稀土掺杂α-Sialon陶瓷的透光及发光性能研究

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dddddddaaaaaaaa
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α-Sialon(组成通式为M<,x>Si<,12-(m+n)>Al<,m+n>O<,n>N<,16-n>)具有很高的硬度和耐磨性,以及优良的热稳定性和化学稳定性,禁带宽度大于5.0ev.长期以来主要将它作为结构陶瓷加以研究,其功能化的特征很少被重视,根据当前国际上结构材料和功能材料相互交叉研究的趋势,该论文工作研究了稀土掺杂α-Sialon陶瓷的透光、闪烁及光致发光性能,其中透光性研究是该论文工作的重点.利用放电等离子烧结(SPS)并结合1700℃下不同保温时间的热处理,对Y,Dy,Gd,Er等不同稀土掺杂α-Sialon,不同含量Dy掺杂的α-Sialon,Y单独掺杂及其与Dy复合掺杂α-Sialon,在1500-4000cm<'-1>的透光性进行了研究,结果表明:利用SPS在1600℃基本不保温的条件下可以得到致密度很高的α-Sialon陶瓷.以热压(HP)为初始烧结手段,并结合1700℃下不同保温时间的热处理,研究了Y和Dy单独掺杂的不同组份点α-Sialon的透光性.与SPS烧结的材料相比,热压样品的透过率较低,这是因为相同组分的热压样品往往包含第二相,并且晶粒尺寸的分布也不及SPS样品均匀.对热压样品着重研究了合适组份点的选择,从控制显微结构的角度对烧结工艺进行了优化,并分析产生样品不均匀的原因,最后成功制备出具有高透光性和优良力学性能的Dy-α-Sialon的透明陶瓷.利用透光性较好的α-Sialon的烧结工艺,制备更厚的样品,研究其在X光辐射下的发光性能、衰减时间常数、及少量Ce<'3+>和Pr<'3+>对样品的闪烁性能的影响等.利用Eu作为掺杂稀土元素,利用热压烧结和放电等离子烧结工艺,研究相关系中α-Sialon相平面内不同组份点样品的光致发光性能.
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