综合评述

  • 稀土氟化物微纳米材料制备方法的研究进展

    侯远;董相廷;王进贤;刘桂霞;

    稀土氟化物纳米材料由于其特殊的光、电、磁性质,在光学器件、显示、生物标记、光学晶体等领域有着广泛的应用,已成为材料科学领域的研究热点之一。目前研究者已用沉淀法、微乳液法、水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微波法、超声波法、前驱体热解法、静电纺丝法等成功地制备出了纳米颗粒、纳米线、纳米膜、多面体纳米晶、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等稀土氟化物纳米材料。本文总结了上述几种制备方法的研究进展,讨论了其优缺点,并结合课题组在稀土氟化物纳米材料制备方面的工作,对纳米稀土氟化物制备方法的发展方向做了展望。

    2010年05期 v.28;No.127 515-524页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]

研究论文

  • 3,4-二甲氧基苯乙酸邻菲啰啉钆(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及铕(Ⅲ)离子掺杂配合物的荧光光谱

    余玉叶;刘建风;李花琼;吴小勇;赵国良;

    合成了3,4-二甲氧基苯乙酸邻菲啰啉钆(Ⅲ)配合物:[Gd2(DMPA)6(phen)2](HDMPA=3,4-二甲氧基苯乙酸,C12H12O4;phen=1,10-邻菲啰啉),并通过元素分析、红外光谱、热重分析对其进行了表征,用单晶X射线衍射方法测定了配合物的晶体结构,晶体属于三斜晶系,空间群P-1。测定了铕离子掺杂的配合物的荧光光谱,荧光光谱表明,游离配体没有荧光,在形成配合物后,显示了铕(Ⅲ)离子的特征发射,在591,618,649和684 nm处观察到了4个分别对应于三价铕离子的5D0→7F1,5D0→7F2,5D0→7F3和5D0→7F4跃迁的特征发射峰,其中以5D0→7F2跃迁的发射最强,这表明配体将吸收的能量有效地转移给了中心离子,配体起到了很好的敏化作用。

    2010年05期 v.28;No.127 525-530页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
  • 新型吡唑啉酮稀土配合物的合成及荧光性能

    保积庆;汤春花;唐瑞仁;

    通过分子设计,以吡啶-2,6-二甲酸为起始原料,合成了一种新型双吡唑啉酮吡啶配体:2,6-二(1-苯基4-乙氧羰基-5-吡唑啉酮-3-基)吡啶(H2L)。配体与稀土Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)离子成功螯合形成配合物。配体和配合物经FT-IR,1H NMR和元素分析进行表征,并确定配合物组成为RE2L3.4H2O。对配合物的紫外吸收和光致发光性能进行了检测,结果显示Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)离子能够有效地被有机配体敏化,发射出高亮、半峰宽狭窄的单色光。研究表明目标配合物能够成为优秀的发光材料。

    2010年05期 v.28;No.127 531-535页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]

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研究论文

  • 白光LED用红色荧光粉CaWO_4:Eu~(3+),Li~+,Bi~(3+)的制备与表征

    杨继兰;王卓;

    采用预先球磨、再二次热处理的高温固相合成法,制备了一系列白光LED用红色荧光粉CaWO4:Eu3+,L i+,B i3+,利用XRD,SEM和荧光光谱测试对其进行表征。XRD分析表明,所合成的样品为单一的四方晶系CaWO4,Eu3+,L i+,B i3+离子的先后掺杂使基质的部分衍射峰峰位向小角度移动;SEM照片显示,经过预先球磨制备的样品颗粒比较均一,尺寸约为0.5~3μm范围,结晶性好;荧光光谱测试发现这一系列荧光粉不仅可以被紫外光(254 nm)激发,还能被近紫外光(393 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,其主发射峰值位于616 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光;另外详细研究了预先球磨的效果、加入H3BO3做助熔剂的质量分数以及Eu3+,L i+,B i3+离子单掺或多掺时的浓度对该体系荧光粉发光特性的影响。

    2010年05期 v.28;No.127 536-542页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
  • Ga~(3+)对Eu~(2+)掺杂钡长石结构和发光特性的影响

    王飞;田一光;张乔;赵文光;

    在弱还原气氛下采用高温固相法制备Ba0.955A l2-xGaxS i2O8:Eu2+(x=0~1.0)系列荧光粉,研究Ga3+置换A l3+对晶体结构和光谱特性的影响。Ga3+与A l3+以类质同相替代进入BaA l2S i2O8晶格形成连续固溶体,晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V均随Ga3+置换量呈线性增加。宽带激发光谱,覆盖范围为230~400 nm,可拟合成4个峰,表观峰值位于330 nm,基本不随Ga3+置换量变化;随着Ga3+置换量的增加,半高宽从93 nm减小至83 nm。发射光谱位于375~560 nm,可由422和456 nm两峰拟合而成,表观峰值位于434 nm,两拟合峰峰位均随Ga3+置换量呈线性红移,且拟合峰强度比呈线性递减。

    2010年05期 v.28;No.127 543-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K]

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研究论文

  • Zn掺杂的LaFeO_3纳米晶的制备及其光催化活性研究

    牛新书;楚慧慧;李素娟;周建国;

    以氧化镧、硝酸铁和硝酸锌为原料,用柠檬酸络合法制备了La1-xZnxFeO3(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7)纳米光催化剂,对其进行了XRD,TEM,UV-vis,IR等测试,并研究了其对水溶性染料活性艳红X-3B的光催化活性。结果表明:制得的LaFeO3为钙钛矿型结构,Zn2+的少量掺杂不改变LaFeO3的钙钛矿型结构,当x=0.3时开始出现尖晶石型ZnFe2O4相,当x=0.5时光催化活性最好,x=0.7时钙钛矿的结构被破坏。适量的Zn2+掺杂可以提高LaFeO3的光催化活性。

    2010年05期 v.28;No.127 549-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
  • 低量Tm掺杂TiO_2纳米粉体的光致发光特性及光活性

    卢智宇;姜洪泉;李井申;王城英;闫盼盼;

    利用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量及不同温度焙烧的Tm掺杂TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射谱(DRS)和光致发光光谱(PL)技术研究了Tm掺杂量和焙烧温度对其相结构、晶粒尺寸、光吸收及光致发光性能的影响;并以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解评价其光活性。结果表明:低量Tm掺杂强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,减小晶粒尺寸;然而,Tm掺杂量增加,抑制相变作用减弱。Tm掺杂导致样品的紫外吸收能力略有降低,光吸收带边蓝移。Tm掺杂导致样品的PL谱强度降低(0.05%<0.075%<0.025%≈0.1%<0%),光活性升高(0.075%>0.05%>0.1%>0.025%>0%),但二者顺序并不完全一致。低量Tm掺杂能有效提高纳米TiO2的光活性;当Tm掺杂量为0.075%(质量分数)、焙烧温度为550℃时,制得样品呈双相结构,锐钛矿相占91%,晶粒尺寸为24.48 nm,其光活性最佳。光活性提高的主要根源是Tm掺杂能有效促进纳米TiO2表面光生e-/h+分离,提高量子化效率。

    2010年05期 v.28;No.127 553-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 684K]

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研究论文

  • Yb:Y_2O_3纳米粉体及陶瓷的制备和性能

    王盛男;孙晶;于文生;邵桢;姜丽霞;姜慧远;

    以Y2O3和Yb2O3为原料,采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Yb:Y2O3纳米粉体,将该粉体成型后在1500℃烧结7 h获得Yb:Y2O3陶瓷。XRD测试结果表明,Yb:Y2O3纳米粉体的合成温度为800℃。扫描电镜分析表明,Yb:Y2O3粉体的平均直径为40 nm左右。差热-热重分析表明,Yb:Y2O3纳米前驱粉体中柠檬酸和硝酸等在300℃左右分解。荧光光谱分析发现Yb:Y2O3陶瓷的最强荧光发射峰位于1030 nm,是Yb3+的2F7/2-2F5/2谱项导致的荧光发射。

    2010年05期 v.28;No.127 560-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
  • 液相法制取Y_2(WO_4)_3的工艺探讨及其负热膨胀性能比较

    杨海涛;刁志聪;林伟林;尚福亮;高玲;

    采用液相共沉淀法成功合成Y2(WO4)3,利用高、低温X射线衍射方法研究Y2(WO4)3的结构及其负热膨胀性能,发现液相共沉淀法制得的Y2(WO4)3与固相反应法制得的Y2(WO4)3具有一致的Pnca空间群正交结构和相差不大的晶胞参数和体积(经TOPAS软件计算),二者的本征体热膨胀系数分别为-18.8×10-6℃-1(液相法)和-19.5×10-6℃-1(固相法)。液相共沉淀法相对传统固相化学反应法,具有减少合成循环次数和降低反应温度的优点。这证明该法制备稀土钨酸盐类负膨胀材料是可行的。

    2010年05期 v.28;No.127 564-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]

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研究论文

  • 电镀锌层稀土转化膜成膜动力学研究

    章江洪;张英杰;

    通过测量稀土转化膜生长微观形貌、稀土转化膜生长曲线、成膜反应表观活化能、成膜电位时间曲线及Tafel曲线,研究电镀锌稀土转化膜成膜动力学。结果表明:稀土转化膜的生长分为快速生长、缓慢生长、平稳生长3个阶段,3个阶段生长速率与单位面积转化膜质量均呈抛物线关系,形成具有保护性能的膜层;其中第一、二阶段成膜反应的活化能分别为18.17,28.93 kJ.mol-1,具有较快的反应速率,第三阶段成膜反应的活化能为42.41 kJ.mol-1,反应速率相对较慢。此外,成膜反应还与外因成膜温度和成膜时间有关,升高温度可缩短转化膜成膜的时间,有利于转化膜的形成,成膜温度在25~35℃之间,成膜时间在120~180 s之间,膜层具有较好的耐蚀性能。

    2010年05期 v.28;No.127 569-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
  • 镁基非晶电极合金充放氢过程中的组织结构演变及其热力学计算

    黄林军;王彦欣;唐建国;吴东昌;王瑶;刘继宪;

    采用熔体快淬法制备了(Mg70.6Ni29.4)90Nd10的非晶贮氢合金带,用X射线衍射仪和高分辨电镜对该合金在充放电循环过程中的组织结构演变进行了动态跟踪。结果表明:非晶(Mg70.6Ni29.4)90Nd10贮氢合金在充放电循环过程中经过4个循环以后开始晶化,首先生成平均颗粒尺寸为5 nm左右的NdMg2Ni9相,经过6个循环以后开始出现Mg2Ni相,到第20个循环后,生成了稳定的Mg2Ni,α-Mg和Nd2H5相。这表明初生相NdMg2Ni9在充放电循环过程中逐渐转化为Mg2Ni,α-Mg和Nd2H5相。经过热力学计算进一步验证表明,非晶(Mg70.6Ni29.4)90Nd10合金在晶化过程中首先形成NdMg2Ni9相,因为它的自由能(ΔG=-15.2789 kJ.mol-1,T=300 K)与Mg-Ni相(ΔG=-8.2694 kJ.mol-1,T=300 K)和Mg-Nd相(ΔG=-13.29503 kJ.mol-1,T=300 K)相比是最低的。

    2010年05期 v.28;No.127 575-581页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K]
  • 钙钛矿锰氧化物(La_(1-x)Gd_x)_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3的磁电阻效应

    鲁毅;周敏;郑琳;邢茹;赵建军;吴鸿业;

    采用传统的高温固相法制备了多晶样品(La1-xGdx)0.5Sr0.5MnO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4),利用X射线衍射仪(XRD)、超导量子磁强计(SQUID)、标准四端引线法分别对样品结构、磁性、电性以及磁电阻效应进行了研究。研究表明:Gd的少量替代并没有引起结构变化;随着Gd含量的增加,所有样品的居里温度TC和金属-绝缘体转变温度Tp都降低了;在TC附近发现了磁电阻效应,同时在低温下发现了更大的磁电阻;并且Gd的少量替代可使磁电阻MR增大。

    2010年05期 v.28;No.127 582-585页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
  • Mo-La_2O_3阴极碳化层组织结构研究

    周文元;张久兴;周美玲;相志磊;

    采用高分辨透射/扫描电镜,X射线衍射和俄歇探针等分析手段对实用型的FU-6051电子管的碳化Mo-La2O3阴极显微组织结构进行了观察分析。碳化Mo-La2O3阴极碳化层为疏松多孔的Mo2C块状组织,其中有许多垂直于丝轴方向的晶界与孔洞串,相互贯通直至阴极表面。碳化层与芯部基体钼结合良好,两者间无明显的过渡层。活性物质La2O3在阴极的碳化层和基体中分布均匀,但在阴极表面有相当程度的富集。La2O3在碳化层中以两种方式存在:在晶界、孔洞中以微米级的颗粒富集,在Mo2C晶体内部弥散分布纳米级La2O3粒子。

    2010年05期 v.28;No.127 586-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 796K]
  • 微量铒对Al-4.5Mg-0.7Mn-0.1Zr合金高温力学性能及组织的影响

    邢泽炳;季小兰;高旭东;聂祚仁;

    对含微量Er的A l-4.5Mg-0.7Mn-0.1Zr合金在150℃时的力学性能进行测定,并通过扫描电镜、X射线衍射以及透射电镜对合金的微观组织进行分析,结果发现微量的Er可以在保持试验合金的延伸率基本不变的情况下,显著提高合金的高温力学性能。这是由于Er在试验合金中形成了纳米级的且与基体共格的A l3Er粒子,A l3Er粒子在试验温度下不聚集、不长大,具有很高的高温稳定性,通过阻碍位错运动抑制试验合金的再结晶过程并提高其高温力学性能。

    2010年05期 v.28;No.127 591-595页 [查看摘要][在线阅读][下载 707K]
  • 铈、钇在AZ91D镁合金中的存在形式及其作用

    郭锋;李鹏飞;高霞;许娟;

    在AZ91D镁合金中添加稀土元素Ce和Y,研究了Ce,Y元素在铸态AZ91D镁合金中的存在形式以及对合金组织和性能的影响。结果表明,铸态AZ91D镁合金中加入的Ce,Y大部分形成Al4Ce和Al2Y化合物,少量剩余的Ce,Y部分取代Mg元素的位置,以代位固溶的形式固溶在α-Mg固溶体和β-Mg17Al12金属间化合物中;Ce,Y能够细化镁合金铸态组织的晶粒,使Mg17Al12相发生"断网"并减少其在组织中的相对比例;适量添加Ce,Y能够提高AZ91D镁合金铸态机械性能,其主要原因是Ce,Y的细晶作用、固溶强化作用、Al-RE相的第二相强化作用以及对Mg17Al12相强化作用的改善。

    2010年05期 v.28;No.127 596-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
  • 稀土对薄板坯连铸连轧工艺连铸坯组织和夹杂物的影响

    常慧;金自力;任慧平;宋文钟;

    采用光学显微镜、扫描电子显微镜等对薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产的加稀土和不加稀土的连铸坯横断面试样的微观组织变化、夹杂物的形态以及成分进行了分析,结果表明:加入稀土改变了铸态组织,利用Image Tool软件进行测量,发现稀土使铸坯表层细晶粒区由400μm扩大到630μm;通过Image Tool软件测量加稀土和不加稀土铸坯的枝晶间距,并对测量数据进行F检验分析,分析表明加入稀土对CSP连铸坯的一次枝晶间距无显著影响,对二次枝晶间距影响特别显著,使二次枝晶间距平均值由41.22μm降低到14.21μm,可靠性99%以上;加入稀土,连铸坯中的夹杂物由钙铝酸盐夹杂物或硫化物变成了球形的稀土复合夹杂物,并且降低了夹杂物的最大尺寸,使得最大尺寸由15μm左右降低到7μm左右。

    2010年05期 v.28;No.127 601-606页 [查看摘要][在线阅读][下载 932K]
  • 稀土对TC4钛合金固体渗硼的影响研究

    衣晓红;樊占国;张景垒;李凤华;奚正平;

    采用稀土-硼共渗法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20 h进行了固体粉末渗硼实验,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析与X射线衍射分析(XRD)研究TC4钛合金稀土-硼共渗后的组织形貌和物相组成,讨论了稀土对TC4钛合金渗硼层相组成、硬度及耐磨性的影响。结果表明,渗层由外表层的TiB2和伸向基体的齿状的TiB组成,渗层厚度最高可达25μm;XRD分析表明,TC4钛合金稀土-硼共渗后形成TiB2与TiB双相硼钛化合物层,稀土的加入使得TiB2的含量增大;EDS分析得出表层B和Ce元素含量较高,稀土促进B原子在基体表面的吸附使其浓度增大;渗层的显微硬度呈梯度分布,稀土-硼共渗渗层的TiB2到TiB晶须硬度值的变化范围为3300HV0.01~1800HV0.01;共渗渗层的耐磨性也显著提高。

    2010年05期 v.28;No.127 607-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
  • 特殊钢中稀土变质夹杂物行为研究

    杨晓红;吴鹏飞;吴铖川;成国光;

    通过加入稀土金属(Ce),研究不同稀土含量对变质夹杂物的影响。发现在洁净度较高的A l脱氧特殊钢中稀土能够使氧化铝、硫化锰夹杂变质并能形成硬度较低的铝酸稀土夹杂物。研究结果表明:当稀土含量Ce<15 ppm时,钢中没有稀土夹杂物;当15 ppm≤Ce≤140 ppm时,能够生成稀土铝氧化物和稀土硫氧化物夹杂物;当Ce>140 ppm时,夹杂物进一步转变为稀土铝氧化物和稀土氧硫化物的复合夹杂物,并有部分稀土氧硫化物和稀土硫化物,夹杂物的尺寸也随着增大。热力学分析计算表明:在[O],[S]含量较低的前提下,Ce变质A l2O3所需的条件是aCe.aA-l1=0.145,当[A l%]=0.01~0.03时,对应溶解的稀土含量[Ce]=22~67 ppm。

    2010年05期 v.28;No.127 612-618页 [查看摘要][在线阅读][下载 832K]
  • 人工模拟锆英石对锕系元素固化性能研究

    卢喜瑞;崔春龙;宋功保;张东;康厚军;王晓丽;

    为研究锆英石对锕系元素的固化性能,分别以Eu3+和Ce4+作为三、四价锕系元素替代物质,以ZrO2,S iO2和Eu2O3粉体为原料设计了包容量为5%~20%(摩尔分数)的三价核素固化体配方,利用ZrO2,S iO2和CeO2粉体为原料,设计了包容量为5%~20%(摩尔分数)的四价核素固化体配方,在1500℃条件下通过保温22 h进行固化体的制备。利用X射线衍射仪、激光拉曼探针、红外光谱仪和扫描电子显微镜对所制备固化体的物相、结构及微观形貌进行了分析。结果表明:虽然在固化体中加入了2.5%~10%的Eu2O3或5%~20%的CeO2,但所制备固化体的主物相均以锆英石物相为主,与标准样品相比晶胞参数仅发生了1×10-5~1×10-4nm量级的微弱变化,并且都具有较好的结晶状况,随着Eu2O3或CeO2添加剂量的增加,固化体的变生程度均略显增加。

    2010年05期 v.28;No.127 619-625页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
  • 宁镇地区燕山期矽卡岩矿床成矿系统稀土元素地球化学研究

    张术根;李桂秀;石得凤;韩世礼;

    通过宁镇地区燕山期矽卡岩矿床成矿系统的稀土元素特征研究,了解了矽卡岩矿床成矿系统的稀土元素地球化学演化规律特征及其制约机制,为矽卡岩型多金属矿床成矿规律及成矿预测研究提供新的地质地球化学信息依据。研究表明,矽卡岩矿床成矿系统稀土演化规律为:矽卡岩期,干矽卡岩阶段到湿矽卡岩阶段稀土组分含量增加;矽卡岩期晚期到热液期早期降低;热液期,汽成热液氧化物阶段到高中温硫化物阶段增加,到中低温硫化物阶段降低。演化规律主要是受自身富集稀土元素的强度、流体含矿性、运移分配及成矿的物理化学条件的影响。矽卡岩矿床成矿系统主要矽卡岩化的发育及其分带性所具有成矿专属性等特点,都为进一步寻找矽卡岩型多金属矿床提供新的地质地球化学信息。

    2010年05期 v.28;No.127 626-632页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
  • 稀土厂废水及其中氡的放射性比活度测量

    苏峻;朱旭东;陈祖义;

    以直接法和蒸干法制样后用液闪仪测量了稀土厂废水的总(α+β)放射性比活度(Bq.L-1,下称比活度),以萃取法制样后测量了废水中氡的比活度。测量结果表明,在本实验条件下,以直接法和蒸干法制样测得结果有较大差异,废水的总比活均高于排放标准(GB8978-1996),由直接法所得结果远高于标准;三种废水中的氡均具有较高的比活度和放射性比重(>80%)。指出了常规方法制样测量结果偏低的原因是忽略了废水中氡的放射性"贡献";讨论了废水中氡的来源、迁移和危害性。为综合评估稀土厂"三废"的放射性及其危害性提供了依据。

    2010年05期 v.28;No.127 633-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]

研究简报

  • NdFeB材料微波吸收特性的研究

    林培豪;潘顺康;杨涛;王磊;罗玉亮;

    采用高能球磨和晶化热处理方法制备钕铁硼吸波粉体,研究制备工艺对钕铁硼粉体吸波性能的影响。结果发现:高能球磨和适当晶化热处理可改善NdFeB粉体的组织结构、复介电常数和复磁导率;NdFeB粉体的反射率最小值为-15.5 dB,高能球磨48 h后粉体的反射率最小值降到-23 dB,高能球磨粉体经600℃晶化热处理后反射率最小值为-19 dB;高能球磨和晶化热处理可降低NdFeB粉体的吸收峰频率;高能球磨会使NdFeB粉体的吸波带宽变窄,经600℃晶化热处理后吸波带宽变宽,并且随着晶化热处理的温度升高,吸波带宽变得更宽。

    2010年05期 v.28;No.127 639-642页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]

科技信息与快讯