M-MgAl2O4(M=Mn,Cr)超細(xì)粉體的制備及發(fā)光性能的研究.pdf

1、1995年Ikesue等人首次獲得Nd：YAG透明陶瓷激光材料后，透明多晶體陶瓷替代單晶體作為激光材料的研究引起了廣泛關(guān)注。目前，可見光波段的透明多晶體陶瓷材料的研究卻鮮有報(bào)道。Hanamura曾對(duì) MgAl2O4單晶體進(jìn)行過 Mn摻雜研究，發(fā)現(xiàn)其可作為可見光波段激光材料。因此，制備高質(zhì)量尖晶石 MgAl2O4超細(xì)粉體，并對(duì)其進(jìn)行過渡金屬摻雜，研究其發(fā)光性能顯得尤為重要，為后續(xù)MgAl2O4多晶體陶瓷激光材料成型燒結(jié)提供優(yōu)質(zhì)粉體原料。本

2、文采用化學(xué)共沉淀法合成純凈尖晶石MgAl2O4超細(xì)粉體前驅(qū)體，研究了改性劑的加入和不同干燥方法的使用對(duì)粉體的影響。最終確定采用沉淀-共沸蒸餾法同時(shí)添加改性劑的方案合成前驅(qū)體，經(jīng)過研磨，1150℃下成功制備出高質(zhì)量純凈尖晶石 MgAl2O4超細(xì)粉體。采用該工藝流程合成Mn2+/Cr3+單摻和 Mn2+、Cr3+雙摻尖晶石 MgAl2O4超細(xì)粉體，對(duì)合成粉體的發(fā)光性能進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Mn2+單摻Mg1-xAl2

3、O4：xMn2+（1%≤x≤15%）超細(xì)粉體在激發(fā)波長(zhǎng)為450nm時(shí)得到520nm的綠色發(fā)射光，熒光猝滅濃度高達(dá)10%，即Mg0.9Al2O4：0.1Mn2+粉體發(fā)光強(qiáng)度最好。⑵Cr3+單摻MgAl2(1-y)O4：yCr3+（0.1%≤y≤1.0%）超細(xì)粉體在激發(fā)波長(zhǎng)為425nm和545nm時(shí)得到694nm的紅色發(fā)射光，熒光猝滅濃度高達(dá)0.5%，即MgAl1.99O4：0.005Cr3+粉體發(fā)光強(qiáng)度最好。⑶Mn2+，Cr3+雙摻Mg0

4、.9Al2(1-y)O4：0.1Mn2+，yCr3+（0.1%≤y≤0.7%）在激發(fā)波長(zhǎng)為450nm時(shí)得到525 nm的綠光和694nm的紅光，在694nm的紅色發(fā)射峰由425 nm，450nm和525nm共同激發(fā)。該粉體的發(fā)光強(qiáng)度相比于Mn2+/Cr3+單摻明顯增強(qiáng)，綠光在 Cr3+摻雜濃度0.5%時(shí)達(dá)到熒光猝滅，紅光強(qiáng)度隨著摻雜濃度的提高而增強(qiáng)，濃度猝滅效應(yīng)并未出現(xiàn)。即 Mg0.9Al1.99O4：0.1Mn2+，0.005Cr3+