Ce:YAG透明陶瓷的制备与性能表征

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxhua2006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
掺铈钇铝石榴石(CexY3-3xAl5O12,Ce:YAG)晶体是一种具有耐高温、高化学稳定性、高光输出和快衰减等特征的闪烁体,在中低能量粒子射线探测方面具有很大的应用。但因Ce:YAG单晶制备工艺复杂,难以制备大尺寸、高掺杂浓度等缺点,限制了其应用。由于YAG具有立方相晶体结构,具有光学均匀性,无双折射效应等特征,所以,可以采用合适的工艺制备出透光性好的Ce:YAG透明陶瓷来取代单晶。本论文采用化学共沉淀法合成纳米粉体,应用冷等静压成型并在真空下烧结,制备了Ce:YAG透明陶瓷。系统研究了合成工艺对粉体性能的影响,并探讨了粉体的性能、添加剂和烧结温度对陶瓷的烧结性能和光学性能的影响。实验首先采用共沉淀法制备了Ce:YAG纳米粉体。实验表明:合成过程中沉淀溶液的PH值、分散剂的种类、粉体的煅烧温度对YAG粉体的性能均有不同程度地影响。以碳酸氢铵为沉淀剂制备的前驱体主要为复合碳酸盐的混合物,可以在900℃的低温下合成单相的YAG粉体,比传统的固相法低700℃,适合于纳米粉体的合成。当前驱体溶液PH值为7.5时,ξ电位最高,最不易于团聚。在合成粉体过程中,将前驱体用去离子水洗涤后,再用无水乙醇洗涤,可以有效的去除前驱体表面的水分,减少干燥时桥氧键的形成,从而提高锻烧粉体的分散性。利用分散剂的胶团作用来控制反应的进行,也可以提高最终粉体的分散性。本实验条件下对锻烧产物有良好分散作用的分散剂是(NH4)2SO4。随着煅烧温度的提高,粉体的团聚和粘结加重,不利于透明陶瓷的烧结。将以(NH4)2SO4为分散剂,沉淀溶液PH值控制在7.5的条件下制备的前驱体在900℃煅烧2小时,获得的Ce:YAG纳米粉体粒度分布均匀、分散性良好,其平均粒径在60nm。将自制粉体采用双面干压、冷等静压成型,并在成型过程中加入适量添加剂TEOS,采用真空烧结,1750℃保温10h后制备出了透过率在500nm-800nm波段间透过率达67%,800nm后透过率可达70%以上的φ20×2mm3的Ce:YAG陶瓷。同时发现:随着自制粉体的比表面积的增大,烧结样品的相对密度先增大后减小;TEOS添加量为0.5%时陶瓷致密度最高;不同Ce3+掺杂浓度的YAG透明陶瓷在450nm波长激发下衰减时间均在62ns左右。
其他文献
复合材料的层间开裂是复合材料破坏失效的主要形式。复合材料中粘结层的粘结强度对材料整体强度具有直接影响,而实际的工业生产中粘结层会不可避免地存在孔洞缺陷。通过有限
十九大报告指出,当前国内经济增速放缓、结构性矛盾突出、国际环境异常复杂,就业的地位和作用愈加凸显。目前,上海的就业困难人群已经从原先的“4050”人员调整为刚出校门不
目的探讨经尿道钬激光前列腺剜除术与前列腺电切术的临床效果。方法选2018年1月~2019年1月期间内来我院进行治疗的80例前列腺增生患者作为本次研究对象,在随机分组后,共分为
目的探究应用低温等离子腺样体切除联合双侧扁桃体切除术对儿童鼾症患者的疗效。结果将2018年3月~2019年3月期间在我院进行治疗的100例儿童鼾症患者纳入研究,对低温等离子腺