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Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料的制备、表征及性能研究
作 者: 王盛男
导 师: 孙晶
学 校: 长春理工大学
专 业: 无机化学
关键词: Nd3+,Yb3+:Y2O3 多晶原料 柠檬酸凝胶燃烧法 反滴共沉淀法
分类号: TB383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
采用柠檬酸凝胶燃烧法和反滴共沉淀法合成了性能优良的Nd3+,Yb3+:Y203多晶原料。并讨论了pH、温度和滴加速度等条件对Nd3+,Yb3+:Y203多晶原料前驱体的影响,同时对样品进行了XRD、IR、SEM、DTA-TG和荧光光谱分析。结果表明,柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd3+,Yb3+:Y203多晶原料pH值为3-4、温度为70-80℃时可以获得性能良好的前驱体。而反滴共沉淀法制备样品时pH值为7-8、滴加速度为2 ml/min和采用(NH4)2804作为分散剂时可以得到性能良好的前驱体。柠檬酸凝胶燃烧法制备样品的XRD和IR测试表明最佳煅烧温度为900℃;SEM观察发现平均粒径在40nm左右;DTA-TG分析表明大部分样品失重发生在30℃到600℃之间,失重约为49.28%;荧光测试表明在970-1100 nm之间有两个主发射峰,其中1030 nm发射峰最强,对应Yb3+离子2F5/2→2F7/2能级跃迁。上转化发光分析表明在1029 nm激发光的激发下实现了绿光、黄光和红光的上转换发光。反滴共沉淀法制备的样品相应测试结果表明,最佳煅烧温度为700℃,粒径在20-30 nm之间,大部分样品失重发生在30℃到650℃之间,失重约为39.17%。荧光发射最强峰为1030 nm,对应yb3+的2F5/2→2F7/2能级跃迁,证明了Nd3+一Yb3+的能量转移。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-6 目录 6-8 第一章 绪论 8-17 1.1 引言 8 1.2 Y_2O_3基质的性质 8-11 1.2.1 Y_2O_3的晶体结构和基本性能 8-10 1.2.2 Y_2O_3透明陶瓷 10-11 1.3 稀土离子 11-13 1.3.1 Nd~(3+)离子的性质 12 1.3.2 Yb~(3+)离子的性质 12-13 1.4 激光透明陶瓷的研究进展 13-16 1.4.1 激光透明陶瓷的研究进展 13-15 1.4.2 影响透明陶瓷的因素 15-16 1.5 论文的研究目的和主要内容 16-17 1.5.1 研究目的 16 1.5.2 主要内容 16-17 第二章 Y_2O_3基多晶原料的制备方法和应用 17-23 2.1 Y_2O_3基多晶原料的制备方法 17-19 2.1.1 溶胶-凝胶法 17 2.1.2 共沉淀法 17-18 2.1.3 高温固相法 18 2.1.4 低温燃烧法 18-19 2.1.5 水热法 19 2.2 Y_2O_3基多晶原料的应用 19-23 2.2.1 窗口材料 19-20 2.2.2 高压气体放电灯灯管 20-21 2.2.3 Y_2O_3:RE~(3+)透明激光陶瓷 21 2.2.4 Y_2O_3基闪烁陶瓷 21 2.2.5 Y_2O_3透明陶瓷的上转换发光 21-23 第三章 柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料 23-40 3.1 实验原理 23 3.2 实验药品和实验设备 23-24 3.3 柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料 24-26 3.4 结果与讨论 26-39 3.4.1 溶胶-凝胶转变过程 26-27 3.4.2 影响柠檬酸凝胶燃烧法的主要因素 27-28 3.4.3 XRD衍射分析 28-30 3.4.4 红外光谱分析 30-31 3.4.5 差热-热重分析 31-32 3.4.6 Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料的形貌 32-34 3.4.7 荧光光谱分析 34-37 3.4.8 上转换发光分析 37-38 3.4.9 柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3陶瓷微观结构分析 38-39 3.5 本章小结 39-40 第四章 反滴共沉淀法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料 40-52 4.1 实验原理 40-41 4.2 实验药品和实验设备 41-42 4.3 反滴共沉淀法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料 42-43 4.4 结果与讨论 43-51 4.4.1 影响反滴共沉淀法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料的因素 43-45 4.4.2 XRD衍射分析 45-46 4.4.3 红外光谱分析 46-47 4.4.4 差热-热重分析 47 4.4.5 Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3多晶原料的形貌 47-48 4.4.6 荧光光谱分析 48-49 4.4.7 反滴共沉淀法制备Nd~(3+),Yb~(3+):Y_2O_3陶瓷微观结构分析 49-50 4.4.8 柠檬酸凝胶燃烧法和反滴共沉淀法的比较 50-51 4.5 本章小结 51-52 第五章 结论 52-53 参考文献 53-56 致谢 56-57 附:本人在攻读硕士期间已发表的论文 57
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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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