(Ba,Sr)2 SiO4∶Eu^2+的低温合成与荧光性能研究
27295384_关键金属元素铍的原位分析技术研究进展
, , , techniques including electron microprobe analyzer laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry ion probe mass , , , spectrometry laserinduced breakdown spectroscopy automatic quantitative analysis system and discuss these instruments how to , , overcome these special difficulties of beryllium minerals obtain the beryllium mineral features from macro to micro minor to non , , destructive qualitative semiquantitative to quantitative major to trace content These provide technical support for scientific research ; ; and prospecting of beryllium resources
物、金绿宝石、蓝柱石、磷钙铍石、磷铍钠石、闽江石、孟宪民
石等(车旭东等, ; , ; , ; 2007 Rao et al 2015 Rao et al 2017
无机化学学报2019年(第35卷)1-12期总目次
细胞表面壳化的研究进展............................ 苏慧许浩张d闯徐双梦魏延杜ll 黄棣(1713) 多酸基光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用
................................................... 谷易桐陈黎李建平刘 U 陈维林刘 丁 王恩波(1905)
第12期
无机化学学报总目次
1
无机化学学报2019年(第35卷)1〜12期总目次
综述
仿生无机纳米材料改造生物体的研究进展......................................... 熊 威 唐睿康 马为民 邹志+(1) 铁基催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物研究进展............................ 张-亮龙红明李家新董林(753) 二氧化钛基Z型异质结光催化剂..................... 梅邱峰 张飞燕 王 宁 鲁闻生 宿新泰 王 伟 武荣兰(1321)
论文
单一基质白光荧光粉Cao.955TA12Si2O8:0.045Eu2c,!Mn2c的晶胞参数变化和光谱特性...............王飞田一光 张乔(25)
CoMoS*/!-A12O 3催化剂在还原 中的吸附性能和催化性
...................................刘哲男耿云峰石泉黎汉生史大昕吴芹赵芸冯彩虹
金属-有机框架衍生的中空碳材料及其在电化学能源存储与氧还原领域中的应用
................................................................................ 刘 虎 杨东辉 王许云 韩宝航(1921) 多酸基主客体框架材料POMs@MOFs(COFs)............................................................................................ 李季坤赵帅恒胡长文(1934)
均相有序双钙钛矿Sr2CaMoO6:Eu3+荧光粉的制备及其发光性能
均相有序双钙钛矿Sr2CaMoO6:Eu3+荧光粉的制备及其发光性能张乐;李月;刘金秋;韩朋德;张其土【摘要】Eu3+ doped double perovskite Sr2CaMo06 orange-red phosphor was prepared by EDTA-citric acid complexing method at a lower temperature. The X-ray diffraction, scanning electron microscope, UV-Vis diffuse reflection spectrum, and photoluminescent spectra were used to characterize the structure and luminescent properties of phosphors at different calcination temperatures, and the structure refinement of the prepared powder and its first principle calculations for density of states were displayed. Results showed that the highly B site-ordered ions-doped double perovskite powder obtained only at 900 t and its structure withP21/n space group had a interval arrangement of BO6 octahedron with a slight tilting. The strong and wide absorption in UV region was resulted in the charge transfer from 0 2p orbit to Mo 4d orbit and the resulted emission was dominated by magnetic dipole transition of orange light without prohibiting. The emission excited by blue light was dominated by the electronic dipole transition of red light with partial remove of parity. With increasing the calcination temperature,the grain size,the degree of B site-order and the particlal size were all grown up and the phosphor calcined at 1 100 ℃ had the highest luminescent intensity.%采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸联合配位法在较低温度下制备Eu3+掺杂的双钙钛矿Sr2CaMoO6橙红色荧光粉,借助X线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱研究不同煅烧温度下粉体的结构和发光性能,并进行结构精修和态密度的第一性原理计算.结果表明:在900℃下即得到B位高度有序的离子掺杂的双钙钛矿粉体,其结构为BO6八面体周期性间隔排列且小角度倾斜的空间群为P21/n的正交双钙钛矿结构;粉体在近紫外区强而宽的吸收源于MoO6八面体中O2p轨道到Mo4d轨道的电荷迁移,并由此发射以无禁戒的磁偶极跃迁橙光为主,但在蓝光激发下以发射宇称禁戒部分解除的电偶极红光为主;随着煅烧温度的升高,粉体的晶粒尺寸、B位有序度及颗粒尺寸都增大,1100℃下煅烧的粉体具有最高的发光强度.【期刊名称】《南京工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】8页(P30-37)【关键词】双钙钛矿;EDTA-柠檬酸联合络合法;荧光粉;白光LEDs【作者】张乐;李月;刘金秋;韩朋德;张其土【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】O482.31白色发光二极管(WLEDs)作为新一代固态照明器件,以其发光效率高、寿命长、节能、无污染、体积小等优点已在平板显示、道路照明等领域获得了广泛应用[1-2]。
二咔唑四苯乙烯多功能发光化合物的合成与性能
( 中山大学化学与化学工程学 院,聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室 , 广东省教育厅高分子化学 与物 理重点实验室 , 环境与能源化学 广东普通 高校 重点 实验 室 ,
光电材料与技术 国家重点实验室 , 广州 5 0 7 ) 12 5
出为 有 目的地 合成 新 的压致 荧光 变 色材 料 提 供 了依 据 .在 已经 报 道 的 P l A E化合 物 的分 子 结构 中 ,同
时含 四苯 乙烯 、 三苯乙烯和二苯 乙烯基 蒽 3个 AE结构基元 中的 2个, l 单独含 四苯 乙烯结构基元的 Pl A E化合 物 尚未见 报道 .
为进 一步 研究 此类 材料 在外 界 因素作 用下 的变 化规 律 与现象 , 文采 用较 为 简易 的合 成 方法 制 备 本
了二 咔唑 四苯 乙烯 ( c T E , 2 —P ) 并研 究 了该 化合 物 的一些 基本 物理 性能 .
1 实 验 部 分
1 1 试剂 与仪 器 。
咔唑 、44一 二苯 甲酮 、 丁 醇钾 、 苯 甲烷 、正 丁基 锂正 己烷 溶液 (. lL 和对 甲基 苯磺 , 二氟 叔 二 22mo ) /
收稿 日期 : 0 1 6 2 2 1- - . 00 基金项 目:国家 自然科学基金( 批准号 : 17 2 0 5 0 3 7 、 0 1年高校基本科研业 务费 中山大学青 年教师重点培 育项 目、广 5 13 1 , 17 17) 2 1 东省 自然科学基金 ( 批准号 :¥0 1 20 19 ) 2 100 0 10 和广东省发展平板显示产业 财政扶 持资金项 目资助 .
诱 导增 强发 光化 合物 均具 有压 致荧 光变 色效 应 , 提 出 了 P l 的概 念.通 过单 晶 x 射线 衍 射 分析 发 并 AE
SrxCa1-xAl2O4:Eu 2+,Dy 3+长余辉发光材料的合成与光学性能研究
品余辉 衰减 都是 由初 始 的快衰 减过程 和 其后 的慢 衰 减 过程 组成 ,但 不 同样 品衰减 快慢 不同.利 用热释光检 测
测 结果计算 了样 品 中存在 的陷阱能级深度 , 分析 了样 品
的余辉衰减机制 。
.
氧化物 为原料 ,以硼 酸为助溶 剂 ,采用燃烧 法在 6 0 0℃
的低温务 件 下合 成 S ̄ a. 2 4 u Dy x 、 .、 r 1 O : “, ¨( =0 0 C E 6 1 )长余辉发 光 材料 .光 致发光 光谱 分析表 明样 品发 . 0 光 光谱 均 为 宽带 谱 ,样 品 Ca O :u+ y Ah 4 2,D ¨和样 品 E
30 0 ℃的温度范 围内对样 品的热释 光进行检测。
物 系列长余辉发光材料 ;一类是铝酸盐体 系长 余辉发光 材料 ,第三类 是硅 酸盐体系发光材料 。与传统 的硫化物 长余辉 发光材 料相 比,铝酸盐体 系发光材料 具有量子效 率高 、余辉 时间长 、不含有 害物质 以及化学稳定性好等 优点 。 自 16 9 8年 P ll al ia等【在研究 SA 2 4 u l 1 r 1 : 的发光 OE 过程 中首 次发现其长余辉特 性 以来 ,铝酸盐体系长余辉 发光材料 引起 了国内外材料和物 理工作者的广泛关注 。 19 9 6年 ,TMa ua a 【 . t zw 等 2 s l 了 SA 2 4 u y 报道 r 1 : 2,D 3新 OE 研究进展 ,通 过 E u和 Dy的共掺 改善 了 SA 2 4 u+ r1 : 2 O E 的 发光 性能 ,余辉时 间达 到十几个小 时。近年 来 ,人们深 入研究了 E u和 D y的共掺 的铝酸盐体系 MA 2 4 u 1 : ¨, 0E
无铅钙钛矿Cs3Bi2I9_单晶的制备及光电性能研究
第42卷第8期2023年8月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.8August,2023无铅钙钛矿Cs 3Bi 2I 9单晶的制备及光电性能研究欧阳文锦,徐浩尧,贺振华(武汉理工大学信息工程学院,武汉㊀430070)摘要:采用蒸发结晶法在低温常压条件下制备Cs 3Bi 2I 9单晶,温度为60~90ħ,保温时间为18~30h㊂研究温度和保温时间对Cs 3Bi 2I 9单晶晶体结构和光学性能的影响㊂使用机械剥离法制备基于柔性衬底的Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜,研究薄膜的电学性能㊂结果表明,在结晶度最优的目标下,Cs 3Bi 2I 9单晶制备的优化工艺条件为温度60ħ,保温时间26h㊂温度和保温时间对Cs 3Bi 2I 9单晶的结晶度㊁紫外可见光吸光度和光致发光性能的影响一致㊂柔性Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜具有显著的光电特性,且工作时具有良好的稳定性㊂Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜的弯折耐久度良好,90ʎ弯折100次后,仍能保持原有性能的84.4%㊂无铅钙钛矿Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜在柔性光电传感器件上具有潜在的应用前景㊂关键词:无铅钙钛矿;Cs 3Bi 2I 9;单晶;柔性薄膜;机械剥离;结晶度中图分类号:TB34㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)08-2968-08Preparation and Photoelectric Properties of Lead-Free Perovskite Cs 3Bi 2I 9Single CrystalsOUYANG Wenjin ,XU Haoyao ,HE Zhenhua(School of Information Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)Abstract :Cs 3Bi 2I 9single crystals were prepared by evaporative crystallization method at the conditions of low temperature and atmospheric pressure,with temperature ranging from 60ħto 90ħand holding time ranging from 18h to 30h.The effects of temperature and holding time on the crystal structure and optical properties of Cs 3Bi 2I 9single crystals were investigated.The Cs 3Bi 2I 9single crystal film based on flexible substrate was prepared by mechanical exfoliation method and its electrical properties were studied.The results show that,for the best crystallinity target,the optimal parameters for the growth of Cs 3Bi 2I 9single crystals are the temperature of 60ħand holding time of 26h.The effects of temperature andholding time on the crystallinity,ultraviolet visible light absorbance,and photoluminescence properties of Cs 3Bi 2I 9single crystals are consistent.The flexible Cs 3Bi 2I 9single crystal film has obvious photoelectric properties,and shows excellent stability during work.Cs 3Bi 2I 9single crystal film has outstanding bending durability.After bending 100times at the angle of 90ʎ,the performances of Cs 3Bi 2I 9single crystal film still maintain at 84.4%of the original performances.Lead-free perovskite Cs 3Bi 2I 9single crystal film has potential application prospects in flexible photoelectric sensor devices.Key words :lead-free perovskite;Cs 3Bi 2I 9;single crystal;flexible film;mechanical exfoliation;crystallinity 收稿日期:2023-04-01;修订日期:2023-05-10基金项目:国家自然科学基金(11747133);中央高校基本科研业务费专项资金(195209019)作者简介:欧阳文锦(1998 ),男,硕士研究生㊂主要从事钙钛矿薄膜的研究㊂E-mail:wenjinouyang@通信作者:贺振华,博士,副教授㊂E-mail:zhenhuahe@ 0㊀引㊀言钙钛矿和钙钛矿类半导体材料,由于独特的晶体结构和丰富的物理和化学特性,已成为一类新型光电功能材料㊂钙钛矿材料在太阳能电池[1]㊁发光二极管[2]㊁压电探测[3]㊁热电探测[4]㊁光电探测[5]㊁光通信[6]等多个领域都有广泛的应用㊂然而钙钛矿材料目前面临的主要问题是铅元素的毒性和钙钛矿的不稳定性[7]㊂由于铋的毒性相对于铅的毒性显著降低,铋基卤化物钙钛矿材料在光伏领域有广阔应用前景[8]㊂其中第8期欧阳文锦等:无铅钙钛矿Cs3Bi2I9单晶的制备及光电性能研究2969㊀Cs3Bi2I9是一种无机钙钛矿衍生材料,为六方晶系,空间群为P63/mmc[9]㊂Cs3Bi2I9晶体的晶格常数为a=b=0.8412nm,c=2.1218nm,α=β=90ʎ,γ=120ʎ㊂单晶形态的钙钛矿表现出显著的光电特性,特点是高载流子迁移率和低陷阱密度[10-11]㊂Zhang等[12]使用顶部籽晶溶液法,生长了高质量的钙钛矿Cs3Bi2I9单晶,此单晶用于X射线探测器具有良好的性能㊂Sun等[13]使用垂直布里奇曼法,制备了Cs3Bi2I6Br3单晶,得到的晶体表面干净,无须抛光㊂Zhang等[14]使用低温溶液法,制备了Cs3Bi2I9单晶,研究了其光电性能的各向异性㊂近年来可穿戴电子设备的发展非常迅速,但是这些设备通常采用常见的刚性电子器件,与人体贴合性较差,因此非常有必要发展新型柔性电子器件㊂Wu等[15]在3μm厚的聚对二甲苯-C衬底上制备了超薄柔性钙钛矿太阳能电池,光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE)可达20.2%㊂Qian等[16]提出了一种自修复策略,以获得具有更高机械可靠性和光电性能的柔性钙钛矿薄膜,制备的钙钛矿发光二极管的外部量子效率(external quantum efficiency,EQE)为16.2%㊂本研究以碘化铯(CsI)㊁碘化铋(BiI3)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用蒸发结晶法制备Cs3Bi2I9单晶,利用机械剥离法制备基于柔性衬底的Cs3Bi2I9单晶薄膜㊂使用X射线衍射仪(XRD)㊁紫外可见分光光度计(UV-Vis)㊁光致发光光谱仪(PL)㊁半导体测试仪对Cs3Bi2I9单晶及薄膜的晶体结构㊁紫外可见吸收光谱㊁光致发光性能㊁电学性能等进行研究㊂探究温度和时间对蒸发结晶法制备Cs3Bi2I9单晶的影响,并对产生影响的机理进行分析㊂1㊀实㊀验1.1㊀材㊀料原料为碘化铯(CsI,纯度99.9%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司)㊁碘化铋(BiI3,纯度98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司),溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF,纯度99.5%,国药集团化学试剂有限公司),柔性衬底为导电铜胶带(厚度0.1mm,深圳格洛克电子有限公司)㊂1.2㊀样品制备单晶样品制备过程的关键步骤如下:1)称量8.6g CsI和13.0g BiI3,置于50mL的烧杯中,使用滴管滴入24.0mL的DMF㊂使用磁性搅拌器搅拌,转速为100r/min,搅拌时间为24h,于常温下使CsI与BiI3溶解于DMF中,得到约24.0mL的暗红色溶液㊂2)将搅拌后得到的溶液移入注射器中,使用0.22μm的针式过滤器进行过滤,过滤至另一个洁净烧杯中㊂使用滴管将得到的24.0mL过滤后的溶液滴入4个20mL的烧杯中,每个烧杯6.0mL㊂将预先通过蒸发结晶得到的外形较为规则㊁最大直径约为2mm的Cs3Bi2I9晶体作为晶种,放入烧杯中,用毛细玻璃管将晶种移动到烧杯正中央㊂3)将装有溶液的4个烧杯移入烘箱中,设定实验所需的温度,在保温时间分别为18㊁22㊁26㊁30h时取出一个烧杯,得到对应条件的Cs3Bi2I9单晶样品㊂4)重复上述步骤,仅改变烘箱的加热温度,得到其他Cs3Bi2I9单晶样品㊂温度和保温时间条件对应的样品编号见表1㊂表1㊀工艺参数对应的样品编号Table1㊀Sample number corresponding to process parametersTemperature/ħSample number corresponding to different holding time18h22h26h30h 9012348056787091011126013141516使用机械剥离法制备薄膜样品㊂将单晶样品置于导电铜胶带上,使其底部紧密贴合胶带㊂将胶带另一2970㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷侧按压单晶样品顶部,使其紧密贴合胶带㊂从底部撕开胶带,得到上表面尺寸约为2mm ˑ2mm 的较厚的一层薄膜㊂将胶带空白部分与此较厚的薄膜紧密粘合后撕开,薄膜厚度减小㊂重复上述步骤,直到薄膜达到肉眼观察下无明显的厚度㊂1.3㊀测㊀试用X 射线衍射仪(XRD,D8Advance)测量单晶样品的XRD 谱㊂用紫外可见分光光度计(UV-Vis,Lambda 750S)测量单晶样品的紫外可见吸收光谱㊂在室温下,用光致发光光谱仪(LabRAM Odyssey)测量单晶样品的光致发光光谱,激发光源的激光波长为325nm,测量波长为550~800nm㊂用半导体测试仪(吉时利,2450)测试薄膜样品的电流电压曲线㊂2㊀结果与讨论2.1㊀形貌分析不同温度和保温时间下部分Cs 3Bi 2I 9单晶样品的形貌如图1所示,样品的平均生长速率和同一温度下得到的最大单晶尺寸如表2所示㊂在80ħ下得到的单晶尺寸最大,其次为90㊁70㊁60ħ㊂这归因于90ħ时溶剂蒸发的速率较高,导致析出溶质的速率较高,而析出的溶质并没有生长到晶体上,而是生长到烧杯的内壁上,所以得到的晶体较小;同时温度过高,在溶液中形成了过多的成核点,烧杯底部多个成核点形成的晶体互相限制了生长[17]㊂在80ħ下溶质析出速率有所降低,溶质都生长到了烧杯中央的大晶体上,因此80ħ下生长的单晶尺寸最大,生长速率最高㊂70㊁60ħ下的溶剂蒸发速率较低,相同时间内析出的溶质较少,所以70㊁60ħ下晶体生长速率较低,尺寸也较小㊂图1㊀不同温度和保温时间下Cs 3Bi 2I 9单晶样品的形貌Fig.1㊀Morphology of Cs 3Bi 2I 9single crystal samples under different temperatures and holding time表2㊀Cs 3Bi 2I 9单晶样品的平均生长速率和最大直径Table 2㊀Average growth rate and maximum diameter of Cs 3Bi 2I 9single crystal samplesTemperature /ħ90807060Average growth rate /(mm㊃h -1)0.3250.5440.5380.369Diameter ϕ/mm 9.011.58.08.0第8期欧阳文锦等:无铅钙钛矿Cs 3Bi 2I 9单晶的制备及光电性能研究2971㊀2.2㊀晶体结构分析图2展示了9~16号样品的XRD 谱㊂通过与标准PDF 卡片(JCPDS card No.23-0847)进行对比,所有样品的XRD 谱在16.7ʎ㊁25.2ʎ㊁42.6ʎ㊁51.8ʎ处衍射峰的峰形尖锐,这些峰对应的晶面指数分别为(004)㊁(006)㊁(0010)㊁(0012)㊂通过公式X c =I c /I 0,计算样品的结晶度,其中I c 为结晶衍射峰的积分强度,I 0为所有衍射峰的积分强度㊂结晶度的计算结果见表3㊂可以看出,在同一温度下,结晶度首先随着保温时间的增加而增大,于26h 时结晶度达到最高值,之后结晶度随着保温时间的增加而略有减小㊂这归因于溶剂的挥发过程中溶液的体积逐渐减少,导致溶液中会形成更多的成核点[18]㊂从单晶的形貌可以看出,新的成核点附着在烧杯中央的大单晶上,会破坏单晶的生长方向,从而形成更多晶体缺陷㊂烧杯底部形成的小单晶同样会限制中央大单晶的生长,因此样品的结晶度降低㊂在同一保温时间下,可以认为结晶度随着制备温度的降低而升高㊂这是因为90ħ时溶剂蒸发的速率过高,析出溶质的速率较高,但析出的溶质并没有生长到晶体上,这不利于单晶的生长;且90ħ下的成核点过多,限制了中央大晶体的生长㊂而在80㊁70㊁60ħ下,溶液中分子的活动性随着温度的降低而减弱,这同时减少了结晶过程中形成的晶体缺陷,从而导致样品的结晶度随着温度的降低而升高㊂在60ħ下保温时间为26h 的15号样品的结晶度最高,X c =99.72%㊂图2㊀9~16号样品的XRD 谱Fig.2㊀XRD patterns of sample 9~16表3㊀样品的结晶度Table 3㊀Crystallinity of samplesTemperature /ħX c /%18h 22h 26h 30h 9039.1298.1698.5379.428096.6397.4798.3996.427091.2098.0099.0497.776090.5399.3499.7298.352.3㊀紫外可见吸收光谱分析考虑到紫外可见分光光度计只能检测尺寸较大的样品,故选出3号㊁4号㊁7号㊁8号㊁11号㊁12号㊁15号㊁2972㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷16号样品进行测试㊂图3(a)是60ħ下制备的15号㊁16号样品的紫外可见吸收光谱㊂在波长为300~600nm 时,样品表现出良好的吸收特性,且15号样品的吸光度明显高于16号样品㊂样品在300~600nm 的平均吸光度见表4㊂15号样品的吸收峰位为326nm,16号样品的吸收峰位为480nm,在480nm 附近的吸收峰与[Bi 2I 9]3-八面体的性质和强量子约束效应有关[19]㊂15号㊁16号样品均在650nm 附近有相当尖锐的吸收边缘,表明15号㊁16号样品是晶体缺陷少㊁结晶度非常高的单晶[20]㊂在单一温度下,保温时间过长会导致吸光度减小;在相同保温时间下,生长温度越低,样品吸光度越高㊂这与温度和保温时间对结晶度的影响一致㊂60ħ下保温时间为26h 的15号样品吸光度最佳㊂Cs 3Bi 2I 9单晶具有宽吸收范围㊁较高的吸光度,这为后续测试Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜的光电性能提供了理论依据㊂样品在326nm 附近的吸光性有较大的波动,证明样品在紫外光电探测器件领域具有潜在的应用前景㊂利用紫外可见吸收光谱的数据绘制Tauc 曲线,计算禁带宽度[21]㊂以对应波长的光子能量1240/λ为横坐标,(αhv )2为纵坐标绘制曲线,其中λ为波长,α为吸光度,h 为普朗克常数,v 为频率㊂找到曲线斜率最大的点,绘制这个点的切线,切线与横坐标的交点即为样品的禁带宽度㊂15号㊁16号样品的Tauc 曲线如图3(b)所示,15号样品的禁带宽度为1.94eV,16号样品的禁带宽度为1.90eV㊂计算得到的所有样品的禁带宽度几乎一致,禁带宽度范围在1.90~1.94eV,这与前人[22-23]报道的一致,表明样品都是晶体缺陷少㊁结晶度非常高的单晶㊂图3㊀15号㊁16号样品的紫外可见吸收光谱和Tauc 曲线Fig.3㊀Ultraviolet visible absorption spectra and Tauc curves of sample 15and 16表4㊀样品在300~600nm 的平均吸光度Table 4㊀Average absorbance of samples from 300nm to 600nmHolding time /h Average absorbance 90ħ80ħ70ħ60ħ260.54790.58070.58320.7949300.58580.51270.57730.53992.4㊀光致发光光谱分析60ħ下生长的13~16号样品的光致发光光谱见图4,中心发光峰位和强度见表5㊂拥有最佳光致发光性能的Cs 3Bi 2I 9单晶样品是15号样品(60ħ,26h)㊂这归因于15号样品的晶体缺陷最少,即对于同一物质,光致发光强度与晶体缺陷密度呈负相关[24]㊂在同一温度下,随着保温时间的增加,单晶光致发光强度达到最高值后开始降低㊂15号样品的中心发光峰位为640nm,这与前人[14,21]报道的一致㊂且与紫外可见吸收光谱的吸收边缘一致,可归因于带边激子辐射发光[25]㊂Cs 3Bi 2I 9单晶受到紫外线照射可以发出640nm 红光,在紫外光电探测领域具有应用前景㊂第8期欧阳文锦等:无铅钙钛矿Cs 3Bi 2I 9单晶的制备及光电性能研究2973㊀图4㊀13~16号样品的光致发光光谱Fig.4㊀Photoluminescence spectra of sample 13~16表5㊀样品13~16号的中心发光峰位和强度Table 5㊀Central luminescence peak position and intensity of sample 13~16Holding time /h 18222630Peak position /nm 647643640640Intensity /counts 87971131012.5㊀电学性能分析使用机械剥离法,制备基于柔性衬底的Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜㊂测试过程中以铟丝为电极,一侧置于薄膜表面,另一侧置于导电铜胶带表面构成top-down 电极㊂使用的样品是结晶度最高的15号样品(60ħ,26h)㊂图5(a)为黑暗和光照条件下样品的电流电压曲线,照射功率为4.5W㊂由图5(a)看出,受到光照后,薄膜样品的电流明显增大,最大暗电流为6.61pA,最大光电流为20.14pA,光暗电流比为3.05㊂这归因于机械剥离法消除了顶层表面的缺陷层,诱导了钙钛矿晶体的再结晶,从而降低了电荷陷阱密度,增强了电荷输运[26]㊂图5(b)为45min 内测试10次薄膜样品的电流电压曲线㊂由图5(b)看出,薄膜工作时具有良好的稳定性,光电流不会随工作时间㊁光照射时间而衰减,这归因于Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜工作时的低功耗[27]㊂Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜样品在不同照射功率(黑暗,1.5㊁3.0㊁4.5W)下的电流电压曲线如图5(c)所示㊂由图5(c)看出,机械剥离法制备的柔性Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜具有良好的光照强度探测性能㊂模拟了Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜样品作为柔性光电器件的使用场景,测试了弯折50和100次后的电流电压曲线,弯折角度为90ʎ,如图5(d)所示㊂表明机械剥离法制备的柔性Cs 3Bi 2I 9单晶薄膜具有良好的弯折耐久度,薄膜弯折一定次数后电学性能有一定程度的下降,弯折100次后仍为原来的84.4%㊂2974㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图5㊀不同条件下Cs3Bi2I9单晶薄膜样品的电流电压曲线Fig.5㊀Current-voltage curves of Cs3Bi2I9single crystal film samples under different conditions3㊀结㊀论1)蒸发结晶法制备Cs3Bi2I9单晶过程中,90ħ及以上温度不利于单晶生长,80ħ单晶生长速率最高,结晶度在温度60ħ㊁保温时间26h下达到最优值㊂2)温度和保温时间对Cs3Bi2I9单晶的结晶度㊁紫外可见光吸光度㊁光致发光性能的影响一致㊂3)机械剥离法制备的柔性Cs3Bi2I9单晶薄膜具有明显的光电特性,工作时具有良好的稳定性,且具有良好的弯折耐久度㊂无铅钙钛矿Cs3Bi2I9单晶薄膜在柔性光电传感器件上具有潜在的应用前景㊂参考文献[1]㊀周瑾璟,钟㊀敏.铅卤钙钛矿太阳能电池界面工程的近期进展[J].复合材料学报,2022,39(5):1937-1955.ZHOU J J,ZHONG M.Recent progress of interface engineering for lead halide perovskite solar cells[J].Acta Materiae Compositae Sinica, 2022,39(5):1937-1955(in Chinese).[2]㊀卜世啸,葛子义.钙钛矿发光二极管的研究进展[J].液晶与显示,2021,36(1):105-112.BU S X,GE Z Y.Research progress of perovskite light-emitting diodes[J].Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays,2021,36(1): 105-112(in Chinese).[3]㊀李㊀军,姜英龙,许鼎炀,等.钙钛矿型高性能高温压电陶瓷新材料研究[J].电子元件与材料,2019,38(2):22-30.LI J,JIANG Y L,XU D Y,et al.Novel perovskite-type high temperature ferroelectric ceramics with higher piezoresponse[J].Electronic Components&Materials,2019,38(2):22-30(in Chinese).[4]㊀WU T J,GAO P.Development of perovskite-type materials for thermoelectric application[J].Materials,2018,11(6):999.[5]㊀WANG F,ZOU X M,XU M J,et al.Recent progress on electrical and optical manipulations of perovskite photodetectors[J].AdvancedScience,2021,8(14):2100569.[6]㊀赵双易,莫琼花,汪百前,等.无机钙钛矿白光LED及可见光通信研究进展(特邀)[J].红外与激光工程,2022,51(1):340-359.ZHAO S Y,MO Q H,WANG B Q,et al.Research progress in inorganic perovskites white LEDs and visible light communication(invited)[J].Infrared and Laser Engineering,2022,51(1):340-359(in Chinese).[7]㊀FAN L B,PEI Z F,WANG P,et al.Research progress on the stability of organic-inorganic halide perovskite photodetectors in a humidenvironment through the modification of perovskite layers[J].Journal of Electronic Materials,2022,51(6):2801-2818.[8]㊀CHOI Y C,JUNG K W.Recent progress in fabrication of antimony/bismuth chalcohalides for lead-free solar cell applications[J].Nanomaterials,2020,10(11):2284.[9]㊀GHOSH B,WU B,MULMUDI H K,et al.Limitations of Cs3Bi2I9as lead-free photovoltaic absorber materials[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2018,10(41):35000-35007.[10]㊀WANG G M,LI D H,CHENG H C,et al.Wafer-scale growth of large arrays of perovskite microplate crystals for functional electronics andoptoelectronics[J].Science Advances,2015,1(9):e1500613.[11]㊀PARK B W,PHILIPPE B,ZHANG X L,et al.Bismuth based hybrid perovskites A3Bi2I9(A:methylammonium or cesium)for solar cellapplication[J].Advanced Materials,2015,27(43):6806-6813.[12]㊀ZHANG J Y,LI A F,LI B H,et al.Top-seed solution-based growth of perovskite Cs3Bi2I9single crystal for high performance X-ray detection[J].第8期欧阳文锦等:无铅钙钛矿Cs3Bi2I9单晶的制备及光电性能研究2975㊀ACS Photonics,2022,9(2):641-651.[13]㊀SUN Q H,XIAO B,JI L L,et al.Effect of dimensional expansion on carrier transport behaviors of the hexagonal Bi-based perovskite crystals[J].Journal of Energy Chemistry,2022,66:459-465.[14]㊀ZHANG H J,XU Y D,SUN Q H,et al.Lead free halide perovskite Cs3Bi2I9bulk crystals grown by a low temperature solution method[J].CrystEngComm,2018,20(34):4935-4941.[15]㊀WU J,CHEN P,XU H,et al.Ultralight flexible perovskite solar cells[J].Science China Materials,2022,65(9):2319-2324.[16]㊀QIAN X Y,SHEN Y,ZHANG L J,et al.Bio-inspired pangolin design for self-healable flexible perovskite light-emitting diodes[J].ACS Nano,2022,16(11):17973-17981.[17]㊀RAKITA Y,KEDEM N,GUPTA S,et al.Low-temperature solution-grown CsPbBr3single crystals and their characterization[J].Crystal Growth&Design,2016,16(10):5717-5725.[18]㊀LIU Y C,YANG Z,CUI D,et al.Two-inch-sized perovskite CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I)crystals:growth and characterization[J].Advanced Materials,2015,27(35):5176-5183.[19]㊀DAMMAK H,YANGUI A,TRIKI S,et al.Structural characterization,vibrational,optical properties and DFT investigation of a new luminescentorganic-inorganic material:(C6H14N)3Bi2I9[J].Journal of Luminescence,2015,161:214-220.[20]㊀TAILOR N K,MAITY P,SATAPATHI S.Phonon-mediated slow hot carrier dynamics in lead-free Cs3Bi2I9perovskite single crystal[J].TheJournal of Physical Chemistry Letters,2022,13(23):5260-5266.[21]㊀ZHANG Y X,LIU Y C,XU Z,et al.Nucleation-controlled growth of superior lead-free perovskite Cs3Bi2I9single-crystals for high-performanceX-ray detection[J].Nature Communications,2020,11:2304.[22]㊀LEHNER A J,FABINI D H,EVANS H A,et al.Crystal and electronic structures of complex bismuth iodides A3Bi2I9(A=K,Rb,Cs)relatedto perovskite:aiding the rational design of photovoltaics[J].Chemistry of Materials,2015,27(20):7137-7148.[23]㊀MCCALL K M,STOUMPOS C C,KOSTINA S S,et al.Strong electron-phonon coupling and self-trapped excitons in the defect halide perovskitesA3M2I9(A=Cs,Rb;M=Bi,Sb)[J].Chemistry of Materials,2017,29(9):4129-4145.[24]㊀TIE S J,ZHAO W,XIN D Y,et al.Robust fabrication of hybrid lead-free perovskite pellets for stable X-ray detectors with low detection limit[J].Advanced Materials,2020,32(31):2001981.[25]㊀WAYKAR R,BHORDE A,NAIR S,et al.Environmentally stable lead-free cesium bismuth iodide(Cs3Bi2I9)perovskite:synthesis to solarcell application[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,2020,146:109608.[26]㊀LIU Y L,CHEN F,JIANG Z Y,et al.Sellotape exfoliated layered quasi-2D perovskite thin film for efficient light-emitting diodes[J].AdvancedOptical Materials,2022,10(18):2200885.[27]㊀LI L J,YE G,LUO T Y,et al.Centimeter-sized stable zero-dimensional Cs3Bi2I9single crystal for mid-infrared lead-free perovskitephotodetector[J].The Journal of Physical Chemistry C,2022,126(7):3646-3652.。
Sr3SiO5基暖色调长余辉发光材料的制备、结构与发光性能
Sr3SiO5基暖色调长余辉发光材料的制备、结构与发光性能摘要:本文研究了一种新型的Sr3SiO5基暖色调长余辉发光材料的制备、结构与发光性能。
采用传统固相反应法制备了该材料,并通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱等技术对其结构进行了表征。
结果表明,所制备的Sr3SiO5:Eu2+, Mn2+材料为晶体结构,属于单斜晶系,空间群C2/c,晶胞参数为a=0.4057nm,b=0.6319nm,c=1.0432nm,β=99.06°。
该材料在紫外光激发下呈现出广谱吸收特性,并在450nm左右发出暖色调的长余辉荧光。
当掺入Eu2+和Mn2+离子浓度分别为0.06mol和0.04mol时,样品的光致发光强度达到最大值。
研究发现,所制备的Sr3SiO5:Eu2+, Mn2+材料具有优异的发光性能,可用于LED照明、荧光指示剂等领域中。
关键词:Sr3SiO5,长余辉,暖色调,光致发光,结构表征Abstract: This paper studies a novel Sr3SiO5-based warm long afterglow luminescent material, includingits preparation, structure characterization and luminescent properties. The material was synthesized by conventional solid-state reaction and its structure was characterized by X-ray diffraction, UV-vis diffuse reflectance spectroscopy and other techniques. The results showed that the Sr3SiO5: Eu2+, Mn2+ material was a crystal structure, belonging to the monoclinicsystem with space group C2/c, and the lattice parameters were a=0.4057nm, b=0.6319nm, c=1.0432nm and β=99.06°. The material exhibited broad-spectrum absorption under UV excitation and emitted a warm long afterglow fluorescence around 450nm. The luminescence intensity of the sample reached the highest values when the doping concentrations of Eu2+ and Mn2+ were 0.06mol and 0.04mol, respectively. The results showed that the Sr3SiO5: Eu2+, Mn2+ material had excellent luminescent properties and could be used in the fields of LED lighting and fluorescent indicators.Keywords: Sr3SiO5, long afterglow, warm tone, photoluminescence, structural characterizationSr3SiO5是一种含有SiO4四面体的钙钛矿型结构材料,具有良好的光学性能。
Eu2+,Dy3+掺杂铝酸锶发光材料的制备和性能研究的开题报告
Eu2+,Dy3+掺杂铝酸锶发光材料的制备和性能研究的开题报告题目:Eu2+,Dy3+掺杂的铝酸锶发光材料的制备和性能研究研究背景:随着科学技术的不断发展,材料科学的研究已经成为一个引人注目的热点。
其中,发光材料的研制具有广泛的应用前景,包括显示技术、能源技术、生物医学、环境保护等众多领域。
铝酸锶是具有良好发光性能的材料,在应用中受到了广泛的关注。
因此,对铝酸锶的研究有着重要的意义。
研究内容:本文将通过化学合成的方法制备Eu2+,Dy3+掺杂的铝酸锶发光材料。
研究其物理和化学性质,比较不同掺杂浓度下发光性能的变化规律,探究该材料在发光应用领域中的潜在应用价值。
研究方法:1.用化学合成的方法制备Eu2+,Dy3+掺杂的铝酸锶材料。
2.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器对材料进行物理测试。
3.采用紫外光谱法和荧光光谱法对材料的化学性质进行研究。
4.采用不同波长的激发光源研究其发光性能。
研究意义:制备Eu2+,Dy3+掺杂的铝酸锶发光材料,探究其物理和化学性质,研究不同掺杂浓度下的发光性能,可为该材料在发光应用领域中的推广和应用提供理论和实践支持。
预期成果:1.成功制备Eu2+,Dy3+掺杂的铝酸锶发光材料。
2.研究其物理和化学性质,并探究不同掺杂浓度下的发光性能。
3.将研究结果应用于实际发光领域,并取得良好的应用效果。
参考文献:[1] N. V. Klassen, K. D. Liang, S. A. Payne, et al. Efficient, Narrow-Line Laser Emission from a Co-Doped Aluminate Garnet [J]. The Journal of Physical Chemistry B, 1999, 103(13), 2425-2428.[2] G. Liu, K. Liu, J. Xu, et al. Synthesis and luminescence properties of SrAl2O4: Eu2+,Dy3+ phosphors [J]. Journal of Materials Science Letters, 2001, 20(18), 1697-1699.[3] G. Blasse, B. C. Grabmaier. Luminescent materials [M]. Springer Berlin, 1994.[4] P. Dorenbos. Luminescence of Ce3+ -doped crystals: new insights from a point-charge study [J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2010, 22(5), 055401.。
Sr2SiO4:Dy3+超细荧光粉的合成与发光性能的研究
的 荧光粉发光性 能最佳 。荧光粉 可被 3 5 2 n m的 紫外光有效激发 ,同时发 出 蓝 光和橙光 ,混合后 获得பைடு நூலகம்白光 。
关键词 :白光 L E D;S r 2 S i O :E u ,D1 I r 3 _ 超细 荧光粉 ;低温燃烧 法;电荷补给 剂
中图分类号 : O6 1 4 ;04 8 2 . 3 1
t c h ng a e d . Wh e n D / d o p e d — c o n c e n r t a t i o n w a s 2 %a nd t h e c h a r g e s u p p l y a g e n t L i O H d o p e d - c o n c e n r t a t i o n w a s 5 %。
第3 6 卷第 5 期
2 0 1 3 年1 0 月
长春 理工大学学报 ( 自然科学版 )
J o u r n a l o f C h a n g c h u n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
Vo 1 . 3 6 No . 5 0e t . 2 0 1 3
S r  ̄ S i O4 : D y 3 + 超细 荧光 粉 的合成 与发光性能的研 究
刘祥华 ,孙海鹰 ,刘亿飞
( 长春理工大学
摘
材料科学 与工程 学院 ,长春
1 3 0 0 2 2 )
要 :以硅酸 盐为基质 ,通 过低 温燃烧 法合成 了S r 2 S i O :Dy 高亮度 白光 L E D用荧光粉 。利用 X RD和 荧光光谱研 究合
Ba2YAlO5∶Eu^3+,Na^+荧光粉的合成和光致发光性能研究
第49卷第12期人工晶体学报Vol.49No.12 2020年12月JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS December,2020 Ba2YAlO5:Eu3+,Na+荧光粉的合成和光致发光性能研究段欢,崔瑞瑞,邓朝勇(贵州大学大数据与信息工程学院,贵州省电子功能复合材料特色重点实验室,贵阳550025)摘要:本文采用高温固相法成功合成了一系列Ba2YAlO5:0.2Eu3+,x Na+(x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.20,0.30)荧光粉,研究了Eu3+,Na+掺杂对晶体结构的影响。
使用扫描电子显微镜观察荧光材料的微观形貌,使用荧光光谱仪对荧光粉的激发和发射光学特性进行观测和分析,从理论上研究了浓度猝灭和能量传递现象。
在613nm监测波段下,激发光谱在270~290nm处岀现O2-—Eu3+电荷转移带,395nm和465nm处岀现峰值,在465nm处峰值最大,对应于7F…^5D2跃迁。
在465nm监测波长下,观察到在613nm处发射峰最强,对应于跃迁,钠离子最优掺杂浓度为x=0.03。
通过理论计算得岀基质中的能量传递在最近邻离子之间。
对发光材料进行热稳定性测试和分析,计算得到热猝灭激活能的值为0.058eV,计算岀Ba2YAlO5:0.2Eu3+,0.03Na+荧光粉的色坐标位于(0.61,0.39),非常接近于国际照明委员会规定的标准色坐标(0.67,0.33)。
关键词:荧光粉;高温固相;光致发光;浓度猝灭;能量传递;热稳定性;色坐标中图分类号:O734文献标识码:A文章编号:1000-985X(2020)12-230246Synthesis and Photoluminescence Properties ofBa2YAlO5:Eu3+,Na+PhosphorDUAN Huan,CUI Ruirui,DENG Chaoyong(Key Laboratory of Electronic Composites of Guizhou Province,College of Big Data and Information Engineering,Guizhou Lniversity,Guiyang550025,China)Abstract: A series of Ba YAlO5:0.2Eu3+,x Na+(x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.20,0.30)phosphors were synthesized successfully by high temperature solid phase method.The effect of Eu3+,Na+doping on the crystal structure was studied.Observe the morphology of fluorescent materials with scanning electron microscope.The excitation and emission optical properties of phosphors were observed and analyzed by fluorescence spectrometer.Conducted theoretical research on concentration quenching and energy transfer.Under613nm emission,O2-—Eu3+charge transfer band appears at270nm to 290nm,peaks appear at395nm and465nm,the peak at465nm is the highest,corresponding to the7F()—5D transition.Under465nm excitation,it is observed that emission peak is the strongest at613nm,corresponding to the5D()—7F transition,and the optimal doping concentration of sodium ion is x=0.03.Theoretical calculation verified that the energy transfer in the host material is between the nearest neighbor ions.Thermal stability test analysis of the luminescent material show that activation energy of thermal quenching is0.058eV,and color coordinates of Ba YAlO5:0.2Eu3+,0.03Na+ phosphors are calculated locate in(0.61,0.39),which is very close to the standard chromaticity coordinates(0.67,0.33) stipulated by the International Commission on Lighting.Key words:phosphor;high temperature solid phase;photoluminescence;concentration quenching;energy transfer;thermal stability;chromaticity coordinate基金项目:国家自然科学基金(51762010);贵州省高层次创新人才(黔科合人才[2015]4006号);贵州省科技计划(黔科合平台人才[2018]5781号)作者简介:段欢(1993—),男,湖北省人,硕士研究生。
一种铁素体-奥氏体相变动力学模型
收稿日期:2022-07-14基金项目:国家自然科学基金面上资助项目(51774082).作者简介:蓝慧芳(1981-)ꎬ女ꎬ山东烟台人ꎬ东北大学副教授.第44卷第7期2023年7月东北大学学报(自然科学版)JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Vol.44ꎬNo.7Jul.2023㊀doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2023.07.004一种铁素体-奥氏体相变动力学模型蓝慧芳ꎬ柳泽阳ꎬ武梦如(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室ꎬ辽宁沈阳㊀110819)摘㊀㊀㊀要:基于混合模型及吉布斯能量平衡模型思想ꎬ建立了一种简单的吉布斯能量平衡模型ꎬ应用于Fe-C-Mn低碳钢在780ħ两相区等温过程中的铁素体向奥氏体相变模拟ꎬ并分析了三种吉布斯自由能㊁有效晶粒尺寸㊁元素分布等对相变的影响.结果表明ꎬ有效晶粒尺寸及界面迁移率影响相变速率ꎬ但对最终奥氏体体积分数无影响ꎻ相变过程中相界面处锰元素的富集导致的能量耗散同时降低了相变速率及最终奥氏体体积分数.对模拟结果进行实验验证ꎬ表明模拟结果与实验结果吻合良好.关㊀键㊀词:相变动力学ꎻ吉布斯能量平衡ꎻ铁素体-奥氏体相变ꎻ溶质拖曳效应中图分类号:TG111 5㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1005-3026(2023)07-0938-06AKineticModelforFerrite ̄AusteniteTransformationLANHui ̄fangꎬLIUZe ̄yangꎬWUMeng ̄ru(StateKeyLaboratoryofRollingandAutomationꎬNortheasternUniversityꎬShenyang110819ꎬChina.Correspondingauthor:LANHui ̄fangꎬE ̄mail:lanhf@ral.neu.edu.cn)Abstract:InthispaperꎬbasedontheconceptsofmixedmodelandGibbsenergybalancemodelꎬasimpleGibbsenergybalancemodelwasestablishedtosimulatetheferrite ̄austenitetransformationofFe ̄C ̄Mnlowcarbonsteelduringtheintercriticalannealingat780ħ.TheeffectsofGibbsfreeenergyꎬeffectivegrainsizeandalloyingdistributiononthetransformationwerestudied.Theresultsshowthattheinitialeffectivegrainsizeandinterfacialmobilitygreatlyaffectedthekineticsofphasetransformationꎬwhiletheyhadlittleeffectonthefinalvolumefractionoftheaustenite.ThedissipationenergycausedbytheMnenrichmentattheinterfaceduringphasetransformationsloweddownthetransformationkineticsandreducedthefinalvolumefractionoftheaustenite.Itisfoundthatthemodellingresultsaboveareingoodaccordancewiththeexperimentalones.Keywords:phasetransformationkineticsꎻGibbsenergybalanceꎻferrite ̄austenitetransformationꎻsolutedrageffect㊀㊀铁素体-奥氏体相变在钢铁行业的研究中具有非常重要的意义ꎬ工业钢的组织和性能依附于奥氏体冷却之后形成的各种相[1].关于奥氏体向铁素体相变的冷却过程已得到广泛研究[2]ꎻ相反的ꎬ对铁素体向奥氏体相变的加热过程研究相对较少.在加热过程中ꎬ奥氏体相变形核和长大受到诸多因素的影响.对于相变发生前的初始组织ꎬ如再结晶状态㊁第二相分布等ꎬ由于缺陷密度及空间碳分布差异ꎬ将在很大程度上影响奥氏体相变动力学[3-4]ꎬ导致奥氏体冷却后所形成的组织(例如铁素体晶粒尺寸㊁马氏体相变分数与分布等)出现差异.对于加热过程的晶粒长大来说ꎬ相变过程中组织难以实时观测ꎬ加之再结晶与奥氏体相变的相互作用[5-6]ꎬ使双相钢加热过程中对于相变及组织演变规律的研究具有挑战性.除了上述影响因素外ꎬ研究奥氏体的形成存在诸多挑战:加热时形成的奥氏体在冷却时又转化为不同的产物相ꎬ因此很难直接观察加热时形成的奥氏体ꎻ升温使奥氏体形成动力学的研究变得困难ꎬ初始组织的相分布和形态会影响奥氏体的形成过程ꎬ因此必须从不同的初始组织开始研究ꎬ这增加了所需的实验数量[7].这也是多年以来奥氏体逆相相对较少的原因.鉴于实验研究高温奥氏体化带来的不便ꎬ运用相关相变模型模拟相变过程成为可行之路.近些年来ꎬ人们已经提出了不同的生长模型来描述铁素体-奥氏体相变ꎬ其中运用较多的为:扩散控制模型[8]㊁界面控制模型[9]及混合模型[10].混合生长模型同时考虑了溶质扩散和界面迁移率的影响ꎬ与实验结果吻合较好[11].研究表明扩散控制模型与界面控制模型均为混合模型的一种极端情况[12-13]ꎬ因而在最近的研究中ꎬ混合生长模型被广泛使用[14].但是传统的混合模型主要考虑的是Fe-C二元体系ꎬ将其他合金元素的影响整合到了比例因子中ꎬ较难对其进行深入讨论.Mecozzi等[7]提出了基于Fe-C-Mn三元体系的等温铁素体向奥氏体转变的半解析混合模型ꎬ并对铁素体到奥氏体转变的扩散控制㊁界面控制和混合模型进行了比较研究.然而ꎬ他们没有对模型模拟结果进行实验验证.陈浩等提出了一个基于混合模型和溶质拖曳效应的吉布斯能量平衡(GibbsenergybalanceꎬGEB)模型[15]ꎬ该模型考虑了碳和其他替代元素的扩散ꎬ可以解释奥氏体ң贝氏体㊁奥氏体ң铁素体出现的停滞现象ꎬ但尚未应用于反向转变.安栋等基于混合模型的概念ꎬ建立了铁素体向奥氏体转变的吉布斯能量平衡模型[16]ꎬ并应用于Fe-C-Mn和Fe-C-Mn-Si合金在760ħ下的铁素体向奥氏体转变.模型预测的相变动力学与膨胀测量的结果比较接近ꎬ但未给出合金元素扩散对于相变过程影响的相关解释.本文基于半解析混合模型与吉布斯能量平衡模型ꎬ建立了一种简单的吉布斯能量平衡模型ꎬ模拟了Fe-0 1C-2Mn在加热过程中的相变动力学.将不同影响因素对奥氏体化相变过程的影响进行了讨论ꎬ并将模拟结果与实验进行了比较.1㊀GEB模型的建立吉布斯能量平衡模型的基本原理为[15]:相变过程的化学驱动力ΔGchem等于置换原子在相界面内再分配而引起的吉布斯自由能耗散ΔGdiff和界面移动带来的摩擦引起的吉布斯自由能耗散ΔGfricꎬ即ΔGchem=ΔGdiff+ΔGfric.(1)1 1㊀化学驱动力ΔGchem的计算铁素体向奥氏体加热过程相变的化学驱动力ΔGchem采用混合模型[7]进行计算.相关假设条件为:忽略奥氏体的形核过程ꎬ认为在计算区域(研究相变区域的一半长度为L)的最左边位置存在一个初始半径为sγꎬ0的奥氏体ꎬ该奥氏体由相变开始时具有共析碳成分为xPc的珠光体转变而来ꎬ其余部分为铁素体基体(L-sγꎬ0).随相变的进行ꎬ奥氏体长大ꎻ在t时刻时ꎬ界面迁移至z=sγ处(z为到奥氏体中心的距离)ꎬ此时奥氏体内部的碳分布如图1所示.由于碳在铁素体内部扩散速率远大于奥氏体ꎬ认为在相变过程中碳的摩尔分数始终等于平衡值xαꎬeqc.图1㊀碳的摩尔分数分布示意图Fig 1㊀Schematicofthemolarfractiondistributionofthecarbon㊀㊀根据半解析模型的假设ꎬ在奥氏体中存在与扩散距离z呈指数关系碳的摩尔分数为xc(tꎬz)=xγꎬhc+(xγꎬα/γc-xγꎬhc)cosh(z/z0)-1cosh(sγ/z0)-1.(2)式中:xγꎬhc为奥氏体中心碳的摩尔分数ꎻxγꎬα/γc为界面处奥氏体侧碳的摩尔分数ꎻxc(tꎬs)=xγꎬα/γcꎻz0为奥氏体相中碳分布曲线的宽度ꎬz0≫sγ.铁素体向奥氏体相变的化学驱动力ΔGchem可由式(3)计算[7]:ΔGchem=χ(xγꎬα/γc-xγꎬeqc).(3)新相奥氏体的生长速率v可由式(4)计算:v=MΔGchem.(4)式中:M为界面迁移率ꎬM的数值可由M=M0exp-QRTæèçöø÷计算ꎬM0为界面迁移率因子ꎻQ为激活能ꎻR为气体常数ꎻT为温度ꎬK.相变过程中界面处碳扩散通量守恒ꎬ即v(xγꎬα/γc-xαꎬeqc)=-Dγcdxcdzz=sγ.(5)为简化计算ꎬ假设z0≫sγ>sγꎬ0ꎬ结合式(1)~式(5)可推导出奥氏体相界面碳的摩尔分数xγꎬα/γc的解析表达式:939第7期㊀㊀㊀蓝慧芳等:一种铁素体-奥氏体相变动力学模型㊀㊀㊀㊀xγꎬα/γc=12Asγ[(AsγΔxc-3)+(AsγΔxc-3)2+12sγꎬ0A(xpc-xαꎬeqc)+xαꎬeqc.(6)式中:A=Mχ/DγcꎻΔxc=xγꎬeqc-xαꎬeqc.化学驱动力为ΔGchem=χ12Asγ[(AsγΔxc-3)+(AsγΔxc-3)2+12sγꎬ0A(xpc-xαꎬeqc)]+xαꎬeqc-xγꎬeqc{}.(7)1 2㊀自由能耗散ΔGdiff和ΔGfric的计算采用溶质拖曳模型[17]计算溶质原子在界面内再分配引起的吉布斯自由能耗散ΔGdiff.相变过程中ꎬ合金元素在界面处偏聚形成一个楔形的化学势阱ꎬ如图2所示ꎬ并且其深度与原子偏聚程度有关.其中μα和μγ分别为溶质原子在铁素体和图2㊀α/γ界面处Mn化学势阱示意图Fig 2㊀SchematicdiagramofthechemicpotentialwelloftheMnelementattheα/γinterface奥氏体相中的化学势ꎬΔE为Mn在铁素体和奥氏体中化学势之差的一半ꎬE0为结合能ꎬh为界面厚度的一半.根据上述假设ꎬ溶质原子耗散能ΔGdiff可由式(8)计算:ΔGdiff=-ʏ+h-h[C(y)-C0]dE(y)dydy.(8)式中:y为距界面的距离ꎻC0为合金中溶质Mn的标称分数ꎻC(y)为界面处溶质Mn随距离y变化的分数ꎻE(y)为图中随距离y变化的合金元素Mn的化学势.界面处置换元素的分布应满足菲克第二定律公式:∂∂yDint∂C(y)∂y+DintC(y)RT∂E(y)∂y+vC(y)[]=0.(9)式中ꎬDint为溶质原子在界面处的扩散系数.综合式(8)㊁式(9)可得到ΔGdiff的解析表达式:ΔGdiff=-RTC0-a2V1+a-b2V1+b+a2[1-exp(-V(1+a))](1+a)2+b2[1-exp(-V(1+b))](1+b)2-{ab[1-exp(-V(1+a))][1-exp(-V(1+b))](1+a)(1+b)}.(10)式中:Vꎬaꎬb为无量纲量ꎻV=vhDintꎻa=1V(ΔE-E0)RTꎻb=1V(ΔE+E0)RT.界面迁移造成的自由能耗散ΔGfric计算式为ΔGfric=vM.(11)式中:v为生长速率.1 3㊀模拟条件模拟选取质量分数为0 1%C-2%Mn的低碳钢.模拟工艺为:780ħ下铁素体向奥氏体的等温转变.碳在奥氏体中的扩散系数为1 5ˑ10-5ˑexp(-142100/RT)/(m2 s-1)[18].界面厚度2h为0 5nm[19].锰的结合能E0为9 9(kJ mol-1)[20].锰在界面的扩散系数DMn取Mn在奥氏体㊁铁素体内以及铁素体晶界处的锰元素扩散系数的几何平均值[20]ꎬ可由DICTRA[21]计算得到.碳平衡的摩尔分数xpcꎬxαꎬeqcꎬxγꎬeqcꎬMn的化学势差的一半ΔE㊁热力学比例因子χ均可由Thermo ̄calc计算[22].激活能Q为140(kJ mol-1)[23]ꎬ气体常数R=8 314J/(mol K).M0为0 5~0 005mol mJ-1s-1ꎬ在文献报道的取值范围内[24].计算区域长度L的大小由不同的奥氏体初始尺寸决定[7]ꎬ计算可知:L=xpc-xαꎬeqcx0c-xαꎬeqcsγꎬ0.(12)式中ꎬx0c为合金基体碳的摩尔分数.2㊀实验材料及方法实验材料选取质量分数为0 1%C-2%Mn㊁初始组织为铁素体+渗碳体的冷轧钢板.实验工艺如图3所示.分别以5ħ/s和80ħ/s的速度升至780ħꎬ等温300sꎬ随后加热至900ħꎬ保温30sꎬ以确定等温阶段奥氏体体积分数ꎬ随后以049东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第44卷㊀㊀80ħ/s的速度冷却至室温ꎬ如图3a所示ꎻ以5ħ/s的速度升至660ħꎬ保温100sꎬ使其发生再结晶ꎬ随后以5ħ/s的速度升至780ħꎬ等温300sꎬ再升温至900ħꎬ保温30sꎬ最后以80ħ/s的速度冷却至室温ꎬ如图3b所示.图3㊀奥氏体化工艺示意图Fig 3㊀Schematicdiagramofaustenitizationprocess(a) 加热等温ꎻ(b) 再结晶处理.3㊀结果与讨论3 1㊀模拟结果与实验结果对比80ħ/s加热等温工艺下模拟得到能量变化情况及模拟与实验得到不同时间下的新相奥氏体如图4所示.采用吉布斯自由能平衡模型及混合模型获得的80ħ/s加热至780ħ等温250s的模拟结果及实验结果如图4a所示.可知ꎬGEB模型的计算结果与实验结果吻合较好ꎬ而混合模型所计算的最终奥氏体体积分数偏高ꎬ可见GEB模型预测结果更加准确.对GEB模型的模拟结果进行分析发现ꎬ在0~25s阶段ꎬ相变进行迅速ꎬ奥氏体体积分数达到50%左右ꎻ25~100s阶段ꎬ相变速率较慢ꎬ奥氏体体积分数逐渐增大至60%ꎻ超过100s后ꎬ相变基本停止ꎬ奥氏体体积分数基本不再发生改变.而混合模型不论是相变速率还是奥氏体体积分数都要高于GEB模型.由于GEB模型是在混合模型的基础上加入溶质拖曳效应ꎬ导致合金元素在界面处扩散而引起的耗散能ΔGdiff成为相变过程的阻力ꎬ因此ΔGdiff不仅降低了相变速率ꎬ还导致最终奥氏体体积分数的降低.在GEB模型预测的等温转变过程中ꎬ化学驱动力ΔGchem(实线)㊁合金元素扩散引起的吉布斯自由能耗散ΔGdiff(点划线)㊁界面造成的自由能耗散ΔGfric(点线)与自由能耗散之和ΔGdiff+ΔGfric(虚线)随界面速率的变化ꎬ两曲线的交点即为发生相变时的驱动力及界面移动的临界速率ꎬ如图4b所示.可知ꎬ当奥氏体尺寸增大后ꎬΔGchem曲线向低能量㊁低界面迁移速率方向改变ꎬ即随相变的进行ꎬ奥氏体不断长大ꎬ相变的驱动力降低.对于ΔGdiff曲线ꎬ在低界面迁移速率(v<10-8m/s)下ꎬΔGdiff基本无变化(~10J mol-1)ꎻ随界面速率增大ꎬΔGdiff逐渐增大至3ˑ10-6m/s处的峰值ꎬ此后随界面速率增大ΔGdiff逐渐降低.对于ΔGfric曲线ꎬ在低界面迁移速率阶段约为0ꎬ随图4㊀奥氏体体积分数随时间变化及能量耗散随速度的变化Fig 4㊀Austenitevolumefractionwithtimeandenergydissipationwithvelocity(a) GEB模型㊁混合模型与实验结果ꎻ(b) 不同吉布斯自由能与界面速率的关系.149第7期㊀㊀㊀蓝慧芳等:一种铁素体-奥氏体相变动力学模型㊀㊀界面速率的增加ꎬΔGfric不断增加ꎬ呈上升趋势.对于总耗散能ΔGdiff+ΔGfric曲线ꎬ在低界面速率阶段ꎬ耗散能主要由ΔGdiff控制ꎻ在中界面迁移速率(10-6m/s<v<10-8m/s)阶段ꎬ总耗散能由两者共同控制ꎻ在高界面速率阶段(v>10-6m/s)ꎬ总耗散能主要由ΔGfric控制.分析ΔGchem曲线与ΔGdiff+ΔGfric曲线的交点可以发现ꎬ随奥氏体尺寸增加ꎬ交点处的界面迁移速率降低ꎬ这可以解释图4a中随相变的进行ꎬ相变速率越来越慢.3 2㊀有效晶粒尺寸的影响有效晶粒尺寸对相变的影响如图5所示.GEB模型计算的有效晶粒尺寸L不同时奥氏体体积分数随时间的变化如图5a所示ꎬ并与实验数据进行了对比.可知ꎬ随有效晶粒尺寸L的减小ꎬ相变速率加快ꎬ但其最终的稳定奥氏体体积分数基本不变.以80ħ/s的速度加热时ꎬ在加热阶段基本不发生或很少发生再结晶ꎬ有效晶粒尺寸最小ꎬ相变速率最快ꎻ经过660ħ等温100s后ꎬ再结晶比较充分ꎬ晶粒尺寸最大ꎬ等温阶段的相变速率最慢ꎻ5ħ/s的速率加热时ꎬ部分发生了再结晶ꎬ晶粒尺寸介于两者之间ꎬ因而相变速率介于两者之间.不同有效晶粒尺寸L对应的化学驱动力ΔGchem㊁耗散能之和ΔGdiff+ΔGfric随界面迁移速率的变化如图5b所示.分析不同L化学驱动力曲线与耗散能之和曲线的交点ꎬ可知ꎬL较小的奥氏体具有更高的化学驱动力及更快的界面迁移速率ꎬ这是因为随晶粒尺寸的减小ꎬ元素扩散距离减小ꎻ晶粒尺寸的减小会使单位面积内的晶粒数量增多ꎬ晶界面积更大ꎬ增加了形核的位置及数量ꎬ使得相变速率加快ꎬ这解释了有效晶粒尺寸较小的奥氏体相变速率相对更快的现象.图5㊀有效晶粒尺寸对相变的影响Fig 5㊀Effectoftheeffectivegrainsizeonphasetransformation(a) 奥氏体体积分数与等温时间的关系ꎻ(b) 吉布斯自由能与界面速度的关系.3 3㊀界面处合金元素的分布GEB模型同样可以预测相变过程中界面处合金元素(本文为锰)的分布ꎬ图6为GEB模型预测的780ħ等温相变过程中界面处Mn的质量分数随界面位置的变化.由图可知ꎬ在高界面迁移速率(v=10-5m/s)下ꎬ相变速率较快ꎬ相变主要由碳元素扩散控制ꎬ锰元素基本不发生扩散ꎬ界面处Mn的质量分数基本保持不变ꎻ在中界面迁移速率(v=4ˑ10-7m/s)下ꎬMn开始发生扩散ꎬ对相变有所影响ꎬ界面处出现了Mn的富集ꎬ从而导致Mn尖峰的形成ꎻ随相变继续进行ꎬ界面迁移速率进一步降低(v=10-9m/s)ꎬ此时相变已处于末期ꎬ主要由Mn扩散控制ꎬMn的尖峰也随之继续增高.这种相变过程中界面处出现的Mn元素富集导致产生较大的耗散能ꎬ从而抑制相变的进行.观察奥氏体侧Mn的质量分数可以发现ꎬ在高界面迁移速率情况下ꎬ奥氏体侧与基体Mn的质量分数接近ꎻ随相变速率进一步降低ꎬ相变接近停止时ꎬ奥氏体侧高于基体Mn的质量分数ꎬ即相变过程中出现了Mn的分配.图6㊀Mn元素在界面处分布情况Fig 6㊀DistributionoftheMnelementattheinterface249东北大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀第44卷4㊀结㊀㊀论1)通过将混合模型与GEB模型相结合ꎬ建立了一个简单的GEB模型ꎬ并与实验进行了对比ꎬ模拟结果与实验结果吻合较好.2)合金元素扩散引起的自由能耗散不仅降低了相变速率ꎬ还导致最终奥氏体体积分数减少.3)不同的有效晶粒尺寸只影响了相变速率ꎬ对于最终的相变结果几乎没有影响.4)在相变过程中ꎬ锰在界面处出现了分布尖峰ꎬ离界面距离越远Mn的质量分数越低ꎬ最终趋近于一个稳定值.参考文献:[1]㊀GounéMꎬDanoixFꎬÅgrenJꎬetal.Overviewofthecurrentissuesinaustenitetoferritetransformationandtheroleofmigratinginterfacesthereinforlowalloyedsteels[J].MaterialsScienceandEngineeringsꎬ2015ꎬ92:1-38. [2]㊀vanBohemenSMCꎬSietsmaJ.Thekineticsofbainiteandmartensiteformationinsteelsduringcooling[J].MaterialsScienceandEngineering:Aꎬ2010ꎬ527(24/25):6672-6676.[3]㊀EtesamiSAꎬEnayatiMH.Microstructuralevolutionandrecrystallizationkineticsofacold ̄rolledꎬferrite ̄martensitestructureduringintercriticalannealing[J].MetallurgicalandMaterialsTransactionsAꎬ2016ꎬ47:3271-3276. [4]㊀KulakovMꎬPooleWJꎬMilitzerM.TheeffectoftheinitialmicrostructureonrecrystallizationandausteniteformationinaDP600steel[J].MetallurgicalandMaterialsTransactionsAꎬ2013ꎬ44:3564-3576.[5]㊀ZhengCWꎬRaabeD.Interactionbetweenrecrystallizationandphasetransformationduringintercriticalannealinginacold ̄rolleddual ̄phasesteel:acellularautomatonmodel[J].ActaMaterialiaꎬ2013ꎬ61(19):5504-5517. [6]㊀ChbihiAꎬBarbierDꎬGermainLꎬetal.Interactionsbetweenferriterecrystallizationandausteniteformationinhigh ̄strengthsteels[J].JournalofMaterialsScienceꎬ2014ꎬ49:3608-3621.[7]㊀MecozziMGꎬBosCꎬSietsmaJ.Amixed ̄modemodelfortheferrite ̄to ̄austenitetransformationinaferrite/pearlitemicrostructure[J].ActaMaterialiaꎬ2015ꎬ88:302-313. [8]㊀ZenerC.Theoryofgrowthofsphericalprecipitatesfromsolidsolution[J].JournalofAppliedPhysicsꎬ1949ꎬ20(10):950-953.[9]㊀HillertM.Diffusionandinterfacecontrolofreactionsinalloys[J].MetallurgicalTransactionsAꎬ1975ꎬ6:5-19. [10]SietsmaJꎬvanderZwaagS.Aconcisemodelformixed ̄modephasetransformationsinthesolidstate[J].ActaMaterialiaꎬ2004ꎬ52(14):4143-4152.[11]KrielaartGPꎬSietsmaJꎬvanderZwaagS.FerriteformationinFe ̄Calloysduringaustenitedecompositionundernon ̄equilibriuminterfaceconditions[J].MaterialsScienceandEngineering:Aꎬ1997ꎬ237(2):216-223.[12]ChenHꎬvanderZwaagS.Modelingofsoftimpingementeffectduringsolid ̄statepartitioningphasetransformationsinbinaryalloys[J].JournalofMaterialsScienceꎬ2011ꎬ46(5):1328-1336.[13]陈浩ꎬ张璁雨ꎬ朱加宁ꎬ等.奥氏体/铁素体界面迁移与元素配分的研究进展[J].金属学报ꎬ2018ꎬ54(2):217-227.(ChenHaoꎬZhangCong ̄yuꎬZhuJia ̄ningꎬetal.Austenite/ferriteinterfacemigrationandalloyingelementspartitioning:anoverview[J].ActaMetallurgicaSinicaꎬ2018ꎬ54(2):217-227.)[14]HuizengaRMꎬBosCꎬSietsmaJ.Interfaceconditionsduringmixed ̄modephasetransformationsinmetals[J].JournalofMaterialsScienceꎬ2008ꎬ43(11):3744-3749.[15]ChenHꎬvanderZwaagS.Ageneralmixed ̄modemodelfortheaustenite ̄to ̄ferritetransformationkineticsinFe ̄C ̄Malloys[J].ActaMaterialiaꎬ2014ꎬ72:1-12.[16]AnDꎬPanSꎬRenQꎬetal.AGibbsenergybalancemodelfortheisothermalferrite ̄to ̄austenitetransformation[J].ScriptaMaterialiaꎬ2020ꎬ178:207-210.[17]PurdyGRꎬBrechetY.Asolutedragtreatmentoftheeffectsofalloyingelementsontherateoftheproeutectoidferritetransformationinsteels[J].ActaMetallurgicaetMaterialiaꎬ1995ꎬ43(10):3763-3774.[18]MilitzerMꎬMeczziMꎬSietsmaJꎬetal.Three ̄dimensionalphasefieldmodellingoftheaustenite ̄to ̄ferritetransformation[J].ActaMaterialiaꎬ2006ꎬ54(15):3961-3972. [19]ChenHꎬBorgenstamAꎬOdqvistJꎬetal.Applicationofinterruptedcoolingexperimentstostudythemechanismofbainiticferriteformationinsteels[J].ActaMaterialiaꎬ2013ꎬ61(12):4512-4523.[20]ChenHꎬZhuKꎬZhaoLꎬetal.AnalysisoftransformationstasisduringtheisothermalbainiticferriteformationinFe ̄C ̄MnandFe ̄C ̄Mn ̄Sialloys[J].ActaMaterialiaꎬ2013ꎬ61(14):5458-5468.[21]BorgenstamAꎬHöglundLꎬÅgrenJꎬetal.DICTRAꎬatoolforsimulationofdiffusionaltransformationsinalloys[J].JournalofPhaseEquilibriaꎬ2000ꎬ21(3):269-280. [22]AnderssonJꎬHelanderTꎬHöglundLꎬetal.Thermo ̄Calc&DICTRAꎬcomputationaltoolsformaterialsscience[J].Calphadꎬ2002ꎬ26(2):273-312.[23]FazeliFꎬMilitzerM.Applicationofsolutedragtheorytomodelferriteformationinmultiphasesteels[J].MetallurgicalandMaterialsTransactionsAꎬ2005ꎬ36(6):1395-1405. [24]AnDꎬBaikSꎬPanSꎬetal.Evolutionofmicrostructureandcarbondistributionduringheattreatmentsofadual ̄phasesteel:modelingandatom ̄probetomographyexperiments[J].MetallurgicalandMaterialsTransactionsAꎬ2019ꎬ50(1):436-450.349第7期㊀㊀㊀蓝慧芳等:一种铁素体-奥氏体相变动力学模型㊀㊀。
稀土长余辉发光材料M(Ca,Ba)OAl2O4:Eu 2+,Dy 3+的制备及性能研究
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对影响发光性能的因素进行 了分析。此方法对深入研究发光材料的发光及合成机提供了依据。 . 1 , N ,E :, 9 9 ,D 2, 9 9 ) a O( R) C , R) ( ) u ( . %) y ( . % ,为原料 ,按照化学配比在行 A ,B A ,A 0 4 09 9 099 星球磨机中球磨 ,获得的生料 , 生料覆盖 }B , .. b O( R) A 在高温电阻炉中 17  ̄碳粉还原气氛下烧结 10 i, 15C 5mn
盖法 ,其烧结温度降低明显。由图 1 可见 ,未烧结样品中,既有晶态物质 ,又有非 晶态成分。当温度达到
收稿 日期 :2 -9 1  ̄7- —0 0
基金项目:黑龙江省研究生创新基金项 t 编号 :gsx07 O 8h ) - I( j 20 - 24 l c j
作 者简介 :王金 满 ( 92 ,男 ,硕 士研 究生 ,研 究方 向为锅 酸盐 基稀 土发 光材 料 ,E al igl 18@16cr 18 一) m i n9 J9 2 2. n :k o。
器有限公司的激光粒度分析仪 L 80 进行粒度测定 。 S 03
2 结果与讨论
21 X . RD组成相 分 析
大连理工大学 2014年考研 高分子材料(专业简介) 考试内容 考试范围 考试重点 参考书目
【育明教育】中国考研考博专业课辅导第一品牌育明教育官方网站: 1高分子材料(专业简介)本学科点始建于1953年,从研究阴离子聚合及合成橡胶开始,1960年就已开始招收硕士研究生,1993年获准有权授予高分子材料工学博士本学科点、现拥有阴离子聚合及合成橡胶研究室、特种工程塑料研究室、功能高分子材料研究室、高聚物结构与性能分析检测研究室。
本学科师资力量雄厚:有教授11人、副教授9人、其中包括:国家杰出青年科学基金获得者、长江学者奖励计划讲座教授、教育部高分子材料与工程教指委委员。
科研实力强:近五年来共承担863项目5项、参加973子课题1项,参加国防基础科研项目1项,国家自然科学基金杰出青年项目2项、重点基金项目2项、企事业横向合作研究100多项。
本学科主要研究方向及其内容:1).新型高性能合成橡胶/弹性体的研究2).新型高性能合成树脂/工程塑料的研究3).新型功能高分子材料的研究4).新型聚合物基复合材料的研究5).高分子材料结构与性能的研究6).高分子材料加工及改性研究高分子材料(研究方向)研究方向代码研究方向名称01高性能合成树脂新材料研究02活性阴离子聚合理论与实践03功能高分子材料的合成研究04聚合物结构与性能研究05聚合物基复合材料的研究高分子材料(初试信息)专业/领域信息考试科目考试单元参考范围备注★高分子材料(0805Z1)101思想政治理论1国家统一命题。
★高分子材料(0805Z1)201英语一2国家统一命题。
★高分子材料(0805Z1)203日语2国家统一命题。
★高分子材料(0805Z1)302数学二3国家统一命题。
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Eu掺杂的Y3Al5O12(YAG)纳米粉的低温合成及荧光性质
Eu掺杂的Y3Al5O12(YAG)纳米粉的低温合成及荧光性质[摘要] 本文以复分解/熔融盐和共沉淀/熔融盐两种方法在350℃条件下制备了Y3Al5O12(YAG)纳米粉和YAG:Eu3+。
使用XRD、TEM、Raman、IR、荧光等方法进行表征,显示出两种方法制得的微晶大小分别为23-31nm和51nm;Raman和IR显示500℃制备的结晶度好;荧光发射光谱显示强高敏感度的5D0→7F2跃迁和磁偶极5D0→7F1跃迁较强。
制得的YAG:Eu3+的发射性能与大块YAG有显著不同。
复分解/熔融盐法属于室温下机械力诱发的固体间化学反应,适用于制备稀土掺杂的YAG,具有工艺简单,成本低廉的特点,适用于大规模工业化生产。
[关键词] 低温固相反应;机械化学反应;助熔剂;稀土发光材料;1.序言1.1低温固相反应法低温固相反应法是近年来发展起来的一种合成材料的新手段。
与高温固相反应法(反应温度要在600℃以上)相比,低温固相法更适合合成低温条件下稳定的介稳态化合物以及动力学控制的化合物,高温固相反应法只能合成热力学稳定的化合物。
1.2机械力诱导的低温固相反应原理低温固相反应法的基本原理为:形成冷溶熔层—原子扩散—合成反应—形核—长大。
具体是以下三步:(1)反应物颗粒在机械研磨作用下混合均匀,由于颗粒自身带有结晶水,因此在反应初期阶段可以在外表面上形成一层薄薄的冷溶熔层;(2)反应物原子通过在表面冷溶熔层扩散发生化学反应,生成目标产物。
一般来说,表面冷溶熔层可以看做一个微反应区,原子在微反应区内扩散并发生化学反应,生成目标产物;(3)反应过程中继续研磨,这样颗粒表面的冷溶熔层就会在外力的作用下不断脱落,颗粒表面又可以形成新的冷溶熔层;相应的,已合成的产物形核与长大过程也随之进行,并最终合成出所需物相。
在最初反应时期,颗粒之间存在着固相界面,该界面对反应物的原子扩散有阻碍作用,外部条件(如机械研磨、提高反应温度)改变时固相接触面形成冷溶熔层;在冷溶熔层中,扩散阻力减小,参加反应的原子增多,反应速度加快;与此同时,一定量的原反应物中的结晶水以极高的速度被释放,有利于更多的微量溶剂进入反应区,形成新的冷溶熔层。
低温合成与烧结MgAl2O4尖晶石的研究现状
低温合成与烧结MgAl2O4尖晶石的研究现状刘建华;张程【摘要】MgAl2O4尖晶石(MAS)是一种具有面心立方结构的合成材料.这种稳定的结构使得它具有某些特殊的性能,如高熔点,抗热震性好,耐化学腐蚀等,使得其广泛应用于耐火材料领域.针对MAS的合成温度高、且在合成过程中材料体积膨胀(~8%)而难以烧结等问题,本文重点围绕原料的性能、MAS的低温合成、MAS的低温烧结等方面研究现状进行了综述,并认为降低MAS的合成和烧结温度仍是当前MAS材料研究的重点,也是降低MAS材料生产成本和加快其推广应用的关键.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2018(045)002【总页数】7页(P104-110)【关键词】MgAl2O4尖晶石;原料性能;低温合成;烧结助剂【作者】刘建华;张程【作者单位】昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】F416.320 引言MgAl2O4尖晶石(MAS)的结构可以看成是岩盐结构和闪锌矿结构的结合,氧离子作面心立方密堆。
MAS具有相对较高的硬度和高密度(3.58 g·cm-3)的典型特征[1,2],良好的热震稳定性能、耐化学侵蚀性能和耐磨性能,能够在氧化或还原气氛中保持较好的稳定性[3,4]。
正因为如此,MAS被广泛用于冶金、电化学和化学等领域[5,6]。
MAS在自然界中是一种接触变质产物,也有少数来自火成岩和沉积岩,但天然产出很少。
目前工业上用的镁铝尖晶石主要是由镁和铝的氧化物、氢氧化物或碳酸盐人工合成的[7]。
且作为一种人工合成材料,可以通过改变原料的组成来获得所需要的性能。
例如,Ganesh等[8]指出铝镁尖晶石中含MgO和Al2O3量的不同,使其使用方式和领域也不相同,MgO-尖晶石以砖块的形式用作水泥回转窑的内衬,Al2O3-尖晶石以浇注料的形式用于钢包内衬。
Zn2SiO4:Mn2+发光材料的低温合成及其发光性能
关
键
词 : 掺 杂 硅 酸 锌 ; 致 发 光 ;水热 合成 锰 光
P S 7 .5 H AC : 8 5 . x P C: 85 AC 7 5 H 文 献 标 识 码 :A
中 图分 类号 :0 8 . 1 4 2 3
D OI: 0. 78 f x 2 3 6. 55 1 3 8/ g b 01 20 0 0 1
l 引
言
具有 较高 的发 光 效 率 和 良好 的化 学 稳 定性 , 硅 是
酸盐 发光 材料 中应 用 最 为 广泛 的绿 色 荧 光材 料 。
纳米荧 光材 料 因其特殊 的性 能在 发光 材料 领
传统 的制 备方 法是 将 SO 、n Mn O i Z O、 C 等原 料 在 9 0~110 o 间通 过高 温 固相反应 获 得 ¨ , 5 5 C之 这 种方 法温 度 高 、 大 , 能耗 并且 很难 控制 掺杂 离子 的
等各 领域 得 到 了 广 泛 的 应 用 。其 中 G N基 发 光 a 材 料 的发 展 使得 L D照 明 由蓝 光激 发 型 向近 紫 E 外 激发型 转化 J色 彩 更 加稳 定 、 色 指 数更 高 、 , 显
发 光强度 更高 。
否 则发 光非 常微 弱 。本研究 在前 期工 作 的基础 上 通 过添 加 乙二胺 , 用 水 热 合 成技 术 制 备 短 棒 状 采 Z i Mn 荧光 材 料 , 需 后 处 理 即可 具 有 很 nSO : 无
Z z i 4 Mn + 光 材 料 的低 温 合 成 及 其 发 光 性 能 n O : 2 发 S
徐 光青 , 家 琴 , 治祥 , 玉 程 刘 郑 吴
( 肥工业大学 材料科学与工程学院 , 徽 合肥 合 安 200 ) 3 0 9
利用MCM-48低温制备Y2SiO5:Ce3+荧光粉
利用MCM-48低温制备Y2SiO5:Ce3+荧光粉李湘祁;陈凤英;汤德平【摘要】The Ce3+ ions-doped Y2SiO5 (Y2SiO5:Ce3+) phosphors were synthesized by a hydrothermal-solid reaction combined method with mesoporous MCM-48 as silica source. The Y2SiO5:Ce3+ powders were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope and photoluminescence spectroscopy. The results show that the phosphors calcined at 1 200 ℃ have low-temperature X1Y2SiO5 and high-temperature X2-Y2SiO5 phase forming, while the phosphors calcined at 1 300 ℃ presen t single-phase X2-Y2SiO5. With the increase of the calcination temperature, the peak intensities in excitation and emission spectra are enhanced and the red shift of emission peak is obviously observed. Four Gaussian peaks fit to the emission spectra are attributed to the 5d→4f (2F5/2 and 2F7/2) transitions of Ce3+ in two different sites (B1 and B2 ) in Y2SiO5 matrix.%以介孔二氧化硅MCM-48为硅源,采用水热处理与固相反应相结合的方法合成Ce3+掺杂的Y2SiO5(Y2SiO5:Ce3+)荧光粉.使用X线衍射、扫描电镜和荧光光谱等测试手段对样品结构、形貌和发光性能进行研究.研究结果表明:煅烧温度为1 200℃时,样品为X1和X2构型的Y2SiO5混合相,1 300℃时样品为X2构型的Y2SiO5单相.煅烧温度升高使激发和发射光谱中峰强度显著增加,发射谱明显红移.将发射宽带高斯拟合成4个峰,分别归属于Y2SiO5基质中2个不同格位(B1和B2)Ce3+的5d→4f(2F5/2和2F7/2)跃迁双峰.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)010【总页数】6页(P3841-3846)【关键词】Y1.9Ce0.1SiO5;MCM-48;荧光性能【作者】李湘祁;陈凤英;汤德平【作者单位】福州大学材料科学与工程学院,福建福州,350108;福州大学材料科学与工程学院,福建福州,350108;福州大学材料科学与工程学院,福建福州,350108【正文语种】中文【中图分类】TB34硅酸钇(Y2SiO5)是一种稳定性好、发光效率高的激光和发光材料基质,在其中掺入过渡金属离子或稀土离子,可在显示、光存储、激光调Q开关等方面得到广泛应用,如Y2SiO5:Ce3+荧光粉在阴极射线和253.7 nm紫外线激发下发出蓝紫色荧光,可替代ZnS:Ag用作场发射显示荧光粉[1−4]。
六氟丁二烯的合成研究进展
六氟丁二烯的合成研究进展
姜世楠;吕随强;罗文键;商洪涛;谢晓东;邵野;史紫微
【期刊名称】《低温与特气》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】在大规模集成电路制程中,六氟丁二烯作为蚀刻剂使用。
与传统蚀刻剂相比,六氟丁二烯蚀刻速率更快、选择性和深宽比更高、环境更友好。
对六氟丁二烯的合成方法进行归纳和总结,为高纯六氟丁二烯的研发和生产提供参考。
【总页数】5页(P1-4)
【作者】姜世楠;吕随强;罗文键;商洪涛;谢晓东;邵野;史紫微
【作者单位】中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O621.3
【相关文献】
1.六氟丁二烯的合成方法研究综述
2.俄罗斯六氟丁二烯的合成工艺进展
3.六氟丁二烯及更高的全氟二烯烃的合成方法
4.六氟丁二烯的合成工艺分析
5.六氟丁二烯的合成方法研究进展
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参考--文献综述
河北科技师范学院本科毕业论文文献综述钼酸盐发光材料的研发与制备院(系、部)名称:理化学院专业名称:应用化学学生姓名:王磊学生学号:1011080318指导教师2011年01 月05 日河北科技师范学院教务处制摘要摘要本文主要综述了白光LED用钼酸盐体系红色荧光粉的研究进展;介绍了钼酸盐体系红色荧光粉的特点;同时介绍了荧光粉的制备方法,并对其发展前景做了展望。
关键词:钼酸盐;白光LED;红色荧光粉1 绪论近年来,白光LED由于具有寿命长、能耗低、无污染、体积小等优点而备受人们关注。
目前白光LED的实现方法主要是采用InGaN芯片(370~410 nm)与三基色荧光粉(红、绿、蓝)组合发出白光[1]。
这种体系发出的白光只是由荧光粉发出的光组合而成,没有LED芯片发出的光参与,所以可以减少白光点随时间的漂移。
但红色荧光粉体系单一,现商品化的红色荧光粉主要是Y2O2S:Eu3+,与蓝、绿荧光粉相比,Y2O2S:Eu3+存在下列突出缺点[2]:价格昂贵;不能有效吸收400 nm左右激发光;发光亮度不及后2种荧光粉的1/8;在紫外光照射下放出硫化物气体,以致化学性质不稳定、使用寿命缩短。
因此人们一直力图开发新组分的红色荧光粉,其基本要求如下:成本低廉;能有效吸收400nm左右激发光;发射光强度大于Y2O2S:Eu3+;比Y2O2S:Eu3+具有更高的显色指数;化学性质稳定;形貌规则,粒度分布均匀[3]。
同时也在不断对现有红色荧光粉进行合成方法等各方面的改进。
为了进一步提高白光LED的效率,更加高效稳定的荧光粉仍然是研究的热点[4-10]2 钼酸盐体系红色荧光粉的特点在照明光源技术的推动下,红色荧光粉的研究不断取得新进展,研究领域从硫氧化物、硫化物扩展到氧化物、碱土金属多铝酸盐、硅酸盐、钛酸盐、锗酸盐、砷酸盐、钼酸盐等诸多体系。
其中钼酸盐体系红色荧光粉与其它体系相比显示了突出特点:(1)能够有效吸收400 nm附近的激发光;(2)与常用的Y2O2S:Eu3+红色荧光粉相比,相对亮度较高,约为前者的1.5倍[11];(3)在空气中烧结即可,烧结温度(700~900 ℃)显著低于硅酸盐、铝酸盐体系(1200 ℃以上)[12,13];(4)性质稳定,绿色无毒,在紫外线辐射下不会产生硫化物等有毒气体[14,15];(5)其最强发射峰位于615 nm 附近,发光颜色纯正。
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( B a , S r ) 2 S i O 4 : E u 2 +的 低 温 合 成 与
荧 光 性 能 研 究
汪虎 顺 游 静 张 宇 煌 洪 顺 荣 王 丹玲 王 莉 李 湘祁
( 福州 大学 材料 科学 与 工程 学 院 , 福建 福州 3 5 0 1 8 0 )
摘 要 以 MC M一 4 1 为硅源 , 采用共沉淀 法在 9 O 0℃合成 了 B a S r 一 , S i O : 0 . 0 1 E u ’ 荧光 粉 , 研究 了其结 构和发光
第2 9卷第 8期 2 0 1 5年 8月
化- T - 时刊
Ch e mi c a l I n d u s t  ̄ T i me s
Vo1 . 29, No. 8 Au g. 8. 201 5
d o i : 1 0 . 1 6 5 9 7 / j . c n k i . i s s n . 1 0 0 2— 1 5 4 x . 2 0 1 5 . 0 8 . 0 0 3
现 一 个 宽 发射 带 。 当 x由 0增 加 到 0 . 8时 , 最大发射峰位 由 4 7 5 n m红移到 5 1 6 n m, 当 x由 0 . 8增 加 到 1 . 9 9时 , 最 大 发
射峰位 由 5 1 6 n m蓝移到 5 0 2 n m。B a 。 S i O : 0 . 0 1 E u 样品具有最高 的发射强度。 关键 词 B a S r ㈣一 。 S i O 4 : 0 . 0 1 E u “ MC M一 4 1 煅烧温度 荧光
S r 2 S i O 4 相 和 B—S r 2 S i O 4相 的 混 合 相 , 随着 B a 的掺
Hale Waihona Puke 性 能随 B a掺 量 x的变 化 。结 果 表 明 , S r ㈣S i O 4 : 0 . O 1 E u “ 为
人, B相转变为 O t 相, 同时各 X R D衍射峰 向低 角度 移动。在 3 6 5 n m紫外光激发下 , 所有样品均在 4 5 0~ 6 0 0 n m区域 出
.
MCM 一4 1 a s s i l i c o n s o u r c e .Th e s t r u c t u r e a n d l u mi n e s c e n c e p r o pe r t i e s o f p h o s p h o r s wi t h d i f e r e n t Ba n —d o p i n g c o n— t e n t s we r e i n v e s t i g a t e d .Th e r e s u l t s s h o w t h a t Sr 1 i O4 : 0 . O 1 Eu s a mp l e c o n s i s t s o f O t 一S r 2 S i O 4 p h a s e a n d p— 9 9S
r e d —s h i t f f r o m 4 8 5 n m t o 5 1 6 n m wh e n x i n c r e a s e d f r o m 0 t o 0 . 8 .o r b l u e—s h i t f ro f m 5 1 6 n m t o 5 0 5 n m wh e n x i n —
.
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Lo w— — Te m pe r a t ur e S y n t h e s i s a n d Lu mi n e s c e n t
P r o p e r t i e s o f( B a , S r ) 2 S i O 4 :E u 2
Wa n g Hu s h u n Yo u J i n g Z h a n g Yu h u a n g Ho n g S h u n r o n g
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S i O4 : 0 . 01 Eu “ p ho s p h o r s we r e s y nt he s i z e d a t 9 0 0 ̄ Cb y a c o—p r e c i p i t a t i o n me t h o d u s i n g Abs t r a c t Ba x S r 1 9 9一
Wa n g Da n l i n g Wa n g L i Li Xi a n g q i
( C o l l e g e o f Ma t e i r a l s s c i e n c e a n d E n g n i e e r i n g , F u z h o u U n i v e r s i t y , F u j i a n F u z h o u 3 5 0 1 8 0 )