掺Nd~(3+)硼硅酸盐玻璃的非线性光学特性

在调Q 纳秒Nd: YAG强激光脉冲下,使用闭孔Z-扫描技术研究了硼硅酸盐基质玻璃及其掺Nd3+玻璃的三阶光学非线性特性.发现基质玻璃具有正的三阶非线性折射系数和非线性吸收系数,属于自聚焦反饱和吸收型的光学介质;而随着Nd3+的掺入,该硼硅酸盐玻璃的三阶非线性折射和吸收系数较基质玻璃有明显的增大,远高于一个量级.用开孔Z-扫描实验与光限幅实验进一步验证了掺Nd3+玻璃具有较高的三阶非线性吸收系数,表明Nd3+的掺入提高了硼硅酸盐玻璃在532 nm处的激光防护性能.     

Y_2O_3超微粉及其透明陶瓷的制备

研究了化学沉淀法制备氧化钇超微粉的工艺及透明氧化钇陶瓷的制备工艺·以Y(NO3)3和NH3·H2O为原料,采用沉淀法制备出化学组成为Y2(OH)5(NO3)·nH2O的先驱沉淀物·发现在Y(NO3)3溶液中添加少量(NH4)2SO4,可以使先驱沉淀物由规则颗粒变为雪花状,并能减轻煅烧得到的氧化钇粉体的团聚·先驱沉淀物在1100℃下煅烧4h,得到了平均粒径为50nm的氧化钇粉体·该粉体经单向压制成型后,在1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷·     

Nd_2O_3稀土氧化物在生物活性梯度陶瓷涂层中的作用

本文设计了一种生物活性陶瓷梯度涂层,采用宽带激光熔覆技术,在TC4钛合金上制备了含HA＋β-TCP活性相的生物陶瓷复合涂层。利用OM、SEM分析技术对复合涂层的显微组织、表面形貌进行了研究;采用模拟体液（SBF）浸泡实验（浸泡7天）考察了生物活性陶瓷梯度涂层的生物活性。结果表明,加入Nd2O3稀土氧化物的生物活性陶瓷梯度涂层具有更好的显微组织,涂层表面粗糙度更大以及涂层表面能够形成更多、更厚的HA＋β-TCP的白色球形颗粒,具有更好的生物活性。     

BaO—PbO—Bi_2O_3－Nd_2O_3－TiO_2系陶瓷的物相和电性能

研究ＢａＯ－ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｎｄ２Ｏ３－ＴｉＯ２五元系统在８００～１２００℃烧结中物相变化和电性能．ＸＲＤ测试数据：１０００℃时ＢａＴｉＯ３消失，主晶相为ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２和Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７，ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４开始出现，１１００℃到１１５０℃，Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２在ＸＲＤ图上消失，ＢａＴｉ４Ｏ９和Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７含量逐渐减少，ＢａＮｄ２ＴｉＯ１４逐渐增加；１２００℃时，ＸＲＤ图谱全部为ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４，证明该系统的主晶相ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４是由Ｎｄ２Ｏ３、ＴｉＯ２对具有微波特性的ＢａＴｉ４Ｏ９改性而得：铅含量增加，主晶相的ａ、ｂ二晶轴缩短．调整各组分及玻璃的含量，获得ε＝９０±５、损耗ｔｇδ≤３×１０－４、绝缘电阻ρｖ≥１０１２Ωｃｍ、电容量温度系数αｃ＝０±１５×１０－６／℃、中温（１１５０℃）烧结的ＮＰＯＭＬＣ瓷料．     

Y2O3：Er纳米透明陶瓷的制备及其显微结构研究

以甘氨酸为燃烧剂,采用低温燃烧法制备了Y2O3：Er纳米前驱体粉末,采用XRD和TEM对纳米粉末的物相结构及其形貌进行了表征,结果表明前驱纳米粉末为分散均匀、轻微硬团聚、粒径均一、Y2O3立方晶相。前驱纳米粉末经研磨、高压钢模成型和1570℃真空烧结6h得到Y2O3：Er透明陶瓷。通过光学显微镜对陶瓷表面及断裂面观察和分析,定性讨论了低温燃烧法制备的纳米粉体的特性对陶瓷透光性的影响。     

铅硼硅酸盐玻璃中Al2O3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

(Y-TZP)-Al_2O_3-TiC复合陶瓷的显微结构与力学性能

研究了(Y-TZP)-Al_2O_3-TiC复合陶瓷在无压绕结条件下的显微结构及力学性能。结果表明,其相结构由t-ZrO_2、α-Al_2O_3、TiC组成。随TiC含量增加,可相变的t-ZrO_2含量减少.当TiC<10wt％时,不仅提高了复合陶瓷的硬度、韧性,而且强度无明显下降。在特定磨损条件下,TiC含量为20wt％的复合陶瓷具有最佳的耐磨性能。     

Al_2O_3／nano－SiC复相陶瓷力学性能及显微结构

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷的力学性能及显微结构。研究表明,纳米ＳｉＣ的引入显著地改善了材料的力学性能,在ＳｉＣ添加体积分数为１０％时,Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷抗弯强度σｆ达峰值为８６９ＭＰａ,断裂韧性ＫＩｃ也达峰值为６．７ＭＰａ·ｍ０．５,比纯Ａｌ２Ｏ３基体材料分别提高１３８％和８１％。ＴＥＭ观察表明：纳米ＳｉＣ晶粒主要存在于Ａｌ２Ｏ３基体晶粒内部,形成独特的“晶内型”结构。当受外力作用时,既能因弥散的纳米颗粒诱发穿晶断裂,且穿晶断裂时,还能因晶内存在第二相颗粒而引起裂纹偏转,起到增强增韧作用。     

钡硼硅酸盐玻璃中Ti的结构及其作用

采用顺磁共振和X射线光电子能谱,结合密度和折射率测定研究了BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃中Ti的价态及Ti3 和Ti4 的结构状态,分析了TiO2结构对玻璃性能的影响.研究结果表明:在正常空气气氛下熔制的玻璃中,Ti主要以Ti4 形式存在,所产生的顺磁信号归因于玻璃的本征缺陷和熔制时TiO2中氧的逸出而形成的氧空位捕获电子,且随温度升高,氧空位浓度减少;在还原性气氛下,有部分Ti3 形成,出现g∥＝1.9954,g⊥=1.9823两处顺磁峰,随温度升高,g∥峰增强,g⊥峰降低;Ti3 处于带四方畸变的[TiO6]八面体配位场中;玻璃中Ti4 的配位数以[TiO4]为主,且随TiO2含量增加,[TiO4]有向[TiO6]转变的趋势,这种转变发生在TiO2含量约为20%处;TiO2的加入能提高玻璃结构网络的连接程度和堆积密度,从而使玻璃的密度和折射率线性增大.     

Sm3+掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的稳定性

为了实现纳米半导体微晶在稀土Sm^3 掺杂碱锌硼硅酸盐基础玻璃中的受控成核、生长,系统研究了基础玻璃的SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、ZnO、La2O3、Y2O3、Nb2O5等不同的网络中间体对玻璃稳定性的影响。研究表明：控制SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、La2O3、Y2O3、Nb2O5在玻璃中的掺入量均能提高玻璃的形成能力,增加玻璃的稳定性;不同的组分对于玻璃稳定性的改善也具有不同的机制,但是并不影响玻璃的析晶产物。     

Bi_2O_3-PbO-B_2O_3玻璃的颜色及着色

本文讨论了Ｂｉ２Ｏ３－ＰｂＯ－Ｂ２Ｏ３玻璃的性质,介绍了该玻璃的配方及工艺,针对基础玻璃的颜色进行了研究,选用不同的着色剂,使基础玻璃着成了多种颜色。     

B_2O_3-TiO_2掺杂堇青石微晶玻璃制备及其晶化行为

按照堇青石化学计量配比,掺杂B2O3-TiO2,采用溶胶-凝胶法配合回流制备了以α-堇青石为主晶相的微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等测试手段,对该玻璃样品的晶化过程进行了试验观察,探讨了B2O3-TiO2在堇青石基微晶玻璃晶化过程中的作用.结果表明:样品在从无定形态到堇青石微晶玻璃的转变过程中,过渡相为镁铝尖晶石和β-石英固溶体,该结果说明B2O3起到了抑制μ-堇青石形成的作用.另外,TiO2作为形核剂,通过先在玻璃相中形成富钛小液滴来诱导非均匀成核,从而促进α-堇青石析晶.断面扫描电镜图像显示所得微晶玻璃为整体析晶.     

Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷显微结构和微波介电损耗的影响

采用无压烧结工艺制备了Nb_2O_5掺杂SrTiO_3陶瓷,研究了Nb_2O_5掺杂量对SrTiO_3陶瓷相组成、显微结构和微波介电损耗的影响。结果表明:Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷的相结构没有产生明显的影响,但会在一定程度上阻碍样品的致密化,同时促进晶粒的生长。随着Nb_2O_5掺杂量的增加,SrTiO_3陶瓷的介电常数从296逐渐下降至230左右,温度系数从1.714×10-3℃-1逐渐下降至1.629×10~(-3)℃-1,Q×f值则先急剧升高,之后又慢慢下降。当Nb_2O_5掺杂量为0.15%(质量分数,下同)时,SrTiO_3陶瓷样品的介电损耗最低,Q×f可达6 281GHz,大约是纯SrTiO_3(1 145GHz)陶瓷样品的5.5倍(此时介电常数约为270,温度系数约为1.684×10~(-3)℃~(-1))。此外,对材料显微结构、介电常数、温度系数特别是介电损耗变化的原因进行了分析。     

硼硅酸盐玻璃离子辐照效应的研究

玻璃固化是目前国际上广泛采用的处理高放废物的方式.硼硅酸盐玻璃作为固化体备选材料之一,其辐照效应引起了人们的重视.本工作利用不同种类重离子辐照硼硅酸盐玻璃来研究其辐照效应,利用飞行时间二次离子质谱、原子力显微镜和纳米压痕的方式测量辐照后样品的元素分布、体积改变以及硬度和模量的改变.研究发现,辐照后玻璃元素仍呈均匀分布,产生了3.5%的体积膨胀.硬度和模量都出现迅速降低随后饱和的趋势,其饱和硬度和模量分别下降了35.4%和18.7%.根据实验结果可以得出,离子辐照导致硼硅酸盐玻璃的宏观性质(硬度、模量等)显著改变.由此可知在α衰变条件下,硼硅酸盐玻璃的宏观性质也会显著改变.核能量沉积是造成硼硅酸盐玻璃性质改变的重要原因.衰变产生的α粒子和反冲核对硼硅酸盐玻璃性质改变都有贡献,且都不能忽略.可以用单能重离子辐照的方式,同时模拟反冲核与α粒子的辐照损伤.     

CaZrO3材料的制备及其显微结构

ＣａＺｒＯ３在ＣａＯ－ＺｒＯ３体系化合物中ＣａＯ含量最高且最稳定的一种化合物，利用ＣａＣＯ３和ｍＺｒＯ２类１４５０℃预先合成后又于１６００℃重烧，其ＣａＺｒＯ３晶粒发育中完善，利用这种方法合成的ＣａＺｒＯ３为原料，不添加助烧剂在１７００℃时就可以获得接近理论密度的烧结体，其显微结构特征是ＣａＺｒＯ３颗粒紧密堆积，而且晶形发育极其良好。     

掺Yb3+硅酸盐和磷酸盐激光玻璃的光谱性质

采用熔融法制得掺Yb3+硅酸盐玻璃和磷酸盐激光玻璃,并对其物理性能和光谱性能进行研究.研究结果表明掺Yb3+硅酸盐玻璃的受激发射截面和荧光寿命分别为0.67×10-20cm2和1.2 ms;而掺Yb3+磷酸盐玻璃的受激发射截面和荧光寿命分别为0.75×10-20cm2和1.0 ms.掺Yb3+硅酸盐玻璃的受激发射截面和荧光寿命的乘积比掺Yb3+磷酸盐玻璃的略大,表明掺Yb3+硅酸盐玻璃有较好的增益效果;掺Yb3+硅酸盐玻璃比掺Yb3+磷酸盐玻璃的热膨胀系数低,但其非线性折射率却远比掺Yb3+磷酸盐玻璃的高.     

Bi_(3.25)Nd_(0.75)Ti_3O_(12)陶瓷的制备和性能

采用化学共沉淀法制备了掺钕钛酸铋陶瓷粉料,对其相组成和形貌进行研究,进而制备块体陶瓷,对其电学性能和疲劳特性进行分析.结果表明:粉料经550℃烧结后开始结晶,随烧结温度的进一步提高,结晶逐步完善而形成单相层状钙钛矿结构.块体材料的2Pr和Ec值分别为12.56μC/cm2和29.9 V/cm.经过1011次读/写循环后BNT的Pr值基本上没有下降,说明材料具有良好的抗疲劳特性.     

铥镱共掺透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷的上转换发光

制备了组分为11Na2O-9La2F6-29Al2O3-51SiO2-0.1Tm2O3-2.5Yb2O3的氟氧化物玻璃陶瓷,研究了该陶瓷的结构与光谱性质. X线衍射显示玻璃样品经热处理后,成了包含Tm3+/Yb3+共掺LaF3纳米晶的透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷. 在980 nm激光激发下,Tm3+/Yb3+共掺的氟氧硅酸盐玻璃陶瓷中观察到强的 475 nm的蓝色、650 nm的红色光和796 nm的近红外上转换发光. 研究了上转换发光强度与激发光能量的关系,并讨论了相应的上转换发光机理.     

Bi_2O_3掺杂对Ni-Mn-O基NTC热敏陶瓷显微结构及电性能的影响

采用固相配位反应法制备Ni0.6BixMn2.4-xO4(0≤x≤0.1)热敏陶瓷。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和阻抗分析仪对陶瓷的相结构、显微结构、元素分布和电性能进行表征。结果表明:少量添加Bi2O3能显著提高材料的烧结性能,在1 000℃下达到致密化。在x=0时,材料保持单相立方尖晶石结构,当x≥0.02时,有杂相Bi2O3、Bi3.64Ni0.36O5.82、Bi7.47Ni0.53O11.73及Bi2Ni2O5相继出现。随着Bi3+掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小,伴随着显微结构的变化,材料的电阻率先减小后增大,材料常数B先增大后减小。     

Bi_2O_3-BaO-SiO_2-R_xO_y玻璃的结构及其封接性能

研究了Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃体系的结构及封接性能.应用密度泛函理论计算获得了Bi2O3在SiO2玻璃网络中的能量最优结构,从理论上确定了铋作为网络中间体最可能以[BiO3]形式存在,并讨论了Ba2＋、Al3＋等在玻璃中的作用及其存在的可能结构.结果表明,该玻璃的热膨胀系数在50～530℃温度为11×10-6 K-1,与氧化钇稳定氧化锆（热膨胀系数10.2×10-6 K-1）电解质和不锈钢SUS430（热膨胀系数11.3×10-6 K-1）合金连接体相匹配.对玻璃粉体进行物相分析表明,该硅酸盐玻璃为非晶体,与理论分析相一致.将氧化钇稳定氧化锆电解质和SUS430合金连接体用Bi-Ba-Si-O玻璃在高温下进行封接实验,结果说明三相界面结合紧密,气密性良好.实验选定的Bi-Ba-Si-O玻璃材料基本满足固体氧化物燃料电池对封接材料的要求.