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Yb：YGG激光陶瓷原料的制备、表征及性能研究

作　者: 姜慧远
导　师: 孙晶
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: 激光陶瓷 Yb:YGG 溶胶-凝胶燃烧法 化学共沉淀法
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


激光陶瓷材料作为固体激光工作物质研究的新热点,其原料的合成技术是制备高性能透明激光陶瓷材料的基础与关键。本文采用了溶胶-凝胶燃烧法和化学共沉淀法首次合成了Yb:YGG激光陶瓷原料,研究了溶胶-凝胶燃烧法和以氨水为沉淀剂的化学共沉淀法制备Yb:YGG陶瓷原料的技术。并利用TG-DTA、XRD、IR、SEM、粒度分析及荧光性能分析等测试手段对陶瓷原料进行了表征。对溶胶-凝胶燃烧法合成的Yb:YGG陶瓷原料进行结构,形貌和荧光性能分析：XRD测试结果表明,700℃样品为无定型相,在800℃可以得到纯相YGG,这与TG-DTA测试结果保持一致；SEM测试结果表明,粒径大约在80nm左右,无团聚现象：荧光测试结果表明,在1030nm附近具有良好的荧光发射性能。对化学共沉淀法合成的Yb:YGG陶瓷原料进行结构,形貌和荧光性能分析：XRD测试结果表明,800℃样品为无定形相,在900℃可以得到纯相YGG,这与TG-DTA测试结果保持一致；SEM测试结果表明,粒径大约在100nm左右,有轻微团聚现象；荧光测试结果表明,在1030nm附近具有良好的荧光发射性能。对比溶胶-凝胶燃烧法和化学共沉淀法制备的Yb:YGG陶瓷原料的各项性能,得出溶胶-凝胶燃烧法比化学共沉淀法更适合制备Yb:YGG激光陶瓷原料。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 引言  8-9
  1.2 Yb:YGG的结构与性质  9-11
  1.3 激光陶瓷原料的合成方法  11-15
    1.3.1 固相合成法  12
    1.3.2 溶胶-凝胶法  12-13
    1.3.3 溶胶-凝胶燃烧法  13-14
    1.3.4 化学共沉淀法  14-15
  1.4 激光陶瓷的发展和应用  15-20
    1.4.1 激光陶瓷的发展  15-19
    1.4.2 激光陶瓷的应用  19-20
  1.5 论文研究的目的、意义和内容  20-22
    1.5.1 本论文研究的目的和意义  20-21
    1.5.2 本论文研究的内容  21-22
第二章 化学试剂、实验仪器及表征方法  22-24
  2.1 主要化学试剂  22
  2.2 实验设备与仪器  22-23
  2.3 表征方法  23-24
    2.3.1 差热—热重(TG-DTA)分析  23
    2.3.2 红外光谱(FTIR)分析  23
    2.3.3 X射线衍射(XRD)分析  23
    2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析  23
    2.3.5 荧光光谱分析  23
    2.3.6 粒度分析  23-24
第三章 溶胶-凝胶燃烧法合成Yb:YGG激光陶瓷原料  24-43
  3.1 实验部分  24-26
    3.1.1 原料计算与称量  24-25
    3.1.2 前躯体的制备  25
    3.1.3 前躯体粉末的热处理  25-26
  3.2 结果与讨论  26-43
    3.2.1 最佳实验条件的确定  26-28
    3.2.2 TG-DTA分析  28-30
    3.2.3 IR分析  30-32
    3.2.4 XRD分析  32-35
    3.2.5 SEM分析  35-40
    3.2.6 荧光光谱分析  40-43
第四章 化学共沉淀法合成Yb:YGG激光陶瓷原料  43-51
  4.1 实验部分  43-44
    4.1.1 前躯体的制备  43
    4.1.2 前躯体的热处理  43-44
  4.2 结果与讨论  44-51
    4.2.1 最佳实验条件的确定  44-45
    4.2.2 TG-DTA分析  45-46
    4.2.3 IR分析  46-47
    4.2.4 XRD分析  47-48
    4.2.5 SEM分析  48-49
    4.2.6 粒度分析  49-50
    4.2.7 荧光光谱分析  50-51
第五章 溶胶-凝胶燃烧法合成YbGG激光陶瓷原料  51-56
  5.1 实验部分  51-52
    5.1.1 原料计算与称量  51
    5.1.2 前躯体的制备  51
    5.1.3 前躯体粉末的热处理  51-52
  5.2 结果与讨论  52-56
    5.2.1 IR分析  52-53
    5.2.2 XRD分析  53-54
    5.2.3 SEM分析  54
    5.2.4 荧光光谱分析  54-56
结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录  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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