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YAG粉体的制备与性能表征

作　者: 刘广福
导　师: 邵忠宝
学　校: 东北大学
专　业: 物理化学
关键词: YAG 沉淀法 高温能量球磨法
分类号: TB383.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


钇铝石榴石YAG多晶陶瓷具有优异的光学性能、良好的力学和热学性能,有望取代YAG单晶成为新一代固体激光基质材料,目前己成为研究的热点。YAG粉休的分散性,烧结性都对最终陶瓷的性能有重要影响,所以粉体制备技术和烧结技术就成为关键因素,而且合成具有不同形貌、结构的纳米材料；寻求稳定、可靠的制备方法；开发出具有优良特性的新材料,是当前材料学、化学、物理等学科研究的热点。本论文采用共沉淀法和高温能量球磨法合成纳米YAG粉体,对制备方法进行了研究和探讨。以Y(NH4)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O为原料,NH3·H2O为沉淀剂用化学沉淀法制备前驱体,1000℃保温2h,即得到平均粒径为100nm的YAG粉体。用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和激光粒度分析(LPA)等检测方法对粉体的性能进行了表征。针对传统制备方法的局限性,将化学沉淀法与高温球磨法结合起来,通过制备前驱体和球磨热分解前驱体两个步骤,用高温能量球磨法来制备纳米YAG粉体,通过从三个不同角度的比较(反应体系不同的比较、原料不同的比较、制备方法不同的比较)来制备纳米YAG粉体。实验结果表明：以Y(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O为原料,NH3·H2O为沉淀剂用化学沉淀法制备出前驱体,在高温球磨机700℃球磨2h制备了YAG粉体,与传统工艺相比,大大降低了烧结温度。发光性能测试结果表明：YAG:Ce粉体的激发光谱为460nm,发射光谱为530nm,可用于蓝光LED—荧光粉技术制备白光LED。YAG:Ce粉体的发射光谱受到Ce掺杂浓度的影响。相对强度在x=0.06时,达到最大值,随后出现减弱趋势。但发射光谱的峰值和峰形不随掺杂浓度的改变而变化。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-29
  1.1 前言  11-21
    1.1.1 YAG的研究进展  11
    1.1.2 YAG的结构、性质及用途  11-15
    1.1.3 机械力化学概述  15-16
    1.1.4 机械力化学的研究现状及应用前景  16-17
    1.1.5 高能球磨法  17-21
  1.2 YAG粉体的合成方法  21-25
    1.2.1 固相反映法  22
    1.2.2 化学共沉淀法  22-23
    1.2.3 均匀沉淀法  23
    1.2.4 溶胶一凝胶法  23-24
    1.2.5 溶剂热合成法  24-25
    1.2.6 喷雾热解法  25
  1.3 YAG粉体的性能表征与测试  25-27
    1.3.1 粉体的合成历程分析  25-26
    1.3.2 粉体的物相分析  26
    1.3.3 粉体的微观形貌分析  26-27
    1.3.4 粉体的粒度分析与计算  27
  1.4 本课题的目的和意义  27-29
第二章 共沉淀法制备YAG粉体与表征  29-37
  2.1 实验药品  29
  2.2 实验仪器  29-30
  2.3 实验基本原理  30
  2.4 实验步骤  30-31
  2.5 结果与讨论  31-36
    2.5.1 差热—热重分析  31-33
    2.5.2 X射线衍射分析  33-34
    2.5.3 透射电镜分析  34-35
    2.5.4 粒度分析  35-36
  2.6 本章小结  36-37
第三章 高温能量球磨法制备YAG粉体  37-47
  3.1 实验药品  37
  3.2 实验仪器  37-38
  3.3 YAG粉体的制备方法及步骤  38-40
    3.3.1 方案1  38-39
    3.3.2 方案2  39-40
  3.4 实验结果与讨论  40-45
    3.4.1 实验方案1  40-42
    3.4.2 实验方案2  42-45
  3.5 本章小结  45-47
第四章 YAG粉体的荧光性能  47-55
  4.1 钇铝石榴石(YAG:CE)荧光粉的发光机理  47-51
    4.1.1 固体发光的一般原理  47-50
    4.1.2 钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉的发光机理  50-51
  4.2 YAG:CE荧光粉激发光谱  51-52
  4.3 YAG:CE荧光粉发射光谱  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 结论  55-57
参考文献  57-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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