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Polycrystalline Lutetium-based Scintillation Ceramics： Fabrication Microstructure and S

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学术信息一陶瓷材料　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ－Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

Ｃ／ＳｉＣ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ　ＳｉＢＣ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　

Ｘｉａｏｗｅｉ　Ｙｉｎ，￣ｉｆｅｉ　Ｃｈｅｎｇ，Ｌｉｔｏｎｇ　Ｚｈａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　Ｔｈｅｒｍｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｅｈｎｉｃａｌ　

ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉ’ａｎ，７　１　００７２，Ｃｈｉｎａ　

Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｉｎｘｗ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ａｎ　

Ｍｏｓｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｆＣ／ＳｉＣ１　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｈａｖｅ　ｐｏｒｏｕｓ　ｍａｔｒｉｘ，ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ（ＣＶＩ）ｏｒ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ（ＰＩＰ）．Ｔｈｅ　ｐｏｒｏｕｓ　Ｃ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｈｉｇｈｅｒ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，　ｆｌｅｘｕｒａｌ　ａｎｄ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｂｕｔ　ｌｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｌｉｑｕｉｄ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａ　ｑｕｉｃｋ　ａｎｄ　ｌＯＷ—ｃｏｓｔ　ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｆａｂｒｉｃａｔｅ　ｄｅｎｓｅ　Ｃ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｅｓｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｉｓｓｕｅ　ｏｆ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｉｌｉｃｏｎ，ｈｉ　ｇｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｆｉＲＳ）ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．ＴＲＳ　ｉｓ　ｒｅｌｅａｓｅｄ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｍａｔｒｉｘ　ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｄｅｎｓｅ　

Ｃ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ａｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ｒａｎｇｉｎｇ　ｆｒｏｍ　６００　ｔｏ　１０００。Ｃ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｆａｂｒｉｃａｔｅ　ｄｅｎｓｅ　Ｃ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｃｒａｃｋ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ　ｍａｔｒｉｘ　ａｎｄ　ｒｅｌｉｅｖｅ　ＴＲＳ　ｉｎ　ｄｅｎｓｅ　Ｃ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｂｙ　ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｓｉ－Ｂ－Ｃ　ｍａｔｒｉｘ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ＰｙＣ　ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　Ｃ／ＳｉＣ－ＳｉＢＣ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ｅｍｐｈａｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｔｈｉｓ　ｒｅｖｉｅｗ　ｍｉｇｈｔ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｅｎｓｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ　ｔｅｒｍ　ｕｓｅ　ｉｎ　ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．　

Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｌｕｔｅｔｉｕｍ－ｂａｓｅｄ　Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ：Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　

ＹｉｎｇＳｈｉ￣，ＬｉｎｇｃｏｎｇＦａｎ　ａｎｄＪｉａｎｊｕｎＸｉｅ。　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　＂ｙｓｈｉ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ａｎ，　ｌｃｆａｎ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ａｎ，￣ｘｉｅｊｉａｎｊｕｎ＠ｓｈｕ．　

Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｃｒｕｃｉａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄｓ　ｏｆ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｐｈｙｓｉｃｓ，　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｉｌ　ｗｅｌｌ　ｌｏｇｇｉｎｇ．Ａｎ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｈｏｕｌｄ　ｐｏｓｓｅｓｓ　ｔｈｅ　ｍｅｒｉｔｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｌｉｇｈｔ　ｙｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｆａｓｔ　ｄｅｃａｙ　ｔｉｍｅ．Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｃｉｎｔｉＵａｔｉｏｎ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４　４　４・，Ｃｈｉｎａ　ｅｄｕ．ｃｎ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｔｏ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅｉｒ　ｌｏｗｅｒ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｅａｓｉｎｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ，　ｓｈｏｒｔｅｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｃｙｃｌｅ　ａｎｄ　ｅａｓｉｅｒ　ｍａｓｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｃｏｕｎｔｅｒ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌｓ．Ｌｕｔｅｔｉｕｍ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｈｅａｖｉｅｓｔ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｉ￣ｕｔｅｔｉｕｍ－ｂａｓｅｄ　ｓ　ｉｎｔｉ１１ａｔｉｎ”　

２０１６年第１３卷第１期（总第７０期）　子不１青思一嗍瓮　种　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ—Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

ｍａｔｅｒｉａｌ　ｈａｓ　ａ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ（ｕｓｕａｌｌｙ＞６　ｇ／ｃｍ。），ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｔｏ　ｓｔｏｐ　ａｎｄ　ａｂｓｏｒｂ　ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒａｙｓ　（Ｘ－ｒａｙ　ｏｒ　ｇ　ｒａｙ）．Ｗｅ　ｈａｖｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｌｕｔｅｔｉｕｍ－ｂａｓｅｄ　ｓｃｉｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　Ｌｕ２０：Ｅｕ，Ｌｕ３Ａ１５０，２：Ｃｅ（ＬｕＡＧ：　Ｃｅ）ａｎｄ　Ｌｕ２ＳｉＯ５：Ｃｅ　ｆＬＳＯ：Ｃｅ）．Ｎａｎｏ—ｓｉｚｅｄ　Ｌｕ２Ｏ３：Ｅｕ　ａｎｄ　ＬｕＡＧ：Ｃｅ　ｐｏｗｄｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ　ＣＯ—ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｌｕ２０３：Ｅｕ　ａｎｄ　ＬｕＡＧ：Ｃｅ　ｓｃｉｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｗｅｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｈ２　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ａｎｄ　ｖａｃｕｕｍ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ－ｓｉｚｅｄ　ＬＳＯ：　Ｃｅ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｂｙ　ｈｏｔ　ｉｓｏｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｒｏｕｔｅ，Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｄｅｖｏｔｅｄ　ｔｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｓ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｌｕｔｅｔｉｕｍ－ｂａｓｅｄ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｅｒａｍｉａｓ　

Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯ５　ｗｉｔｈ　Ｌｏｗ　Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，Ｈｉｇｈ　Ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　

Ｚｈｅｎ　：ａｎｄ　ｆｉｎｇｙａｎｇ　Ｗａｎｇ￣　Ｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１　００　１　６，Ｃｈｉｎａ　

Ｔｈｅ　ｅｍｅｒｇｉｎｇ　ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯ５　ｃｅｒａｍｉｃ　ｉｓ　ｒｅｇａｒｄｅｄ　ａｓ　ａ　ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｃａｎｄｉｄａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　ｏｗｉｎｇ　ｔｏ　ｉｔｓ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｒｅｃｅｎｔ　ｗｏｒｋｓ　ｏｎ　ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯ５　ａｒｅ　ｃｏｎｆｒｏｎｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｅｖｅｒｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌａｒｇｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ（１８．５１－２０．８％），ｌｏｗ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ（４７．７４－６２％）　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ（２４．４５－１　６．５　１　ＭＰａ）ａｔ　ｈｉｇｈ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（１４５０－１５００　ｏＣ）．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯ５　ｃｅｒａｍｉｃ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｗａｓ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｉｎ　ｓｉｔｕ　ｆｏａｍ－ｇｅｌｃａｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｓｉｎｇ　ｇｅｌａｔｉｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｇｅｌｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｉｎ　ｓｉｔｕ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ａｎｄ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ　２０１６年第１３卷第１期（总第７Ｏ期）　ｓａｍｐｌｅ　ｈａｓ　ｕｎｉｑｕｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｐｏｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｌｏｗ　ｌｉｎｅａｒ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅｓ　ｏｆ　６．３－４．５％．ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ　ｈｉｇｈ　ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓ　ｏｆ　６０．７％－８８．４％．ｈｉｇｈ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ　ｏｆ　３８．２－０．９０　ＭＰａ，ａｎｄ　ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　０．１　２６－０．５　１　３　Ｗ／（ｍ・Ｋ、（ｐｏｒｏｓｉｔｙ：　８７．１—６０．２％１．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｎ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｏｎ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２ＳｉＯ５　ｉｓ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ，ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ．　Ｐｏｒｏｕｓ　Ｙ２Ｓｉ０５　ｃｅｒａｍｉｃ；ｉｎ　ｓｉｔｕ　ｆｏａｍ－ｇｅｌｃａｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｌｏｗ　ｌｉｎｅａｒ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｈｉｇｈ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ；ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．

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新型陶瓷晶须的制备与性能

新型陶瓷晶须的制备与性能

氮化 物 、 墨类和 无机 盐 等 ［。 石 ５ １
而且它具有 白度高 、填充量大的优点， 有望在 日用塑
料等领域大量使用。因其结 晶形式为单晶， 晶体 内部
几乎无缺陷， 所以具有强度高、 高模量、 耐热与隔热性
好等优良特性 ； 另外， 由于它具有特殊的外形， 因而与 塑料复合时与基体树脂的相容性好， 以改善制品的 可 加工性能， 提高力学性能， 赋予制品表面光滑性能和 具有耐磨性 。作为一种新型晶须材料， 文石型碳酸钙
中图 分 类 号 ： Ｑ１ ４７ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７ ＿５ Ａ
的矿物。到 ２ 世纪 ６ 年 代， ０ ０ 已经合成出片状和棱柱
１ 前 言
晶须是具有高强度的须状尺寸 —０
状的硼酸镁 晶体 。后来中、 日合作开发出以海盐化工
收稿 日期 ： ０ — ５ １ ２ ７ ０—６ ０
通 讯联系人 ： 周斌扬 ， 。 — ｉｚｏ — ｉ— ａｇ ６ ． ｒ 男 Ｅ ｍａｌ ｈ ｕ ｂｎ ｙ ｎ ＠１３ｃ ｎ ： ｏ
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《 陶瓷 学 报 ） ０ ７年 第 ４期 ２０
３７ １
度结构部件制造等领域 。
新 型 陶 瓷 晶须 的制备 与性 能
周曦亚 周 斌 扬
（ 南Ｒ ． 大学材料 学 院 ，１ ６ ０ 华 ｖ ． － ５０ ４ ）
摘 要
晶须作为一种增强材料 ， 由于其优 良的性能 ， 使得晶须增强复合材料 已成 为复 合材 料领域 中的一个重要分支 。本文介绍了一
些常用 晶须 ， 综述 了氧化锌 、 酸钾 、 钛 硼酸铝等 新型 陶瓷 晶须 的制 备方法 、 显微 结构以及性 能与应用。 关键词 晶须 ， 制备 ， 性能
２ 常用晶须
晶体自范性和自生成模板法结合生长组装多级纳米结构_谢毅

晶体自范性和自生成模板法结合生长组装多级纳米结构_谢毅


570
中国科学技术大学学报
第 38 卷
acted as the suppo rt fo r the co nst ruction of rutile TiO 2 3D hollow nanostructures . F urthermo re , VOOH hollo w “ dandelions” w ere sy nthesized owi ng t o the planar sheet nature of the bui lding blo cks in the newphased VOOH and the in-si tu produced N 2 gas bubbles as t he templates t hat acted as the sheet-like nanouni t ssupport er . Also , tit anat e 3D t ubular hierarchit ect ures w ere successfully prepared undergoing t he self-produced template methodolog y coupled w it h precurso r tem plat ing approach based on the similar st rategy . T he appearance of tit anat e nanof lakes i s actually the o ut w ard em bodiment o f the internal crystal st ructure , w hile the sacri ficed t em plat ing ef fect of the int ermediate precurso r of T iO x Cl2 -2x ( EN ) y is w ell underst ood . Key words : crystal g ro w th ; self-limi tatio n prope rty ;self-produced t emplate st rategy ; t hree-dimensi onal hie ra rchi tectures ; cry st al st ruct ure
导电陶瓷

导电陶瓷

2.2 固相烧结法
固相烧结法是一种制备陶瓷材料的传统方法，将陶瓷原料粉末混 合均匀后压制成形，在高温下无压（或有压）烧结，随炉冷却后便得 到所需的陶瓷材料。
王春华等人[6]采用常压法获得致密的碳化硅烧结体，体积密度为 3.12g/cm3， 电阻率为0.165Ω·m；该陶瓷在300～600℃温度范围内 表现出明显的负电阻率温度系数。为提高导电陶瓷的导电能力，常对 陶瓷进行掺杂。刘汉忠研究了Ce 掺杂La0.5-xCexBa0.5CoO3陶瓷时， 发现该陶瓷材料是一种电子、空穴和氧离子混合导电的陶瓷材料； La0.5-xCexBa0.5CoO3的x 在0.1～0.5 变化时，电阻率ρ随Ce的掺杂 量增加而单调上升。图2 给出了烧结温度为1080℃和1100℃时，样品 的室温电阻率ρ（mΩ/cm）与Ce的加入量x的关系。
吴敏艳等人[2]采用溶胶- 凝胶法制备了粒径为30～60nm 的超细 粉，采用速控烧结制度在较短的烧结时间里获得相对密度为98%、平 均晶粒度小于1μm 的致密陶瓷。王歆等人[3]用溶胶-凝胶法，在Al2O3 衬底上制备了导电性能优良的BaPbO3(BPO)导电薄膜。研究发现，升 高热处理温度和增加热处理次数使薄膜中Pb/Ba摩尔比降低和膜厚减
2.3 化学气相扩渗法
为改善陶瓷的导电性能，通常在制备前躯体时掺入其它元素，如 郝素娥等人[8]采用气相化学热扩渗的方法，使稀土元素有效地渗入到 钛酸铅陶瓷中，在陶瓷结构中形成了均匀、细小、弥散的形貌结构特 征；稀土扩渗使钛酸铅基陶瓷的导电性显著增强，其室温电阻率下降 为0.2Ω·m。
2.4 微波烧结法
3 SnO2 基导电陶瓷靶材的制备及应用性能表征 3.1 Sb∶SnO2(ATO)陶瓷靶材的制备
选用纯度为 99.99％氧化锡粉体（国药集团化学试剂有限公司 99.99％氧化锑粉体（国药集团化学试剂有限公司）为原料，采用Sb2O5 的掺杂量为6%(wt) 进行配样，选用无水乙醇作粘结剂，将得到的 SnO2混合粉末在无水乙醇充分球磨6小时（球磨机型号：XQM 型变频 行星式球磨机），接着在干燥箱80℃下烘干，保持一定的湿度，具有 好的流动性，然后采用型号为769YP-40C 粉末压片机进行成型，压成 φ56mm×6.5mm 的坯体，所得坯体再次采用冷等静压法压成靶材素 坯。最后采用常压、空气烧结方式，德国NaberTherm 公司的HTRV 系 列高温炉烧结。采用的是图5烧结方案进行烧结。此方案在200℃保温 30min，600℃保温60min，1000℃保温60min，然后升温到最终烧结温 度的1250℃保温300min，然后随炉冷却。采用此烧结程序符合物质的 烧结规律，在进入烧结初期时，在200℃保温半个小时，物料自由水 分更有利于挥发；在600℃保温一个小时，各种杂质例如有机物已经 完全挥发，更能让物质进入烧结期做充分准备；在进入烧结中期时， 在1000℃时进行保温一个小时，物质有完全充分的时间进入烧结中 期，缓慢进入烧结终点温度，最后在烧结终点温度1250℃时保温五个 小时，物质充分反应，这种烧结曲线更加符合物质的烧结模型，与文 献的报道是相似的。
稀土上转换发光氟硅酸盐微晶玻璃研究进展

稀土上转换发光氟硅酸盐微晶玻璃研究进展

稀土上转换发光氟硅酸盐微晶玻璃研究进展
卢小送;王慈;高志刚;任晶
【期刊名称】《发光学报》
【年(卷),期】2022(43)11
【摘要】稀土上转换发光氟硅微晶玻璃是指稀土掺杂氟化物纳米晶与硅酸盐玻璃复合的发光材料,结合了氟化物晶体发光效率高与硅酸盐玻璃易加工和稳定性高的优势,在固体激光器、固态照明、光学编码防伪、光学测温等领域具有重要的应用前景,是无机发光材料中的研究热点。

本文从含二元和三元氟化物纳米晶氟硅微晶玻璃上转换发光性能和应用研究两方面入手,介绍了该类材料的发展历程和研究现状,对比了不同组分、不同掺杂模式、不同晶体结构纳米晶上转换发光性能的差异,指出了目前研究中存在的问题,并对未来发展前景进行了展望。

希望本文能为今后稀土上转换发光氟硅微晶玻璃的研究提供一定的实验参考。

【总页数】21页(P1758-1778)
【作者】卢小送;王慈;高志刚;任晶
【作者单位】江苏师范大学物理与电子工程学院;哈尔滨工程大学物理与光电工程学院;泰山学院物理与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171.71;TB332
【相关文献】
1.上转换发光氧氟微晶玻璃的研究进展
2.Er3+/Yb3+共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性
3.退火对Er^(3+)和Yb^(3+)共掺氟氧化物微晶玻璃样品上转换发光的影响
4.980 nm半导体激光器激发下Er^(3+),Yb^(3+)共掺杂氟氧化物微晶玻璃的上转换发光
5.Er^(3+),Yb^(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃上转换发光的研究
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