 冯拉俊,刘毅辉,雷阿利;纳米颗粒团聚的控制[J];微纳电子技术;2003年Z1期
8 温梁,汪家友,杨银堂;超大规模集成电路中低介电常数薄膜的制备与检测技术[J];微纳电子技术;2004年03期
9 吴昊;李洪祚;王一帆;刘瑞;范英杰;陈薪羽;;连续侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷激光器被动调Q研究[J];兵工学报;2012年03期
10 左铁钏;现代激光制造及其未来发展[J];北京工业大学学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 楼祺洪;周军;朱健强;王之江;;高功率光纤激光器与放大器[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 朱国贤;李永大;王兴权;李松;黄玉亮;;Eu~(3+)离子掺杂氟化钇的制备和光谱性质的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 林海;张莹;李春;曾繁明;张学建;王成伟;刘景和;;掺钕钨酸钆钠激光晶体材料[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 王军威;李国禄;王海斗;徐滨士;;滚动接触疲劳试验机的研究现状[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
5 郭小平;;含油污泥萃取处理技术研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
6 林爽;乔英杰;刘爱东;;碳化硼陶瓷的性能及其在核工业领域的应用进展[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
7 单立;刘凯欣;成名;;氧化铝陶瓷圆柱PCFF现象的离散元模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
8 张永成;陈沙鸥;栾伟娜;邵渭泉;李达;景悦林;;菱形片状氧化钇的制备及其形成过程研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
9 许英霞;秦克章;丁奎首;缪宇;方同辉;徐兴旺;孙赫;;东疆红山Cu-Au矿床氧化带中铜叶绿矾和高铁叶绿矾的首次发现及其矿物学特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第六卷)[C];2008年
10 朱忠丽;葛建军;孙晶;王英伟;刘景和;;Nd:NaY(WO_4)_2激光晶体生长[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田立朋;单质硅粉氧化法制备二氧化硅溶胶及其应用特性研究[D];山东科技大学;2010年
2 武志超;LDA抽运高频Nd:YAG陶瓷激光器研究[D];长春理工大学;2010年
3 许洁;过渡金属氧化物型热电材料的制备与性能研究[D];长春理工大学;2010年
4 侯智尧;几种稀土含氧酸盐发光材料的静电纺丝法制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 文俊强;石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
7 孙勇;碱土金属钼酸盐微晶的电化学合成与发光性能研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
8 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
9 卫秀成;核壳结构纳米功能复合材料的制备、结构及性能研究[D];兰州大学;2010年
10 毕建聪;铟铁铜掺杂铌酸锂晶体的制备及结构与光折变性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 牛菲菲;混凝-Fenton法及白腐真菌处理DDNP废水的研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
4 王春华;Yb:YAG薄片内腔倍频技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
5 刘英;苯系物的新型吸收剂制备及性能研究[D];山东科技大学;2010年
6 王亮;新型邻菲罗琳衍生物及稀土配合物的合成及性质研究[D];山东科技大学;2010年
7 宋金壮;白光LED用不同光色发光材料的研究[D];长春理工大学;2010年
8 易敏;钨酸盐基荧光粉的制备及性能研究[D];广西师范学院;2010年
9 王正凯;YVO_4:Eu~(3+)纳米荧光粉核/壳结构的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
10 纪文文;超重力燃烧合成YAG陶瓷热力学计算及过程仿真[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邬建辉,张传福,吴琳琳,湛菁;草酸盐沉淀法在制备粉体材料中的应用[J];四川有色金属;2001年03期
2 赵谡玲,侯延冰,董金凤;稀土离子上转换发光的研究[J];半导体光电;2000年04期
3 阎忠君,王京刚,文明芬,陈靖,顾永万;不同沉淀剂对铈锆复合稀土氧化物性能的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年03期
4 胡芳仁,葛昌纯;钛酸钡陶瓷粉末的低温燃烧合成[J];北京科技大学学报;2001年04期
5 王路威;固体激光器[J];成都大学学报(自然科学版);2002年03期
6 田玉明,黄平,冷叔炎,梁丽萍,Mihal Barladeanu;沉淀法的研究及其应用现状[J];材料导报;2000年02期
7 丁志立,陈嵩,韩杰才;以碳酸氢铵为沉淀剂制备纳米钇铝石榴石粉体[J];材料工程;2005年02期
8 张华山,荆敏,韩辉,苏春辉,邵晶,张洪波,候朝霞;均相共沉淀法合成钇铝石榴石(YAG)纳米粉末的研究[J];材料科学与工程学报;2004年06期
9 干福熹;光子学材料及其发展[J];材料科学与工程;1998年02期
10 陈世柱,尹志民;制备金属氧化物纳米粉的液雾燃烧工艺研究[J];材料科学与工程;1998年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭飞云;Yb:YVO4晶体生长与光谱性质的研究[D];福州大学;2001年
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1 高新睿,王介强,姜奉华,郑少华,于庆华;YAG纳米粉体制备的研究进展[J];现代技术陶瓷;2005年01期
2 冯秀丽,王公应;氢氧化锶纳米粉体的制备与表征[J];长春理工大学学报;2005年02期
3 邹斌,黄传真,刘炳强,谷美林;纳米Si_3N_4与TiC_7N_3混合悬浮液性质研究[J];机械工程材料;2005年04期
4 钱红梅,吴杰颖,李燕,郝成伟;共沸蒸馏法制备TiO_2、SnO_2纳米粉体[J];材料科学与工程学报;2005年05期
5 王婷,王悦辉,石士考,李勃,周济;上转换材料纳米颗粒的制备及其性能表征[J];四川大学学报(自然科学版);2005年S1期
6 薄丽丽,杨武,倪刚,何晓燕,吕维莲;低温自蔓延燃烧法制备纳米Sm_2O_3[J];西北师范大学学报(自然科学版);2005年05期
7 曹魁;车如心;高军;高宏;;溶胶-凝胶法制备纳米复合永磁材料SrFe_2 O_5[J];信息记录材料;2005年04期
8 郑占申;曲远方;沈毅;李晓雷;李子成;;溶胶-凝胶法低温合成BaTiO_3基纳米粉体[J];功能材料与器件学报;2005年04期
9 刘军;徐成海;窦新生;;冷冻干燥法制备氢氧化铜纳米粉[J];材料与冶金学报;2006年01期
10 张蓉艳;尹荔松;;纳米材料对降低釉料烧成温度的作用[J];中国陶瓷工业;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 施利毅;;国内纳米粉体现状、发展及趋势[A];2005年全国粉体设备—技术—产品信息交流会暨纳米颗粒测试与标准培训班论文集[C];2005年
2 段鹤;郑毓峰;张校刚;孙言飞;董有忠;;溶剂热法合成二硫化钴(CoS_2)纳米粉体[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
3 黄璜;;纳米SiO_2/环氧树脂复合材料制备及性能研究报告[A];第十次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2003年
4 肖进;张庆礼;邵淑芳;刘文鹏;丁丽华;殷绍唐;;Sc_2O_3:Yb、Sc_2O_3:Nd纳米粉体的制备和发光[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
5 白中胜;刘丹;陈云;宁光辉;许磊;;低成本新法制备ATO纳米粉体[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
6 李春忠;胡彦杰;;纳米粉体材料的制备与应用发展现状[A];第八届全国颗粒制备与处理学术和应用研讨会论文集[C];2007年
7 周红军;宋红梅;吴全贵;;纳米粉体用于工业催化的问题探讨[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
8 徐光亮;聂轶霞;赖振宇;;水热合成羟基磷灰石(HA)纳米粉体的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
9 李红飞;国富强;李德谦;;利用液液萃取技术从氟碳铈矿硫酸浸取液中直接制备高纯CeF_3纳米粉体[A];第十届全国稀土元素分析化学学术报告会论文集[C];2003年
10 陈俊;公衍生;王传彬;沈强;张联盟;;聚合物前驱体法制备铌酸钾锂粉体的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;新技术制备导电纳米粉体[N];中国技术市场报;2010年
2 记者 李颖;合成纳米粉体法国际领先[N];科技日报;2001年
3 记者 邱登科;嘉维化工重拳出击纳米领域[N];民营经济报;2009年
4 于洋 记者 李泳沩;高电导率纳米粉体 及制备方法获专利[N];吉林日报;2010年
5 董小雷;纳米粉体表面改性技术有待提高[N];中国化工报;2002年
6 刘世昕;互联网将升级为“网格” GGG要取代WWW[N];中国高新技术产业导报;2002年
7 栗鸿儒;嘉维化工打造百万吨级纳米粉体“航母”[N];中国贸易报;2009年
8 束洪福;纳米产业化瓶颈有待突破[N];科技日报;2003年
9 新升资讯;南风化工 化工龙头 三阳开泰[N];证券时报;2004年
10 新升资讯;南风化工 化工龙头[N];中国证券报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄德馨;RE:GGG(RE=Yb,Nd)纳米粉体及陶瓷的制备研究[D];长春理工大学;2009年
2 宋祖伟;钨酸盐微/纳米粉的制备及其防腐应用研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
3 毛志国;电爆炸金属丝制备纳米粉体的研究[D];清华大学;2009年
4 宋爱君;Ni-Cu合金纳米粉的制备及其性能研究[D];燕山大学;2012年
5 毕学松;气体放电导入电流的丝电爆制备纳米粉方法研究[D];兰州理工大学;2012年
6 彭秧锡;钛酸钡(铅)系列纳米粉体的制备方法与相变机制研究[D];中南大学;2010年
7 石涛;用于稀土离子掺杂发光的Al_2O_3基质材料研究[D];浙江大学;2009年
8 卫静;TiO_2基纳米材料光催化还原CO_2研究[D];天津大学;2011年
9 刘世民;透明导电锡基氧化物纳米粉体的制备及应用研究[D];大连交通大学;2011年
10 张晓琳;微波法制备YAG粉体微观结构的调控及其烧结性的研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李明华;氧化铝纤维对牙科纳米复合氧化锆陶瓷的性能影响的研究[D];吉林大学;2006年
2 高薇;连续有序动态微液团混合法制备掺镧改性钛酸钡及钇铝石榴石纳米粉体的研究[D];辽宁科技大学;2006年
3 范战彪;混合碱合成BaTiO_3及掺杂纳米粉体与BaTiO_3陶瓷性能研究[D];山东轻工业学院;2010年
4 林玫;水热法制备钛酸铋钠基纳米粉体及其介电性能的研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
5 高勇;Ce_(1-x)Nd_xO_(2-x/2)固溶体纳米粉体的低温燃烧合成研究[D];湖南大学;2005年
6 杨甫生;纳米粉体制备及其对棉织物抗紫外整理的研究[D];安徽农业大学;2005年
7 张邦强;掺杂铬酸镧超细粉体的制备及低温烧结[D];山东大学;2005年
8 宋运涛;超临界CO_2制备金属氧化物纳米粉体应用研究[D];山东大学;2005年
9 杜媛媛;纳米氧化锌和晶须的制备及影响因素研究[D];中南大学;2007年
10 张大江;高分子网络凝胶法制备纳米YAG粉体[D];山东科技大学;2007年
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