YAG及其摻質(zhì)納米材料的Sol-gel制備和性能研究.pdf

1、本論文研究的內(nèi)容和結(jié)果如下:1、CoO-Al<,2>O<,3>-Y<,2>O<,3>-SiO<,2>納米晶復(fù)合材料的制備、微結(jié)構(gòu)與性能首次用固態(tài)醇鹽水解的方法,制備了不同配比的透明塊狀CoO-Al<,2>O<,3>-Y<,2>O<,3>-SiO<,2>納米晶復(fù)合材料,并對材料進(jìn)行不同溫度下的熱處理,研究了材料的熱處理溫度與材料微結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系.以硝酸釔(Y(NO<,3>)<,3>·6H<,2>O)、硝酸鈷(Co(NO<,3>)<,

2、2>·6H<,2>O)、正硅酸乙酯(TEOS)和固態(tài)異丙醇鋁(Al(OPri)<,3>)為原料,硝酸(HNO<,3>)為催化劑,經(jīng)過TEOS和Al(OPri)<,3>的水解,HNO<,3>的催化,Y(NO<,3>)<,3>·6H<,2>O和Co(NO<,3>)<,2>·6H<,2>O的加入,得到了均勻透明的CoO-Al<,2>O<,3>-Y<,2>O<,3>-SiO<,2>溶膠,將得到的溶膠樣品在烘箱中干燥后,得到了塊狀透明的凝膠,并在

3、不同的溫度下進(jìn)行熱處理,得到了塊狀Co<'2+>:YAG/SiO<,2>的納米晶復(fù)合材料,材料透明,呈藍(lán)色,尺寸約為2×3× 1mm.熱處理的結(jié)果表明:燒結(jié)溫度達(dá)到1200℃時,材料為透明塊狀,有的組分SiO<,2>結(jié)晶析出;到1300℃時,材料仍為透明塊狀,YAG晶相出現(xiàn),同時產(chǎn)生了釔或鋁和硅生成的化合物的晶相,這表明,我們制備的該材料為納米晶復(fù)合材料.光譜分析結(jié)果表明,材料在1200-1600nm處有一個寬的吸收帶,此吸收帶與四配位

4、的Co<'2+>在塊狀該晶體中類似,這說明了Co<'2+>已經(jīng)進(jìn)入了YAG晶格位置而代替了Al<'3+>,與氧成四面體配位.這一寬的吸收性質(zhì)表明,該材料可望用于1.54μm激光器的被動調(diào)Q開關(guān)材料.2、YAG納米粉的制備與表征用溶膠-凝膠方法,制備了YAG納米粉,對材料進(jìn)行了X-射線衍射、紅外光譜和透射電鏡的表征.首次以硝酸釔(Y(NO<,3>)<,3>·6H<,2>O)、硝酸鋁(Al(NO<,3>)<,3>·9H<,2>O)和檸檬酸為

5、原料,制備了YAG納米晶.首次以固態(tài)異丙醇鋁(Al(OPri)<,3>)和硝酸釔(Y(NO<,3>)<,3>·6H<,2>O)為原料,制備了YAG納米晶.3、Co<'2+>:YAG納米粉的研究首次以硝酸釔、硝酸鋁、硝酸鈷和檸檬酸為原料,制備了Co<'2+>:YAG納米材料,熱處理結(jié)晶后,有機物質(zhì)完全分解,納米顆粒分散比較均勻,顆粒尺寸為30-80nm.這種納米粉可望是制備Co<'2+>:YAG透明陶瓷的重要材料.發(fā)光光譜研究表明,在63