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Cr3+,Yb3+,Ho3+:YAGG晶体原料的制备及性能研究

作　者: 滕飞
导　师: 孙晶
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: Cr3+,Yb3+,Ho3+:YAGG 晶体原料 溶胶-凝胶燃烧法 共沉淀法 固相法
分类号: O611.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本论文以柠檬酸溶胶-凝胶低温燃烧法、氨水共沉淀法和固相法等常用方法,成功制备出了纯度较高、分散性较好的Cr~3+,Yb~3+,Ho~3+:YAGG晶体原料,再利用XRD、IR、 SEM、TG-DTA及荧光光谱测试技术对制备的产物试样的相变过程、形貌、荧光性能等进行了表征分析。XRD、IR和TG-DTA分析结果说明,柠檬酸溶胶-凝胶低温燃烧法、氨水共沉淀法制备的粉体均在800℃煅烧4h后形成YAGG纯晶相。SEM观察发现,三种方法得到产物粒径不尽相同,共沉淀法制备的粉体分散性最优,粒径为50nm左右。荧光光谱显示Cr~3+,Yb~3+,Ho~3+:YAGG的最强发射峰在1210nm处,对应Ho3+的5I6-5I8能级跃迁,Yb3+的2F5/2-2F7/2能级跃迁导致了在1050nm处出现了一个较弱的发射峰,Cr3+与Yb3+之间、Yb3+与Ho3+之间存在能量传递。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-21
  1.1 引言  9
  1.2 激光晶体材料  9-11
  1.3 激光晶体材料的发展现状  11-13
    1.3.1 国外激光晶体的发展现状  11-12
    1.3.2 国内激光晶体材料的现状与发展趋势  12-13
  1.4 铬镱钬三掺钇铝镓石榴石(Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG)简介  13-17
    1.4.1 钇铝石榴石(Y_3Al_5O_(12),YAG)的结构与性质  13-14
    1.4.2 激活离子  14-15
    1.4.3 铬镱钬三掺钇铝镓石榴石  15-17
  1.5 粉体的制备方法  17-19
    1.5.1 惰性气体法  17
    1.5.2 激光加热法  17
    1.5.3 氢电弧等离子法  17
    1.5.4 高压气体物化法  17
    1.5.5 机械合金法  17-18
    1.5.6 共沉淀法  18
    1.5.7 固相合成法  18
    1.5.8 溶胶-凝胶法(Sol-Gel法)  18-19
  1.6 本论文的研究目的及主要内容  19-21
    1.6.1 研究目的  19
    1.6.2 研究内容  19-21
第二章 溶胶一凝胶低温燃烧法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料及性能研究  21-33
  2.1 实验原理  21
  2.2 实验部分  21-23
    2.2.1 实验药品和仪器  21-22
    2.2.2 溶胶-凝胶低温燃烧法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料  22-23
  2.3 表征方法  23-24
    2.3.1 X射线衍射(XRD)分析  23
    2.3.2 红外光谱(IR)分析  23
    2.3.3 荧光光谱分析  23
    2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析  23
    2.3.5 差热-热重(TG-DTA)分析  23-24
  2.4 结果与讨论  24-32
    2.4.1 溶液pH值对粉体的影响  24
    2.4.2 溶胶-凝胶法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的XRD分析  24-25
    2.4.3 溶胶-凝胶法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的IR分析  25-27
    2.4.4 溶胶-凝胶法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的SEM分析  27-29
    2.4.5 溶胶-凝胶法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的TG-DTA分析  29-30
    2.4.6 溶胶-凝胶法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的荧光光谱分析  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第三章 氨水共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+)Ho~(3+)：YAGG晶体原料及性能研究  33-43
  3.1 实验原理及实验影响因素  33
  3.2 实验部分  33-35
    3.2.1 实验药品和实验仪器  33-34
    3.2.2 氨水共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料  34-35
  3.3 表征方法  35
    3.3.1 X射线衍射(XRD)分析  35
    3.3.2 红外光谱(IR)分析  35
    3.3.3 荧光光谱分析  35
    3.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析  35
    3.3.5 差热-热重(TG-DTA)分析  35
  3.4 结果与讨论  35-42
    3.4.1 共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的XRD分析  35-36
    3.4.2 共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的IR分析  36-38
    3.4.3 共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的SEM分析  38-39
    3.4.4 共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的TG-DTA分析  39-40
    3.4.5 共沉淀法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的荧光光谱分析  40-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 固相法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料及性能研究  43-50
  4.1 实验原理  43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 实验药品和实验仪器  43-44
    4.2.2 固相法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料  44
  4.3 表征方法  44-45
    4.3.1 X射线衍射(XRD)分析  44
    4.3.2 红外光谱(IR)分析  44
    4.3.3 扫描电子显微镜(SEM)分析  44-45
  4.4 结果与讨论  45-49
    4.4.1 固相法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的XRD分析  45-46
    4.4.2 固相法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的IR分析  46-47
    4.4.3 固相法制备Cr~(3+),Yb~(3+),Ho~(3+)：YAGG晶体原料的SEM分析  47-49
  4.5 本章小结  49-50
结论  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-56

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 化学元素与无机化合物 > 无机合成化学
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