Co2+：Mg（Ba，Sr，Ca）Al2O4纳米复合材料的制备及其性质的表征

论文摘要

可饱和吸收被动调Q开关材料与主动调Q开关材料相比,具有结构简单,价格便宜,具有使用方便和较高的转换效率等优点。在材料的使用过程中无需上高电压,因而不会产生电的干扰,运转可靠等优点,另外,此开关材料的价格低廉,小型、洁净,可成为“绿色环保”开关。因此近年来,被动调Q开关材料的研究成为人们广泛关注的热点。1.54μm波长的激光对人眼是安全的,因此该波段的可饱和吸收被动调Q开关材料更是材料研究领域中的热点之一。 自从20世纪90年代以来,掺有过渡金属钴离子的镁铝尖晶石MgAl2O4（MAO）单晶材料在作为固态激光器的调Q开关材料得到了广泛的应用和发展。Co2+:MgAl2O4单晶体用作1.54μm波段的被动调Q开关材料,已实现了激光输出。采用溶胶-凝胶技术制备Co2+:MgAl2O4透明玻璃陶瓷材料国内外尚未见报道。为此,我们采用溶胶-凝胶制备技术,制备成本低廉的Co2+:MgAl2O4纳米多晶玻璃陶瓷材料,以用作被动调Q开关材料,具有重要的科学意义和应用价值。 本文对相关的纳米材料及制备技术进行了大量调研和分析,在此基础上,采用溶胶-凝胶技术方法制备了Co2+:MgAl2O4/SiO2纳米晶复合材料和Co:MgAl2O4纳米多晶粉体材料,以及BaAl2O4和Co2+:Ba（Sr,Ca）Al2O4纳米多晶粉体材料,分析了热处理温度与材料的微结构及性能之间的关系,得到了一些创新性结果。 本论文的主要内容和结论如下: 1.CoO-MgO-Al2O3-SiO2纳米多晶复合材料的制备及性能研究 首次采用固态醇盐水解的溶胶-凝胶方法,制备了不同配比以及掺杂钴离子不同含量的透明块状CoO-MgO-Al2O3-SiO2纳米多晶复合材料,并对材料在不同温度下进行热处理,研究了材料的热处理温度与材料微结构及性能之间的关系。 采用溶胶-凝胶法,以高纯的正硅酸乙酯（TEOS）、分析纯的异丙醇铝（Al（OPri）3）、硝酸镁（Mg（NO3）2·6H2O）、硝酸钴（Co（NO3）2·6H2O）为原料,硝酸（HNO3）为催化剂,制得了不同组成的xCoO-MgO-Al2O3-SiO2（x=0.2,0.4,0.6,0.8）（mol%）的凝胶,经老化、热处理以后得到了Co:MgAl2O4/SiO2块状透明的纳

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 2O₄（MAO）简介'>§1.1 镁铝尖晶石MgAl₂O₄（MAO）简介
• §1.2 调Q开关材料国内外研究现状
• §1.3 纳米材料简介
• §1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 溶胶凝胶法制备纳米材料概述
• §2.1 引言
• §2.2 溶胶凝胶法制备纳米材料的原理和过程
• §2.3 优点
• 2O₃-SiO₂的制备与性能研究'>第三章 透明块状材料CoO-MgO-A1₂O₃-SiO₂的制备与性能研究
• §3.1 引言
• §3.2 材料制备和热处理
• §3.2.1 凝胶的制备
• §3.2.2 凝胶的热处理
• §3.3 性能测试表征
• §3.3.1 X-射线粉末衍射
• §3.3.2 吸收光谱分析
• §3.3.3 荧光发光光谱
• §3.4 小结
• 2_:MAO纳米材料的制备与表征（以柠檬酸为络合剂）'>第四章 Co²_:MAO纳米材料的制备与表征（以柠檬酸为络合剂）
• §4.1 实验
• 2+:MAO溶胶的制备'>§4.1.1 Co²+:MAO溶胶的制备
• §4.1.2 热处理
• §4.2 微结构与性能表征
• §4.2.1 X-射线粉末衍射
• §4.2.2 透射电镜观察
• §4.2.3 红外光谱分析
• §4.2.4 吸收光谱
• §4.2.5 荧光发光光谱分析
• §4.3 小结
• 2+:MAO纳米材料的制备与表征（以乙二醇为络合剂）'>第五章 MAO及Co²+:MAO纳米材料的制备与表征（以乙二醇为络合剂）
• §5.1 实验
• 2+:MAO的凝胶的制各'>§5.1.1 MAO及Co²+:MAO的凝胶的制各
• §5.1.2 热处理
• §5.2 微结构与性能表征
• §5.2.1 X-射线粉末衍射
• §5.2.2 透射电镜观察
• §5.2.3 红外光谱分析
• §5.3 小结
• 2O₄及Co:Ba（Sr，Ca）Al₂O₄系列材料的制备及其性能表征'>第六章 氧化物BaAl₂O₄及Co:Ba（Sr，Ca）Al₂O₄系列材料的制备及其性能表征
• §6.1 实验
• 2O₄及0.4Co：Ba（Sr，Ca）Al₂O₄凝胶的制备'>§6.1.1 BaAl₂O₄及0.4Co：Ba（Sr，Ca）Al₂O₄凝胶的制备
• §6.1.2 热处理
• §6.2 微结构与性能表征
• §6.2.1 X-射线粉末衍射
• §6.2.2 透射电镜观察
• §6.2.3 红外光谱分析
• §6.2.4 荧光发光光谱
• §6.3 小结
• 第七章 总结
• §7.1 主要结论
• §7.2 主要的创新性结果
• §7.3 有待于深入研究的内容
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表