【摘要】：尖晶石型立方相氮氧化鋁(γ-AlON)透明陶瓷光學性能優(yōu)異,具有光學各向同性、透光波長范圍寬等特點,因其晶體結(jié)構(gòu)中存在的大量缺陷,亦可作為光致發(fā)光材料被研究。一般來說,氮氧化鋁粉體合成工藝會直接決定最終燒結(jié)塊體材料的性能,本文首先采用溶膠凝膠-低溫燃燒法制備Al_2O_3粉體,并進一步以合成的Al_2O_3和商用超細Al_2O_3為原料,采用固相反應法和氧化鋁碳熱還原氮化法合成了氮氧化鋁粉體。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡等現(xiàn)代分析方法對合成的Al_2O_3粉體和兩種方法制備的AlON粉體進行分析和表征,測試了相關性能,得到如下結(jié)論:采用硝酸鋁和檸檬酸為原料,通過溶膠凝膠-低溫燃燒法合成Al_2O_3粉體,分別研究了檸檬酸配比、pH值、反應溫度、保溫時間四個工藝參數(shù)對產(chǎn)物Al_2O_3的影響。結(jié)果表明:硝酸鋁:檸檬酸配比為6:7、pH=4時可以形成穩(wěn)定的硝酸鋁-檸檬酸凝膠,經(jīng)過280℃低溫燃燒,再經(jīng)溫度1050℃、保溫時間1.5 h時的煅燒,可以得到顆粒尺寸在40 nm以下的Al_2O_3細粉。采用上步合成的Al_2O_3和AlN為原料,球磨混料后,在0.3 MPa的N_2為保護氣,1800℃下經(jīng)2 h的高溫固相反應,可以制得主晶相為γ-AlON的不規(guī)則形貌的粉體。以尿素、福爾馬林溶液和納米γ-Al_2O_3為初始原料,通過脲醛樹脂在Al_2O_3顆粒表面包裹并碳熱還原氮化,在1720℃下成功地合成了粒度均勻的AlON細粉,合成的AlON粉體具有粒徑呈現(xiàn)雙峰分布、純度高、易于燒結(jié)的特點,可以直接用于高質(zhì)量透明陶瓷的制備。光致發(fā)光光譜結(jié)果表明:Eu摻雜γ-AlON粉體的光致發(fā)光性能有明顯的變化,Bi摻雜的γ-AlON粉體的光致發(fā)光性能與基體相比沒有明顯變化,具體機理有待研究。前期工作表明氧化鋁碳熱還原氮化法合成的γ-AlON樣品在紫外(369 nm)處有強烈的發(fā)射峰,另外在可見光(708 nm)處也有一個微弱的發(fā)射峰。這是γ-AlON在生長過程中存在的[V_(Al)~(″′)-O_N~·]~″、[O_N~·-V_(Al)~(″′)-O_N~·]~′和[V_(Al)~(″′)-3O_N~·]帶隙缺陷導致的。
【圖文】：

第 1 章 緒 論化鋁大概可以歸為兩大類——纖維鋅礦結(jié)構(gòu)以及尖晶石結(jié)構(gòu)。然而在構(gòu)的 AlON 中，只有 γ-AlON 是被公認為具有潛在應用前景的材料。作特別說明的情況下，AlON 指 γ-AlON。來說 -AlON 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分子式為 Al23O27N5，共由八個晶胞單元構(gòu)成構(gòu)，，F(xiàn)d3m空間群，氧和氮離子占據(jù)晶體結(jié)構(gòu)中的 32 個陰離子格點位據(jù)陰離子組成的部分八面體和四面體間隙位，如圖 1-1(a)所示。

未參與反應的的碳在高溫環(huán)境下會繼續(xù)與配比不足就得不到高純的 -AlON 相，這Al2O3+N2+C→ -AlON+CO↑ 研究進展能將受到的光子激發(fā)能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電磁輻發(fā)波長在紫外到近紅外范圍內(nèi)，因此在發(fā)為廣泛。比如將Y2O3:Eu3+（613 nm紅光）[4gAl10O17:Eu3+（450 nm 藍光）三種熒光粉近日光顯色的三基色熒光燈[49]。體光致發(fā)光材料（即單晶或者多晶的一個
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ133.1;TB383.3

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本文編號：2622885