【正文】 3 組摻雜濃度分別為 %、%、%的樣品進(jìn)行熒光光譜分析，得出以下結(jié)論：1) 在本實(shí)驗(yàn)摻雜的濃度范圍內(nèi)，Cr 3+摻雜濃度越高，樣品的熒光發(fā)射強(qiáng)度圖 57 各組樣片各晶面間距與 2θ 的關(guān)系第 17 頁(yè) 共 19 頁(yè)越低。C)編號(hào) 1 2 3平均電阻率(k?2) 不同濃度摻雜對(duì)晶面間距的影響幾乎相同，這是摻雜離子 Cr3+半徑與Al3+半徑相近。) 體積 (197。) 體積 (197。) 體積 (197。 3) 密度(g/cm 3)1 2 3 αAl2O3 ~表 52～ 54 是每組樣品燒結(jié)前后晶格參數(shù)的變化情況。表 51 燒結(jié)后每組樣品以及 αAl2O3 的晶格參數(shù)項(xiàng)目 a(197。隨著摻雜濃度的提高，晶格常數(shù)第 15 頁(yè) 共 19 頁(yè)逐漸增大，這是因?yàn)?Cr3+半徑是 ，大于 Al3+的半徑 ，造成Al2O3 晶胞發(fā)生畸變，且摻雜越多，畸變?cè)絽柡?，但?duì) Al2O3 晶格的總體影響并不大。 晶胞參數(shù)的計(jì)算與分析利用 Jade 軟件對(duì)樣片進(jìn)行晶胞精細(xì)化計(jì)算。用 Jade 分析燒結(jié)后的三組樣品發(fā)現(xiàn)： 1樣品為 ，2樣品為()2O3，3樣品為 。用 Jade 分析預(yù)燒后的 1樣品，發(fā)現(xiàn)主要晶型為 Al2O3，還有就是 βCrO2 和 αCrO2。說(shuō)明濃度的變化對(duì)晶格的影響很小，這主要是由于 Cr3+的半徑與 Al3+的半徑相差不大，離子替換對(duì)晶格的畸變影響很小。） 。/s，測(cè)量衍射角范圍為 10176。3) 在上述 4 種激發(fā)波長(zhǎng)下，3 組樣品都顯示出了上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性，即受到泵浦光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射出比激發(fā)光波長(zhǎng)更短的熒光。發(fā)射光譜(a) ，激發(fā)光譜(b、c )b c第 13 頁(yè) 共 19 頁(yè)從 4 幅圖中可以看出：1) 3樣品的峰強(qiáng)度，總體看來(lái)是依次降低。發(fā)射光譜（左） ，激發(fā)光譜（右）圖 53 2樣品的熒光光譜。本實(shí)驗(yàn)與曾智江等人在氧化鋁透明陶瓷中Cr 3+的發(fā)光性能一文中測(cè)得的670nm與697nm兩處發(fā)射峰有些許差異，大概是因?yàn)閾诫s濃度的差異引起，曾智江等的%，本實(shí)驗(yàn)1樣品摻雜濃度更高，%。 發(fā)射光譜與激發(fā)光譜 燒結(jié)后每組樣品的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜圖52為 1樣品的熒光光譜，由圖可知，1樣品的主要發(fā)射峰位置在691nm處，而且相當(dāng)尖銳。C高溫下保溫 2h。對(duì)每組樣品稱(chēng)量、壓片。第 10 頁(yè) 共 19 頁(yè)⑺ 造粒。將3組粉料分別均勻地倒入坩堝槽內(nèi)，并稍微緊壓，使粉料更致密。C恒溫下烘干48h。⑶ 抽濾。采用濕磨的方法，既可以增加粉末粘附于研磨機(jī)的幾率，又可以減少對(duì)球磨機(jī)的磨損，所以本實(shí)驗(yàn)采用濕法球磨。4 樣品的制備本實(shí)驗(yàn)通過(guò)向 Al2O3 粉末中分別摻雜不同濃度的 Cr 粉，經(jīng)過(guò)燒結(jié)等工藝，制得 Cr 摻雜氧化鋁陶瓷片樣品，并測(cè)試了各組樣品的光學(xué)、電學(xué)性能。冷卻階段有淬火急冷、隨爐快冷、隨爐慢冷或緩冷和分段保溫冷卻等多種方式。超出這個(gè)范圍，瓷體氣孔率都增大，機(jī)械性能和電性能降低。C，大多數(shù)功能陶瓷只有 10～20176。 保溫階段保溫階段是陶瓷燒結(jié)的主要階段，在這一階段各組分進(jìn)行充分的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，以獲得要求的致密、結(jié)構(gòu)和性能的陶瓷體。這時(shí)升溫不能太快，否則會(huì)造成結(jié)構(gòu)疏松，變形和開(kāi)裂。第 8 頁(yè) 共 19 頁(yè) 燒結(jié)燒結(jié)是使成型的坯體在高溫作用下致密化，完成預(yù)期的物理化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到所要求的物理化學(xué)性能的全過(guò)程。C，其中 500～900176。C/h，400176。C 時(shí)保溫 1h；100～350176。坯片的大小、厚薄不同，排膠升溫曲線(xiàn)不相同。C/min 的速度升溫，至 250176。干壓坯件的排膠工藝。 排膠Al2O3 陶瓷成型時(shí)多采用有機(jī)黏合劑，在煅燒時(shí)，有機(jī)黏合劑從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)，從坯體中排出。3) 加壓速度和時(shí)間。成型壓力的大小直接影響瓷坯的密度和收縮率。單面加壓時(shí)，直接受壓一端的壓力大，密度大；遠(yuǎn)離加壓一端的壓力小，坯體密度也小。干壓常用黏合劑有石蠟，酚醛清漆，第 7 頁(yè) 共 19 頁(yè)聚乙烯醇水溶液，水、油酸、煤油混合物，亞硫酸紙漿廢液，苯膠。該方法生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng)化，制品燒成收縮率小，不易形變。它應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：1) 要有足夠的黏性，以保證良好的成型性和坯體的機(jī)械強(qiáng)度；2) 經(jīng)高溫煅燒能全部揮發(fā)，坯體中不留或少留黏合劑殘余雜質(zhì)；3) 工藝簡(jiǎn)單，沒(méi)有腐蝕性，對(duì)瓷料性能無(wú)不良影響。為了滿(mǎn)足成型要求，坯料中一般要加黏合劑。霧滴與塔中的熱氣混合，使霧滴干燥成干粉，由旋風(fēng)分離器吸入料斗。加壓造粒是將混合了黏合劑的粉料預(yù)壓成塊，然后再粉碎過(guò)篩。但是，粉料越細(xì)，流動(dòng)性越不好；此外，比表面積增大，粉料占的體積也大，干壓成型時(shí)就不能均勻地填充模具的每個(gè)角落，容易造成空洞，邊角不致密，層裂，彈性后效等問(wèn)題。同時(shí)，坯料中有機(jī)物的腐爛作用可提高坯料的可塑性。因此，必須把這種泥餅放在不見(jiàn)日光、空氣不流通的室內(nèi)或密閉容器內(nèi)，保持一段時(shí)間，這種操作稱(chēng)困料或陳腐。 漿料壓濾、困料工業(yè)生產(chǎn)上一般采用壓濾的方法除去濕法細(xì)磨漿料中的水。行星磨也叫微粒球磨機(jī)。為了減少雜質(zhì)污染，一般可采取的措施有：①球磨時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)；②球磨罐要鑲襯里（可用瓷瓦、橡皮或耐磨塑料等，小球磨可用尼龍罐、塑料罐等） ；③球可用鵝卵石、燧石、瑪瑙等，也可用人造的瓷球（如氧化鋁瓷球，或與原料組成近似的瓷球） 。長(zhǎng)時(shí)間球磨還會(huì)引入較多雜質(zhì)。由于水或其他分散介質(zhì)的劈裂作用，濕磨效率比干磨要高。⑹ 分散介質(zhì)的影響。通常的比例為球：料：水=(1～)：1：(～)；⑸ 助磨劑的影響。影響粉碎和混合效率的因素有以下 7 個(gè)：⑴ 球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速應(yīng)選擇略低于臨界轉(zhuǎn)速；⑵ 球磨機(jī)內(nèi)磨球大小的配比、磨球形狀、硬度、質(zhì)量。但當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)就會(huì)失去粉碎作用。球磨是最常用的一種粉碎、混合方法。粉料的制備方法包括機(jī)械加工法（也稱(chēng)固相法） ，液相法和氣相法。根據(jù)試驗(yàn)，確定合適的煅燒溫度。C 的高溫煅燒，煅燒后的材料稱(chēng)為燒塊。C 煅燒，此時(shí)，堿金屬離子與 H3BO3 反應(yīng)并揮發(fā)掉。C 時(shí)轉(zhuǎn)化近于完成，并有一定體積收縮。第 4 頁(yè) 共 19 頁(yè)因此，制備氧化鋁陶瓷時(shí)要對(duì) Al2O3 進(jìn)行煅燒，使 γAl2O3 轉(zhuǎn)變?yōu)?αAl2O3。稱(chēng)量時(shí)應(yīng)盡量做到迅速、準(zhǔn)確。因此，在稱(chēng)量之前原料必須進(jìn)行干燥，除去其中的水分。將各原料的摩爾比除以該原料的純度，得到各原料的修正值；3) 計(jì)算各原料的質(zhì)量；4) 計(jì)算質(zhì)量百分比。顆粒內(nèi)部的氣孔占整個(gè)體積的 1/4～1/3 。3 氧化鋁陶瓷的制備工藝過(guò)程氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程一般包括原料處理和加工、備料、成型、燒結(jié)。第一類(lèi)為變價(jià)氧化物，如 TiOCr 2OMnO 2 等。熔點(diǎn) 2050176。其中氧離子占密排六方介電位置，鋁離子配置在氧離子組成的八面體間隙中，但只填 2/3，如圖 22。βAl2O3 并不是 Al2O3 的變體，而是一種含量很高的鈉的多鋁酸鹽礦物，化學(xué)式為 Na2O?11Al2O3，密度 。γ Al2O3 密度小，高溫不穩(wěn)定，可以轉(zhuǎn)化為 αAl2O3，密度隨加熱溫度升高而發(fā)生變化，圖 21 為γAl2O3 加熱時(shí)的密度變化。此外，稀土摻雜氧化鋁粉末在光學(xué)高溫傳感方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用潛力 [8]。這些優(yōu)異的性能使透明陶瓷逐漸成為研究熱點(diǎn) [5]。如今，研究 Al2O3陶瓷在透明、耐高溫、上轉(zhuǎn)換發(fā)光等方面的應(yīng)用很多，遺憾的是至今尚未有研究Cr摻雜濃度對(duì)氧化鋁陶瓷的光電特性的影響的報(bào)道，此課題恰好可以填補(bǔ)這方面的空白；亦可為旨在提高氧化鋁陶瓷光電特性的研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。2022年，曾智江等 [3]采用傳統(tǒng)無(wú)壓燒結(jié)工藝制備出透明性良好的摻Cr 3+氧化鋁陶瓷，并測(cè)定了其吸收光譜、發(fā)射光譜和激發(fā)光譜、結(jié)果表明Cr：Al 2O3陶瓷吸收峰與紅寶石單晶一致，吸收截面大小與紅寶石單晶相近；陶瓷中Cr 3+離子所處格位的晶場(chǎng)強(qiáng)度較紅寶石單晶弱，但其發(fā)射譜仍相當(dāng)尖銳。新型無(wú)機(jī)材料不僅熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損，而且一些特殊陶瓷還具備一些特殊的物理性能。 Cr doped。本文介紹了摻Cr氧化鋁陶瓷的制備流程，采%、%、%的Cr摻雜Al2O3樣品，通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、熒光分光光度計(jì)、四探針測(cè)試儀的測(cè)試，分析了摻雜不同濃度Cr對(duì)氧化鋁陶瓷光學(xué)、電學(xué)性能的影響。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。分類(lèi)號(hào)： U D C：D10621408(2022)29250密 級(jí)：公 開(kāi) 編 號(hào)：2022033040成 都 信 息 工 程 學(xué) 院學(xué) 位 論 文不同摻雜濃度對(duì) Al2O3:Cr 光電特性的影響論文作者姓名：申請(qǐng)學(xué)位專(zhuān)業(yè)： 應(yīng)用物理學(xué)申請(qǐng)學(xué)位類(lèi)別： 工學(xué)學(xué)士指 導(dǎo) 教 師 姓 名 （職 稱(chēng) ）：論文提交日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏(yíng)利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日不同摻雜濃度對(duì) Al2O3:Cr 光電特性的影響摘 要氧化鋁陶瓷具有絕緣、高機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫的性質(zhì)，氧化鋁也可做成透明陶瓷、生物惰性陶瓷等功能材料。關(guān)鍵詞：Al 2O3陶瓷；Cr摻雜；濃度；固相燒結(jié)法；光電特性The Influence of Various Doping Concentration on Photoelectric Properties of Al2O3: CrAbstractAlumina ceramics has high mechanical strength, insulation, high temperature resistant properties, also can make it as function material like transparent alumina ceramic, biological inert ceramics, and so on. In this article, the preparation of alumina ceramics doped with Cr process have been described and a concentration of three groups, namely, %, % and % of the Cr doped Al2O3 sample have been prepared. Through Xray diffraction (XRD), fourprobe meter test and Spectrofluorophotometer, it analyzes optical properties and electrical properties of doping Cr with alumina ceramics. Th