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《中国科学技术大学》 2010年
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两种稀土离子掺杂的镥氧化物纳米粉末和透明陶瓷的制备以及发光性能研究

王林香  
【摘要】: 本论文分为五章,其中第1章概述了本论文研究的基础知识以及工作背景;从第2章到第5章分别介绍了使用两种方法合成稀土掺杂的两种镥氧化物的纳米粉末和透明陶瓷的过程,同时研究和比较了它们的微观结构和发光性能。 第1章介绍了稀土功能材料,光致发光的基本原理与三价稀土离子的发光特性,概述了纳米材料、闪烁体透明陶瓷在国内外的研究、发展和取得的成果,并结合本工作具体介绍了两种制备纳米粉体及透明陶瓷的方法,同时讨论了影响透明陶瓷透明度的一些因素。 第2章主要介绍了Lu2O3:Eu3+纳米粉末的共沉淀法制备过程,并与溶剂热法制备的样品进行比较。XRD和FTIR结果显示溶剂热法加快了无定形前驱物的晶化,有效地降低了高温煅烧下粉体的结晶温度。XRD和SEM结果表明共沉淀法制备的Lu2O3:Eu3+前驱粉是具有200nm棒状结构的非晶态物质,而溶剂热法制备的前驱粉主要是50nm的近球形颗粒,其主要成分是LuOOH,且于400℃煅烧下出现Lu203的相。相同初始条件下,比较了共沉淀和溶剂热法获得的Lu2O3:Eu3+粉末的颗粒度、形貌和发光性质。研究了不同沉淀剂、不同Eu3+掺杂浓度、不同煅烧温度和煅烧气氛对共沉淀法制备的Lu2O3:Eu3+粉体发光的影响,并对部分样品的衰减进行了测量,分析了Lu2O3:Eu3+粉体的荧光寿命和粉体颗粒度的关系。将煅烧获得的Lu2O3:Eu3+粉体在不使用任何添加剂的情况下,使用干压成型制成素坯,于先真空后氮气烧结方式下获得了Lu2O3:Eu3+透明陶瓷。初步比较了不同制备条件下Lu2O3:Eu3+透明陶瓷的透明度,分析了一些具体影响陶瓷透明度的因素。 第3章介绍了溶剂热法制备LuAG:Ce3+纳米粉体,并研究其发光性质。FTIR和XRD测量结果表明,溶剂热法合成的LuAG:Ce3+前驱粉体的主要成分是AlOOH,煅烧温度400℃下有Lu2O3相的出现,而未经过溶剂热法制备的前驱粉在800℃下煅烧还是非晶态。比较了不同的沉淀剂、不同醇水体积比、不同煅烧温度对溶剂热法合成LuAG:Ce3+粉体形貌的影响。研究了不同Ce3+掺杂浓度、不同的沉淀剂和不同煅烧温度下,溶剂热法合成LuAG:Ce3+粉体的发光,实验结果表明当Ce3+的掺杂浓度为1%,使用碳酸氢铵加氨水作为混合沉淀剂,在1000℃下进行煅烧,溶剂热法获得的LuAG:Ce3+纳米荧光粉的发光强度较强。LuAG:Ce3+荧光粉5d→4f的发射谱是位于450-650nm波长范围内的两个发射带叠加组成的宽带,其很好的与硅光电二极管灵敏度曲线匹配。 第4章用共沉淀方法和溶剂热方法,使用碳酸氢铵加氨水作为沉淀剂制备了LuAG:Ce3+纳米粉末及透明陶瓷。XRD、FTIR、SEM实验结果表明,共沉淀方法获得的LuAG:Ce3+前驱粉体具有无定形片状结构,其主要成分是碳酸盐NH4Al(OH)2CO3 and Lu2(CO3)3·nH2O,而溶剂热法获得的LuAG:Ce3+前驱粉体包含一些八面体形状的物质,其成分主要是由AlOOH和Lu(OH)3组成的氢氧化物。在1100℃煅烧条件下,共沉淀法制备的LuAG:Ce3+粉体,其颗粒呈现近球形,分散性好,分布较为均匀,粒径约为80-100nm;溶剂热法在同样煅烧条件下获得的LuAG:Ce3+粉体,团聚较为严重,由粒径30-50nm不规则的小颗粒所组成。比较了不同煅烧温度和气氛下,共沉淀和溶剂热法制备的LuAG:Ce3+粉体的发光。在同样初始条件下,溶剂热法制备的LuAG:Ce3+粉体的激发和发光强度较强。将获得的LuAG:Ce3+纳米粉末,在没有任何添加剂情况下压片,于先真空后氮气烧结的方式下制备了透明陶瓷。比较了两种方法制备LuAG:Ce3+陶瓷的微观结构和透明度以及具体实验中影响陶瓷透明度的因素。分析了两种方法制备的LuAG:Ce3+透明陶瓷的激发和发射谱,比较了不同激发波长下的发光强度变化规律,并分析了原因。与共沉淀法相比,溶剂热法制备的LuAG:Ce3+粉体和透明陶瓷的激发和发光强度都较强,但其制备样品的时间相对较长,产量相对较低,制备过程需要进一步优化。 在第5章中,通过将溶剂热法(270℃保温2h)获得的LuAG:Ce3+前驱粉末直接压片,在无任何添加剂情况下,于先真空后氮气气氛烧结的方式下制备了LuAG:Ce3+透明陶瓷。研究了该透明陶瓷在紫外可见以及真空紫外区的光谱性质。在不同激发波长激发下,研究了所合成LuAG:Ce3+透明陶瓷的发光。并与第4章得到的LuAG:Ce3+透明陶瓷的微观结构、透明度及发光进行比较,发现该方法制备的LuAG:Ce3+透明陶瓷,其制备工艺简单,透明度有了明显的改善,发光较强。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【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 沈理达;田宗军;黄因慧;刘志东;花国然;;基于激光重熔的纳米陶瓷颗粒改性喷涂层的耐磨性研究[J];粉末冶金技术;2009年01期
2 李敏;李盼;王维刚;;气相法制备纳米材料[J];中国粉体技术;2008年02期
3 郑衡;宋宜诺;王建明;朱宗奎;;纳米陶瓷的应用及发展趋势[J];化工文摘;2008年02期
4 孙尧,周刚;纳米陶瓷及其应用前景[J];化工新型材料;2001年07期
5 魏娜;;微乳液法制备纳米材料研究进展[J];科协论坛(下半月);2009年01期
6 苏锵;;国家中长期科学和技术发展规划纲要中与稀土有关部分的思考——稀土发光材料部分[J];四川稀土;2006年04期
7 华王祥,范世(马岂;无机闪烁体的发展[J];上海化工;1998年05期
8 李会利;刘学建;黄莉萍;;固相反应法制备Ce:LuAG透明陶瓷[J];无机材料学报;2006年05期
9 石云;潘裕柏;冯锡淇;李江;郭景坤;;Ce~(3+)掺杂YAG透明陶瓷的制备与光性能研究[J];无机材料学报;2010年02期
10 吴进前;纳米陶瓷粉体及其在日用功能制品中的应用[J];新材料产业;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕伟;氧化锌 氧化铈 氮化镓和氧化铋等纳米材料的制备及其性能研究[D];山东大学;2006年
2 王超男;Y_2O_3:Eu~(3+)纳米粉末和透明陶瓷的制备及光谱性质研究[D];中国科学技术大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的特性[J];四川有色金属;2002年03期
2 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
3 钱翼清,赵平,王卫华;烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究[J];工程塑料应用;2002年01期
4 王孝军,杨杰,龙盛如;纳米材料及其在工程塑料改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年10期
5 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
6 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
7 李四年,李厚祥,肖岸纯;尼龙1010/石墨梯度材料涂覆汽车花键轴的研制[J];工程塑料应用;2004年09期
8 安骏,吴海霞,辛寅昌;防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究[J];工程塑料应用;2004年12期
9 郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋;选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究[J];工程塑料应用;2005年09期
10 安骏;刘吉华;辛寅昌;;树脂纳米铈防辐射复合材料的制备及其性能研究[J];工程塑料应用;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 乐士儒;栾野梅;安茂忠;;电沉积银纳米膜的光学性质研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
2 银永发;贺才富;;高分子“PVF”微滤功能膜的研制生产与开发应用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
3 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
4 杨黎明;VPW Shim;陈锋;龚明;;用高应变率大应变载荷制备纳米晶铜试件[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
5 丁皓江;杨博;陈伟球;;功能梯度板柱面弯曲的弹性力学解[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
6 王金相;张晓立;王经涛;赵铮;;爆炸加载制备纳米晶铜实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;;爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
8 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
9 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
10 张永文;陈英;;含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
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1 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
2 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
3 杨爱玲;单个油气包裹体检测技术及应用[D];中国海洋大学;2010年
4 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
5 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
6 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
7 韩国才;几种典型Dy~(3+)激活磷酸盐基材料的制备及真空紫外发光性质研究[D];兰州大学;2010年
8 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
9 赵世华;ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究[D];湖南大学;2010年
10 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 殷雪萌;烧结温度与升温速率对牙科可切削硅藻土全瓷材料性能影响的实验研究[D];南京医科大学;2010年
2 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
3 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
4 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
5 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
6 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
7 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
8 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
9 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 甘自保;贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征[D];哈尔滨师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪伟良,赵凤起,刘剑洪,田德余;纳米PbO和Bi_2O_3粉的制备及对推进剂燃烧性能的影响[J];火炸药学报;2001年03期
2 马燕合;我国稀土应用开发现状及其展望[J];材料导报;2000年01期
3 吴润,谢长生;粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J];材料导报;2000年10期
4 张立德;;我国纳米材料技术应用的现状和产业化的机遇[J];材料导报;2001年07期
5 刘飚,官建国,王琦,张清杰;纳米技术在微波吸收材料中的应用[J];材料导报;2003年03期
6 李卫,周科朝,杨华;氧化铋的应用研究进展[J];材料科学与工程学报;2004年01期
7 任柏峰;我国铋工业发展现状及对策[J];世界有色金属;1999年11期
8 郑秀华,钟家湘,刘洪涛,乔蕾;Y—PSZ对Al_2O_3纳米粉烧结特性及性能的影响[J];材料研究学报;1996年03期
9 范景莲,刘勋,黄伯云,凌国良,刘涛;Ni、Cu-Al_2O_3纳米金属陶瓷粉末的热压[J];粉末冶金技术;2005年02期
10 孙兰;贾成厂;曹瑞军;;纳米粉末烧结的研究现状与前景[J];粉末冶金技术;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈建军;纳米TiO_2光催化剂的制备、改性及其应用研究[D];中南大学;2001年
2 杨晴;低维II-VI、III-V族纳米材料的液相合成、微结构表征与机理研究[D];中国科学技术大学;2002年
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1 李云辉;张伟娜;刘景和;周永昶;姜道新;;掺镱钇铝石榴石激光透明陶瓷超细粉体的研究[J];材料科学与工艺;2005年06期
2 罗军明;邓莉萍;张剑平;;共沉淀法制备Nd~(3+)∶Y_2O_3透明陶瓷[J];材料导报;2009年14期
3 吉亚明,蒋丹宇,冯涛,施剑林;透明陶瓷材料现状与发展[J];无机材料学报;2004年02期
4 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
5 仝世红;卢铁城;;综述共沉淀中影响YAG纳米粉体性能的因素[J];河南师范大学学报(自然科学版);2009年06期
6 杨浩;沐磊;宋杰;许乃岑;张其土;;氨水反滴共沉淀法制备Nd:YAG透明陶瓷粉体[J];人工晶体学报;2009年S1期
7 李文杰;林辉;滕浩;刘娜;李宇焜;侯肖瑞;贾婷婷;周圣明;;Yb~(3+),Ho~(3+)共掺氧化钇透明陶瓷的制备及其性能[J];无机化学学报;2010年04期
8 王能利;雷东;张希艳;刘全生;孙海鹰;;草酸共沉淀法制备Yb~(3+)∶Y_(1.88)La_(0.12)O_3纳米粉体及光谱性能[J];无机化学学报;2009年08期
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10 黄毅华;江东亮;张景贤;林庆玲;;Nd~(3+),La~(3+)共掺杂氧化钇透明陶瓷的制备及其性能[J];无机化学学报;2009年04期
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1 卢利平;刘景和;臧春和;曾繁明;张亮;;共沉淀法制备Yb:YAG透明陶瓷及其性能表征[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
2 管东波;毛健;;溶剂热法制备钛黑及其性能表征[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 石云;沈毅强;潘裕柏;;闪烁透明陶瓷的最新研究进展[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
4 王介强;陶珍东;;粉体可烧结性对制取Y_2O_3透明陶瓷的影响[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
5 潘裕柏;郭景坤;冯锡淇;;激光透明陶瓷的发展与应用[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2009学术交流会论文集[C];2009年
6 卢利平;刘景和;臧春和;关效闲;李建立;;碳酸盐共沉淀法制备Er:YAG透明陶瓷超细粉[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
7 陈积阳;施鹰;施剑林;;(Y,Gd)_2O_3:Eu透明陶瓷材料的制备与发光性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会’2004学术交流会论文集[C];2004年
8 阿力木江·米吉提;李金灵;徐伟;李庆;高子伟;;利用溶剂热法培养二氯二环戊二烯基锆(Ⅳ)[(η~5-C_5H_5)_2ZrCI_2]晶体[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
9 牛文军;许静;秦伟峰;沈明;;Fe_3O_4纳米微球的溶剂热法控制合成[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
10 王士维;袁贤阳;张芳;周国红;安丽琼;李军;;AlON透明陶瓷的制备[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2009学术交流会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小龙;透明陶瓷的发展[N];广东建设报;2002年
2 ;应用前景十分广泛的透明陶瓷[N];广东建设报;2002年
3 李柏;“透明陶瓷之王”在上海诞生[N];中国化工报;2006年
4 任荃;国产透明陶瓷射出首道激光[N];文汇报;2007年
5 陈渝;新型透明陶瓷应用领域广阔[N];广东建设报;2008年
6 记者  徐瑞哲;“透明陶瓷之王”通过激光考验[N];解放日报;2006年
7 记者 戴丽昕;沪科学家制成透明陶瓷 专利技术达世界先进水平[N];上海科技报;2007年
8 ;国内首块激光陶瓷在沪诞生[N];上海科技报;2008年
9 雨立;高性能透明陶瓷应用前景广阔[N];中国建材报;2007年
10 记者 桂运安;科大教授荣获国际大奖[N];安徽日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王林香;两种稀土离子掺杂的镥氧化物纳米粉末和透明陶瓷的制备以及发光性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 陈阳;溶剂热有机原位反应及其无机—有机杂化产物的物理性质研究[D];苏州大学;2011年
3 李法荟;镁铝尖晶石透明陶瓷性能及元件技术研究[D];清华大学;2010年
4 杨阳;低温溶剂热条件下无机—有机杂化硼酸盐的合成、结构及性质研究[D];大连理工大学;2011年
5 陈智慧;钇铝石榴石纳米粉体及YAG透明陶瓷的制备研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
6 米晓云;M:Al_2O_3(M=Cr,Ti)纳米粉体及透明陶瓷的制备与性能研究[D];长春理工大学;2009年
7 李学铭;固体基底辅助水热/溶剂热法制备无机纳米材料[D];昆明理工大学;2010年
8 吕光哲;YAG透明陶瓷的制备与性能研究[D];东北大学;2009年
9 赵伟;稀土离子在YAG基质透明陶瓷中的偏聚现象和Yb~(3+)掺杂YAG基质纳米粉体及纳米透明陶瓷的发光性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 殷立雄;Sm_2O_3微晶的水热与溶剂热法制备工艺、结构与性能关系研究[D];陕西科技大学;2012年
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1 孙卓;有机酸配合物的合成及新配合物邻菲罗啉草酸钴的表征[D];中国地质大学(北京);2005年
2 王沛;纳米FeS_2的液相法制备及其对TiO_2敏化的研究[D];浙江大学;2003年
3 王俊恩;溶剂热法无皂阳离子均聚物胶乳纳米粒子的制备、表征及稳定性研究[D];安徽师范大学;2005年
4 张鑫狄;基于溶剂热法制备CuInSe_2、CuIn(S_xSe_(1-x))_2薄膜[D];中国科学技术大学;2011年
5 周西松;SnTe-Bi_2Te_3系热电材料的合成,结构和性能研究[D];武汉理工大学;2002年
6 商祥淑;纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究[D];曲阜师范大学;2009年
7 葛介超;金属氧化物纳米材料的制备表征及其光谱性能研究[D];山东师范大学;2003年
8 张文华;透明陶瓷粗糙面光散射研究[D];华中师范大学;2011年
9 刘妍;金属-bpdc有机配位聚合物的合成、结构及性能研究[D];北京化工大学;2005年
10 李娜;含硫金属有机配位聚合物的合成、结构及性能研究[D];北京化工大学;2005年
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