掺Eu和Bi的γ-AlON粉体制备工艺研究

发布时间：2020-04-11 00:10

【摘要】：尖晶石型立方相氮氧化铝(γ-AlON)透明陶瓷光学性能优异,具有光学各向同性、透光波长范围宽等特点,因其晶体结构中存在的大量缺陷,亦可作为光致发光材料被研究。一般来说,氮氧化铝粉体合成工艺会直接决定最终烧结块体材料的性能,本文首先采用溶胶凝胶-低温燃烧法制备Al_2O_3粉体,并进一步以合成的Al_2O_3和商用超细Al_2O_3为原料,采用固相反应法和氧化铝碳热还原氮化法合成了氮氧化铝粉体。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜等现代分析方法对合成的Al_2O_3粉体和两种方法制备的AlON粉体进行分析和表征,测试了相关性能,得到如下结论:采用硝酸铝和柠檬酸为原料,通过溶胶凝胶-低温燃烧法合成Al_2O_3粉体,分别研究了柠檬酸配比、pH值、反应温度、保温时间四个工艺参数对产物Al_2O_3的影响。结果表明:硝酸铝:柠檬酸配比为6:7、pH=4时可以形成稳定的硝酸铝-柠檬酸凝胶,经过280℃低温燃烧,再经温度1050℃、保温时间1.5 h时的煅烧,可以得到颗粒尺寸在40 nm以下的Al_2O_3细粉。采用上步合成的Al_2O_3和AlN为原料,球磨混料后,在0.3 MPa的N_2为保护气,1800℃下经2 h的高温固相反应,可以制得主晶相为γ-AlON的不规则形貌的粉体。以尿素、福尔马林溶液和纳米γ-Al_2O_3为初始原料,通过脲醛树脂在Al_2O_3颗粒表面包裹并碳热还原氮化,在1720℃下成功地合成了粒度均匀的AlON细粉,合成的AlON粉体具有粒径呈现双峰分布、纯度高、易于烧结的特点,可以直接用于高质量透明陶瓷的制备。光致发光光谱结果表明:Eu掺杂γ-AlON粉体的光致发光性能有明显的变化,Bi掺杂的γ-AlON粉体的光致发光性能与基体相比没有明显变化,具体机理有待研究。前期工作表明氧化铝碳热还原氮化法合成的γ-AlON样品在紫外(369 nm)处有强烈的发射峰,另外在可见光(708 nm)处也有一个微弱的发射峰。这是γ-AlON在生长过程中存在的[V_(Al)~(″′)-O_N~·]~″、[O_N~·-V_(Al)~(″′)-O_N~·]~′和[V_(Al)~(″′)-3O_N~·]带隙缺陷导致的。
【图文】：

第 1 章 绪 论化铝大概可以归为两大类——纤维锌矿结构以及尖晶石结构。然而在构的 AlON 中，只有 γ-AlON 是被公认为具有潜在应用前景的材料。作特别说明的情况下，AlON 指 γ-AlON。来说 -AlON 稳定结构的分子式为 Al23O27N5，共由八个晶胞单元构成构，，Fd3m空间群，氧和氮离子占据晶体结构中的 32 个阴离子格点位据阴离子组成的部分八面体和四面体间隙位，如图 1-1(a)所示。

未参与反应的的碳在高温环境下会继续与配比不足就得不到高纯的 -AlON 相，这Al2O3+N2+C→ -AlON+CO↑ 研究进展能将受到的光子激发能量转换产生电磁辐发波长在紫外到近红外范围内，因此在发为广泛。比如将Y2O3:Eu3+（613 nm红光）[4gAl10O17:Eu3+（450 nm 蓝光）三种荧光粉近日光显色的三基色荧光灯[49]。体光致发光材料（即单晶或者多晶的一个
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ133.1;TB383.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄赛芳;刘艳改;房明浩;黄军同;杨景周;黄朝晖;;碳热还原氮化菱镁石和铝矾土合成MgAl_2O_4-SiAlON的物相演变[J];耐火材料;2009年04期

2 马啸尘;尹洪峰;张军战;任耘;袁志丽;刘小团;;粉煤灰的化学组成对其碳热还原氮化产物相组成和显微结构的影响[J];耐火材料;2008年02期

3 刘仲毅,孙洪巍,钟香崇;高岭土在碳热还原氮化过程中的相变[J];耐火材料;2004年01期

4 茅茜茜;李军;张海龙;徐勇刚;王士维;;泡沫前驱体碳热还原氮化法合成氮化铝粉体(英)[J];无机材料学报;2017年10期

5 陈宏;穆柏春;李辉;郭学本;;碳热还原氮化制备氮化硅粉体反应条件研究[J];粉末冶金技术;2010年01期

6 李吉利;蒋明学;;TiN粉末的制备方法[J];耐火材料;2011年05期

7 侯新梅;钟香崇;;高铝矾土碳热还原氮化合成SiAlON的反应过程[J];耐火材料;2006年04期

8 于仁红;史晓琪;蒋明学;;TiO_2碳热还原氮化反应的热力学分析[J];耐火材料;2005年06期

9 段锋;刘民生;马爱琼;高云琴;;由煤矸石制备塞隆材料的反应条件研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2013年05期

10 姜坤;郑治祥;朱文振;吕s

本文编号：2622885