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Y_2O_3介电性质的第一性原理研究及透明陶瓷制备

王文闯  
【摘要】: 本文通过第一性原理赝势平面波方法计算了Y2O3的结构性质、振动性质和介电性质。采用第一性原理对Y2O3结构进行了优化,运用密度泛函微扰理论计算了材料在布里渊区中心点的声子频率;利用群论方法对声子模进行对称性标定和分类,并给出了红外光学声子模的纵向和横向频率分裂值(LO/TO);计算了Y2O3的光频介电张量、零频介电张量和波恩有效电荷,得到了其折射率、吸收系数、介电和红外反射等谱图。计算结果表明:Y2O3在低于400cm-1或高于800cm-1的频段,不存在红外光学模或红外光学模强度弱,因而通过该波段的电磁波照射材料时存在较小的反射和损耗,材料具有较好的透波性能。 采用共沉淀法制备了Y2O3纳米粉,并对其透明陶瓷的制备工艺进行了研究。以Y(NO3)3溶液和NH3·H2O为原料、(NH4)2SO4作分散剂,制备出组分为水合氢氧化物硝酸盐的前驱体沉淀物。在1100℃下煅烧4h,得到活性较高、烧结性能较好的Y2O3纳米粉体。此粉体经过等静压成型后,在1650℃低真气压下烧结10h、1400℃下5h退火处理得到透光性良好的透明陶瓷。


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