1． 纳米极TiO 2微胶粒的制备将钛粉与适量浓盐酸放入溶样管中，在N，保护下，水浴加热使钛粉溶解，形成TiCl 溶液。经过滤，用去氧的蒸馏水和稀盐酸将其稀释至所需浓度。将配好~TiCl 溶液加入到光化学反应器中，以30mj/mjn流量通入Ai气以防止Ti0 离子被空气氧化，在一定温度、酸度及搅拌条件下，利用紫外光源照射进行光化反应，制得粒径为15～30nm的TiO。微胶粒。光化反应的主要反应式为：2．纳米TiO 2微胶对云母钛表面修饰实验将立华颜料珠光颜料与纳米级TiO 微粒子胶体溶液制成悬浮液(L /S=25)，在一定温度、pH值及搅拌条件下进行反应，一定时间后过滤，水洗至无Cl，烘干后于800-900。C下煅烧1～2h，便制得以金红石型纳米TiO，微粒子包覆的改性云母钛珠光颜料。据实验表明此种方法可使颜料的平均反射率提高5%左右，包覆层更加致密光滑，可明显改善珠光效应。表面网印的最佳工艺参数为pH=1．50，反应温度为75。C，搅拌速率为170Y/m_n，反应时间4h。混入带有与纳米TiO，微粒子呈异号电荷的杂质离子，将破坏纳米TiO，微粒子的单分散性而导致其絮凝，影响网印效果。对网印后的珠光颜料于800～900。C煅烧，使其晶型由锐钛型基本转化为金红石型，珠光效应更佳。 立华颜料是作为网印油墨、涂料等的着色剂而使用的材料，一般不溶于水、油或溶剂，应用过程中以微细颗粒状态分散于介质(基料)中。为了充分发挥珠光颜料的着色力、遮盖力等性能，颜料除必须有一定细度外，还必须能与基料很好的混溶。由于珠光颜料表面包覆的TiO。具有强极性，在有机物中易凝聚成团并沉降，其分散性和分散稳定性都很差，直接影响了珠光颜料本身优异性能的发挥和进一步的推广应用，因此必须对其进行表面处理。可用于珠光颜料表面改性，以提高其分散性的表面改性剂很多，如偶联剂、表面活性剂、有机硅等。立华塑胶颜料采用有机硅表面活性剂对珠光颜料进行表面色膜改性，极大地改善了珠光颜料在油墨中的分散稳定性，提高了珠光颜料的使用性能，方法简单，成本低，效果好，具有工业价值，其方法如下：将5g珠光颜料均匀分散于适量无离子水中，搅拌升温至包膜所需温度，加入有机改性剂，表面改性剂必须能在颜料表面形成致密均匀的薄膜，隔离TiO，极性基团，同时又能与有机物结合，起中介作用将极性的无机物与非极性的有机物连接在一起。分子中的有机官能团乙烯基含有双键，性质活泼，极易与油墨或油漆中的树脂等有机物反应，从而又能与非极性的有机物很好地结合；同时，分子中的C—Si或C—Si—O键具有优良的温润性能和疏水性，其降低表面张力的能力可达~lJ20mN/m，使得珠光颜料在有机物中能迅速地湿润并分散开来，达到良好的分散和稳定状态。剂，其用量为珠光颜料质量的0．2%～0．8%，恒温包膜1 h后冷却搅拌0．5h，直接过滤干燥即得产品。所用有机改性剂有甲基含氢硅油、聚乙烯醇等。实验发现，经有机硅化合物改性的颜料在油墨中具有很好的分散稳定性，而导致颜料改性效果差的原因在于各种改性剂的改性机理不同。由于珠光颜料表面包覆的二氧化钛分子极性很强，使得颜料表面易吸附水分子并使水分子极化而形成表面羟基，从而亲水疏油。对颜料进行表面改性的目的是使颜料表面不具有极性分子。A一151分子结构式为：CH，=CH—Si(OC，H ) ，分子中的乙氧基为水解性基团，在水溶液中可水解成为羟基CH，=CH—Si一(OH) ，这些羟基与活性硅相连，极性很大，能够在颜料颗粒表面产生化学吸附，通过氧桥与二氧化钛颗粒牢固相连而均匀地包覆在颜料表面，方程式如下：CH2=CH—Si一(OH)3+3TiO2-OH--,CH2 CH—S__(O—TiO)3+3H3OA1 51的用量对珠光颜料分散性的影响较大。用量太少，会使包膜不充分或不均匀致密，分散性自然不好，随着A151用量的增加，放置同样时间后颜料沉淀，质量分数减少，即珠光颜料在油墨中的分散稳定性增加。但用量达到一定值后，颜料的分散性不再增加，说明只要表面处理剂在颜料表面形成一层致密均匀的薄膜，就能起到隔离TiO，极性基、改变颜料表面性质、提高颜料分散性的作用。同时，改性剂用量太多还会影响珠光颜料的光泽。实验结果表明，A151与珠光颜料的最佳质量比为0．6：100。为此，我们今后研究和开发的重点方向是：(1) 立华塑胶颜料为了更好地改善珠光颜料的性能对珠光颜料的形成机理做更深入的研究。(2)着重对主要使用的表面处理剂(如氧化硅、氧化铝等)的性能及其对颜料的影响进行更深入地研究。(3)立华塑胶颜料对珠光颜料进行结构改善，研究多覆层着色珠光颜料的制备技术和工艺条件。(4) 由于金红石晶的高珠光色彩，开发金红石化促进剂对制备高质量的珠光颜料有着重要意义。(5)由于人们对珠光颜料色彩需求的提高，制备新型彩色和变色所以立华塑胶颜料对珠光颜料也是当前研究和市场开发的重点
矿山开采出来的云母原矿，经第一次手选选出工业原料云母，再经多次加工，分选成各类规格的成品云母片，整个加工过程中，产生大量云母边角料。以白云母为例，从矿山开采云母原矿经第一次加工，只能选出约30%的工业原料云母(≥4cm2)，其余的便成为云母渣和其他废料。这些工业原料云母经第二次加工，只能选出15%左右的厚片云母。再进一步剥离成薄片，加工成各种零件，还有大量的损失。从云母开采到加工成各种类云母成品，总的利用率不超过3%～10%。其余90%以上都是云母碎渣。
在我国，云母加工厂中剥片后的云母废渣，以及云母零件加工后的云母边角料，除了一部分用于造纸和制云母粉外，一部分被废弃。长期堆积，资源浪费，还造成环境污染。
在云母工业中，所谓综合利用，是指除使用大片云母以外，还充分利用开采出来的一切细碎云母，还包括合成云母中的细碎云母，以提高企业的经济效益。云母综合利用的途径非常多，归纳起来主要有以下几个方面:①生产云母纸;②生产云母粉;③生产云母陶瓷;④生产云母熔融制品;⑤生产云母珠光颜料;⑥生产云母增强塑料。
由于综合利用途径的扩大，以及各种云母制品品种的增加，云母企业的产品结构从过去以生产大片云母为主的产品结构，已逐渐转移到现在以加工碎云母为主要产品的产品结构。如云母纸的大量生产，在大型电机中已大量取代了云母薄片产品。产品结构转变的另一个特点是生产电气材料转向生产非电气应用材料。
一、生产云母纸及其制品
长期以来，云母一直是电气工业中不可缺少的绝缘材料。例如10万千瓦，10千伏级的两极汽轮发电机，要用1000kg云母带，其中云母约占450kg。目前，虽已出现很多新材料，但还没有任何一种绝缘材料能够取代云母。随着电气工业的发展，对云母的需求量不断增加。但云母开采困难，剥制片云母全凭手工操作，出成率极低，解决这一矛盾的有效途径就是云母纸的制造与利用。
云母纸首先由法国研制成功，于1947年投入生产并取得专利权。云母纸制造技术与大规模集成电路、高温塑料、光导纤维并驾齐驱，在国外被誉为对当代电气、电子工业作出重要贡献的四大技术之一。可见云母纸的制造在现代化技术中的重要作用。
我国自20世纪60年代后，依靠本国的技术力量，也研制成功了粉云母纸，70年代后又先后研制成功大鳞片云母纸、合成云母纸等新型材料。目前在大电机上几乎全部用粉云母纸做主绝缘体。
(一)云母纸的生产工艺
云母纸的整个生产工艺过程及设备同其他类纸相比，最大的差别在于制浆工艺不同。云母纸的生产工艺如下:
制造云母纸浆→云母纸抄造→成品整理→胶粘剂→补强材料→云母纸制品
(二)云母纸浆的制造
将厚度为毫米级的碎云母破碎成厚度为微米级以下的细小云母鳞片，然后将适合于制造云母纸的云母鳞片分选出来，并与一定数量的水混匀的过程，就是云母纸浆的制造过程。
云母纸是由多层云母鳞片之间的吸引力(范德华力等)结合在一起而形成的。因此，面积越大，厚度越薄的云母鳞片，制成的云母纸性能就越好。为了保证云母纸的质量，云母纸浆鳞片应符合如下要求:薄片厚度为微米级;鳞片厚度比50～100以上;鳞片面积大小均匀;表面缺陷少;表面清洁纯净，未受污染。
云母纸浆的制造方法一般采用煅烧化学制浆法、水力制浆法等。
1.煅烧化学制浆法
将精选的云母碎片经高温煅烧脱去云母结构中的结构水，使云母碎片沿垂直于解理面的方向膨胀，质地变软，再用化学处理，使云母片充分地解理分裂，再洗涤、搅拌，这种方法叫煅烧化学制造法，俗称熟法。抄造成的云母纸叫熟云母纸，又叫粉云母纸，工艺流程如下:
非金属矿产加工与开发利用
化学处理法又分为:
(1)酸碱法
将煅烧云母不经冷却就放入浓度为2%～10%的Na2CO3溶液中浸泡5～30分钟，再加入浓度为2%～3%的HCl或H2SO4，使其发生中和反应，产生大量的CO2气体，促使已初步膨胀的云母片进一步膨胀破裂，然后经机械搅拌，加水清洗成云母浆。
(2)碳酸铵法
将煅烧后的云母熟料浸没在碳酸铵溶液中，然后将吸泡了碳酸铵溶液的熟料在反应釜中加热到100～400℃，(NH4)2CO3就分解成CO2和NH3，云母层被进一步撑开破裂，搅拌成浆。
(3)酸处理
将云母熟料浸没在2%～5%的稀酸中，加热处理成浆，处理条件为:固∶溶液为1∶8～1∶12，处理温度为90～100℃，时间为30～60分钟。
2.水力制浆法
在特制的腔体内，用高压喷射水流将云母片剥离破碎成细小鳞片，然后用选矿方法将适合造纸的云母鳞片分选出来的方法。其过程为:
云母碎料→分选→水洗→水力制浆→水力旋流分级→脱水浓缩
(三)云母纸的抄造工艺
云母纸的整个生产工艺过程及设备同生产其他类型的纸相比，最大的差别在于制浆工艺不同。云母纸的抄造工艺及设备，从整体看与其他各类纸和纸板的制造工艺和设备相同。
造纸机的构成:网部、压榨部、烘干部、整饰部、卷取部、传动部等。浆料池中的2%～3%浓度的云母浆用水稀释到～的浓度。放入顺流溢浆式网槽内。圆网笼一转入网槽浆液中，就开始对浆液的过滤作用，即浆体水分漏过筛网，云母片就滤在网笼上，当浆液流速与网笼的线速度一致时，就能够均匀上浆，形成均匀的云母纸胎。
云母纸胎随着圆网笼在网槽内不停的转动而连续成型，成型的纸胎在伏辊的作用下，由无端环形毛毯包绕而过，由于毛毯的比表面积远远大于圆笼的比表面积，所成的湿胎纸就被转附在毛毯上，被毛毯托住，经真空吸水箱、压榨部进一步脱水，在此抄造过程中，网部脱去的水分约为95%～98%，在毛毯的保护下，传送到蒸汽烘缸部分干燥，再送到卷纸部分卷取，即为云母纸的抄造成型过程。
(四)云母纸制品
不论是煅烧型云母纸(熟纸)还是非煅烧型云母纸(生纸)，其机械强度都很低，一般不能直接使用。因为云母鳞片之间全靠剩余键力结合，而且云母鳞片新鲜表面很易吸收水分、羟基以及其他类型的离子或分子气体，这样就影响了云母的紧密结合，所以云母纸需与胶粘剂、补强材料一起做成各种制品，如云母板等，才能满足不同用途的要求。
1.原材料及要求
1)云母纸胎:经检验合格的云母纸胎。
2)胶粘剂:应选用电气绝缘性能好、防潮、耐水、耐药品、热稳定性好、胶粘能力优异、机械强度高的胶粘剂。如虫胶，改性有机硅胶，改性有机钛环氧胶，聚酯还氧胶，磷酸盐，硼酸盐等。
3)补强材料:常用无碱玻璃布，云母带纸(桑皮纤维所制，高度浸渍能力，机械性能好，厚度为～，拉力大，重量轻)，电话纸(不经漂白的硫酸纸浆制成)，聚酯薄膜，全芳香族聚酯酰铵纤维纸等。
2.生产工艺
将云母纸和补强材料裁成要求大小，据成品厚度搭配毛坯，涂刷胶粘剂后，在100～130℃温度下烘熔，以10～20kg/cm2的压力压制5～30分钟，冷却至室温后出料。工艺过程如下:
云母纸+补强材料+胶粘剂→经热压固结而成。
3.常见的云母纸制品
根据胶粘剂的种类、用量和补强材料不同，将云母纸制品分为粉云母带、柔软粉云母板、塑型粉云母板、耐热粉云母板、粉云母箔等。
(1)粉云母带
如:多胶粉云母带:含胶35%以上，厚度～;
少胶粉云母带:含胶量5%左右，厚度;
三合一粉云母带厚度～;
防火粉云母带:厚度～;
柔软云母板:厚度;
粉云母纸:厚度～。
(2)塑型粉云母板
塑型粉云母板在常温下是硬质板，稍脆，加热时变软，有可塑性，在外力作用下可以制成不同形状的零件，如管材等。
生产方法:先将玻璃布平铺于工作台上，均匀地刷上配好的胶粘剂，平放粉云母纸再刷胶粘剂。根据制品的厚度而增加粉云母纸的张数。如果是双面补强，则再加上一层玻纤布，而后将此制好的塑型粉云母板坯放在铁丝网上，140～150℃烘干2h。将烘干的毛坯按厚度叠成板坯，按柔软粉云母板相同的顺序排料，而板坯张数则根据厚度要求来确定，摆平后进行压制。压制条件为140～160℃预热20～40分钟，而后在15～20kg/cm2压力下压制15～20分钟。
(3)耐热粉云母板
改进的耐热粉云母板主要取决于胶粘剂。云母本身耐热在600℃以上，耐热胶粘剂有无机胶粘剂、有机胶粘剂(特殊型的)和有机与无机混合胶粘剂等。如:耐热有机硅胶、磷酸铵类、磷酸铝类、硼酸盐类、硅酸盐类。
(4)粉云母箔
由粉云母纸、胶粘剂与补强的玻纤布或电话纸经烘熔压制而成，它在一定温度下具有可塑性，可做电机、电气卷绕绝缘材料。
二、云母陶瓷
(一)概述
云母陶瓷可分为天然云母陶瓷和合成云母陶瓷，天然云母陶瓷又称为云母玻璃(国外常称glass bonded mica)，合成云母陶瓷又称陶瓷塑料(国外称supramica或eramoplas-tic)。英国人在1918年首先搞成熔融玻璃黏结云母来制造板材，1921年美国获得了用天然云母生产云母陶瓷的专利，我国在20世纪60年代初开始进行天然云母陶瓷的研究，并进行了小批量生产。
云母陶瓷的生产，通常是先将云母粉碎，然后与特种玻璃粉或其他无机粉料按一定比例混合，经压坯、焙烧、热压或注射成型、退火等工艺制成的一种复合材料。
(二)生产工艺
1.原料要求与配方
云母陶瓷的原料组成为云母粉、玻璃粉、少量矿化剂或助熔剂。
云母粉:纯度>98%，水分<，粒度60～100目≥60%、100～200目≤30%，－200目≤10%。
玻璃粉:选用软化点低，浸润性好的铅玻璃(PbO=，B2O3=)，要求粒度为－200目，800℃澄清均化，使云母在高温下不至于结构被破坏，从而不失去云母原有的性质。
矿化剂:能起助熔剂作用，降低烧结温度。矿化剂种类有K2CO3，Na2CO3，AlF3，PbF2，Na3AlF6，K3AlF6。添加量为1%～3%。
配方:通常玻璃粉质量占30%～50%，云母粉占50%～70%，矿化剂占1%～3%。
如果热压产品形状复杂，可适当增加玻璃粉用量，使其≥60%，增加云母粉细度。
如果热压产品形状简单，可适当增加云母粉用量，云母粒度可稍粗，这样压出来的产品在电性能、强度、热稳定性等方面更为理想;注射成型工艺中，要增加玻璃粉用量。
2.热压成型工艺
非金属矿产加工与开发利用
脱模后，为了消除热应力，需要对其退火。将脱模后的产品放入隧道炉中，使入炉温度与脱模温度相近，并使温度均匀降低，降温速度为30℃/h，当出口温度低于60℃时出炉，即得云母陶瓷成品。
(三)云母陶瓷的特点及用途
云母陶瓷是一种复合物，兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点，即既具有塑料那样的热塑性，又具有云母的优良的电气绝缘性和可加工性，还具有陶瓷的耐高温性，是一种具有多种性能的复合材料。
云母陶瓷制品主要用在电气设备中做绝缘件，在邮电、无线电、宇航等方面有其广泛的应用。
云母陶瓷的品种较多，除了用熔融玻璃做黏结剂的云母陶瓷以外，还有磷酸盐结合云母陶瓷，热压纯云母陶瓷等，生产工艺均相近。
三、云母珠光颜料
(一)概述
自古以来，珍珠与宝石一样是贵重的装饰品，珍珠之所以能作为装饰品，是由于它具有珍珠光泽。人们早就盼望用人工的方法制造出珍珠光泽的装饰品。早在17世纪中叶(1650年)巴黎的捻珠制造商从淡水鱼(obeitte)的鱼鳞中提取鸟嘌呤的微细晶，即具有珍珠光泽的天然珠光素，再把它分散于凝胶中，然后把这种凝胶灌入空心玻璃内，冷却固化成型，就制成了模造珍珠。
天然珠光素(别名鱼鳞)有两个缺点:一是原料来源短缺，质量低，价格高;二是色泽鲜明度容易变化，质量不稳定。
从此以后几百年中，在发展模造珍珠的同时，逐步发展起来了珠光颜料的人工合成生产技术。合成珠光颜料主要有铅的化合物，如碱式碳酸铅2PbCO3·Pb(OH)2，主要用于陶瓷彩釉、美术、化装用品、防锈漆、户外用漆用珠光颜料。铋的化合物，如碱式碳酸铋(BiO)2CO3H2O，用于珠光塑料的添加剂和化妆品的附着剂。由于铅、铋化合物具有毒性，无法在食品容皿、化妆品、玩具涂层等方面使用，因此急需寻找一种无毒、廉价的珠光颜料，于是就出现了云母珠光颜料———云母钛。
几十年前，美国杜邦公司开发了一种在鳞片云母表面涂上一层二氧化钛薄膜的技术，与以往的珠光颜料天然珠光素、铅及铋化合物相比，具有原料来源广，价格低，无毒性，性能稳定，用途广等优点。目前，这种云母珠光颜料在国际上需求量很大，国内需求量也在不断增加，这是云母综合利用的一个新的重要方面。
(二)云母钛珠光颜料的制法———水解制取法
水解制取珠光云母的工艺过程:
白云母原料→湿法粉碎→分级→水解镀钛→水洗→脱水→干燥→焙烧→制品。
湿法粉碎得到的云母鳞片，其表面光滑、擦痕少、性能好、珍珠光泽强，常被采用。分级是为了获得大小合适的云母鳞片，当薄片云母大小为5～27μm时，所制得的珠光云母光泽强，能发出均匀的艳光;<5μm时光泽较均匀，>40μm时光泽强，但不能发出均匀的艳光。工业生产中镀钛所用的钛盐常用TiOSO4，，TiOSO4在水解过程中，产生的一种偏钛酸H2TiO3的物质，沉淀覆盖在云母鳞片上，形成一层均匀的H2TiO3薄膜，再将覆盖有H2TiO3薄膜的云母进行焙烧后，结晶出TiO2的晶体薄膜。其反应过程为:
非金属矿产加工与开发利用
该反应为吸热反应，并且伴有H+参加反应，故水解受两个方面的影响:温度和水解液的pH的值。温度和pH值对水解过程的影响如下:
1.温度
水解温度高，钛盐水解率增大，水解速度快，水解产物TiO2·xH2O颗粒粗，珠光效应均匀。水解的温度低，钛盐水解速度慢，生成的TiO2·xH2O颗粒细而均匀，珠光效应较强，但工业生产中，低温下TiOSO4水解率低，浪费药剂，成本增高。从珠光效果、生产成本综合考虑，95℃为最佳水解温度，既能获得较高的水解率，又能保证珠光颜料具有较佳的珠光效应。
当pH>4时，水解速度快，生成的TiO2·xH2O具有胶质特征，很难覆盖在云母表面形成云母钛，同时由于水解速度快，生成的TiO2·xH2O颗粒粗，焙烧后光泽较差。当pH<，将抑制TiOSO4的水解，引起水解率降低;另一方面，浓的热硫酸对白云母表面产生腐蚀，引起表面缺陷，粗糙度增大，使制得的云母钛漫反射加强，光泽降低。最适合的水解pH=2～。
3.水解时间
水解时间一般3～5小时就能达到水解平衡，继续延长反应时间，则使微细偏钛酸凝聚，形成粗粒集合体，难于被云母表面吸附形成云母钛。
焙烧的目的在于脱除偏钛酸中的胶体水、SO42－、SO3等杂质，使TiO2结晶，增强云母钛的珠光效应。经试验，800℃熔烧2～3h，就能完成TiO2的结晶和晶型转化。
这种工艺生产的云母钛，表面的TiO2多为锐钛矿晶体薄膜。
武汉工业大学北京研究生部吴一善等人研究结果认为:在水解过程中，加入晶形转化剂AB2化合物(具有金红石结构)，可促使云母表面的TiO2·xH2O在焙烧过程中转化为金红石型的TiO2，因为金红石型结构更为稳定，物理、光学性能更为优异，是云母钛的理想形式。
(三)云母珠光颜料的主要用途
1)塑料填料:化妆品，食品容器用塑料的填料，使制品具有珍珠光泽。
2)装饰涂料填料:如丙烯酸类塑料纽扣涂层;小轿车车身涂料填料;化妆品如唇膏、指甲油的填料。
四、云母粉的生产
(一)云母粉的用途
>5目云母粉主要用作石油钻井泥浆材料;
8～20目云母粉用作油毡屋面的材料中防粘层，防护层，电缆包裹层;
40～60目云母粉用作电焊条药皮原料;
60～120目云母粉用作云母陶瓷的基本原料;
100～－325目云母粉在油漆、橡胶、塑料等工业中用作填料。
在油漆中使用云母粉有如下优点:
1)云母粉能反射光和热能，可减少紫外线或可见光对漆膜的破坏;
2)增强涂层的耐酸、耐碱和电绝缘性能;
3)云母薄片能反光，珍珠光泽使涂层美观;
4)提高涂层的耐候性、抗冻性、抗腐性、坚韧性和密实性;
5)可代替部分昂贵的油漆颜料原料钛白粉，降低成本。
(二)云母粉的生产方法
1.干法
干法生产云母粉一般采用粗碎、细碎和超细粉碎三级粉碎工艺。
粗碎:排料粒度<25mm，常用锤式破碎机，主要是挤压、劈裂作用。
细碎:排料粒度<2mm，常用万能粉碎机，剪切力为主。
超细粉碎:进料<100目，排料粒度<325目，常用气流粉碎机，以碰撞、摩擦、剪切力为主。
干法云母粉特点:表面擦痕多、薄片破损严重、强度下降30%，但产量大、成本低。
2.湿法生产
湿法生产云母粉一般采用辊碾机，辊碾机是一只直径为180～3000cm，高90～150cm的圆形钢筒，底座衬上木块，碾辊半径50～76cm，碾辊的表面是木质或其他软制材料制成。辊碾机分为双碾辊和四碾辊两种，碾辊公转转速为15～30转/分。
生产过程是在清洗过的鳞片云母中加入30%～45%的水，形成糊状，放入辊碾机中，辊碾一定时间后，将辊碾机中的浆料稀释、过筛，送到沉淀池内再稀释，静置一段时间，把沉淀下来的粗料重新返回辊碾机中再碾磨，细云母粉的悬浮颗粒经输送管打入另一只池中沉淀36小时以上，把清水吸掉，云母粉浆料再经压滤或离心脱水、热空气干燥，可得325目的云母粉。
湿法云母粉特点:云母片擦痕少、表面光滑、对机械强度影响小，强度损失<5%，但生产工艺复杂，成本高。
五、云母增强塑料
1.概述
云母增强塑料是一种利用径厚比很大的云母鳞片，经偶联剂处理后，与热塑性树脂或热固性树脂制成的复合材料。
1972年，加拿大多伦多大学化学工程系伍法哈姆()教授首先利用云母制成云母增强塑料的复合材料。
云母鳞片要求:径厚比值越大，其制品的强度越高。
偶联剂:由于云母与塑料是两种不同性质的物质，它们之间有很大程度上的不相容性，再加之云母与塑料的弹性模量不一致，界面间易产生剪切应力，影响其复合材料的力学性能。偶联剂又称表面处理剂，它能把两种不同性质的物质通过化学作用或物理作用结合起来，即它能把无机填料(云母)和有机高分子基料(塑料)两种不同性质的物质紧密地结合起来，因此，偶联剂也是无机物和有机物界面间的桥梁。常用硅烷类偶联剂对云母粉进行表面改性。
2.生产工艺
云母粉→表面改性→加入树脂混炼→熔融→注射成型→冷却→脱模。
要求云母径厚比>100，粒度分布窄，用量占工程塑料的30%～50%，最高可达70%。偶联剂的用量为填料的～3%。
3.云母增强塑料性能及用途
1)力学性能:强度高，与玻璃钢相似，其特点能使塑料在二维方向增强，而不是像玻纤或石棉只沿一个方向增强。云母增强塑料的抗拉强度、抗弯强度与玻璃钢大致相同，热变形温度比玻璃钢高，唯一的缺点是缺口冲击强度不如玻璃钢好，这一点可以通过添加少量玻纤而被克服。
2)热学性能:云母增强型塑料的热膨胀系数、收缩率在各个方向均匀下降，而不像玻璃纤维增强塑料在不同方向有不同的收缩率。
3)电器绝缘性能:击穿电压高，加上硅烷联偶剂的使用，在潮湿的环境中也能保持它的力学性能和电学性能。
4)化学稳定性好:耐酸、耐碱以及有机溶剂，云母不饱和树脂，云母环氧树脂可做防腐涂层。
5)防辐射性能好:可防止塑料老化。
6)主要用途:小型汽车前保险杠、仪表盘、轻型飞机机翼，轿车上所用的塑料大部分为云母工程塑料。
六、合成云母熔铸制品
1.概念
合成云母熔铸制品是采用合成云母碎晶片作为主要原料，经配料、熔化、浇注成型、结晶退火等工序而制成的一种耐高温、可加工、抗腐蚀的新型无机绝缘材料。
国外对合成云母熔铸制品的研究是从20世纪60年代后期开始的，20世纪70年代初，我国也开始了合成云母熔铸制品的研究和小批量生产。
2.制作工艺
(1)原料及要求
合成氟金云母:晶体化学式为KMg3〔AlSi3O10〕Fe，使用温度为1100℃，熔化温度1370℃;添加剂:ZnO，Cr2O3，Be2O3，PbO，CaF2;用量为8%，其作用主要是改变制品的结晶温度，改变晶粒的尺寸和形状，改变材料的化学稳定性。
(2)生产工艺
原料配比→熔融→浇注→结晶→退火→制品
使原料在1420℃下呈熔融状态，均化2～3h后，将流动的熔体注入模具内成型。板状制品一般用重力浇注成型，管、环状制品采用离心浇注成型;为了消除结晶过程和冷却过程所产生的内应力，必须对其退火，一般制品退火温度是从600℃开始的。
合成云母熔铸制品是一种云母微晶聚合体，经X射线衍射分析，其结构与合成氟金云母一致。
3.性能
1)机械加工性好:可用一般的机械加工方法进行切割、钻孔、铣刨、磨抛，并能加工成形状复杂的零件，其尺寸精确，表面光洁。
2)化学稳定性好:耐酸碱、耐有色金属及碱土金属熔融体的腐蚀。
3)热稳定性好:将其加热至800℃后立即放入冷水中，反复几十次也不会产生爆炸。长期使用温度1100℃。
4)电绝缘性:是很好的电绝缘材料。
5)机械强度:具有一定的韧性，但还是一种脆性材料。
4.应用
金属热处理行业:合成云母熔铸制品的加工性，耐高温性，电绝缘性，机械强度等方面，一般材料(陶瓷，塑料)都不能与之相比，用于金属热处理设备中的离子氮化炉的阴极绝缘件。
有色冶金:作输送Zn、Al合金熔体的管道材料。
国防工业:作导弹喷口喉衬材料。
我这里有很多材料，欢迎来537寻找！
荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光(通常波长在可见光波段);而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。在日常生活中，人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光，而不去仔细追究和区分其发光原理。以下是我为大家精心准备的：纳米标记材料荧光碳点的制备探析相关论文。内容仅供参考，欢迎阅读!
纳米标记材料荧光碳点的制备探析全文如下：
近年来，半导体荧光量子点因其优良的光电性能在生物、医学及光电器件等领域得到了广泛应用. 但是用于生物和医学领域最成熟的量子点，大多是含重金属镉的CdTe，CdSe 和CdS 等量子点，限制了其在生物医学领域的应用. 因此，降低和消除荧光量子点的毒性，一直是研究者密切关注的课题. 直到2006 年，Sun 等用激光消融碳靶物，经过一系列酸化及表面钝化处理，得到了发光性能较好的荧光碳纳米粒子—碳量子点( CQDs) .
作为新型荧光碳纳米材料，碳量子点不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，还具有很好的生物相容性、水溶性好、廉价及很低的细胞毒性，是替代传统重金属量子点的良好选择. 水溶性碳量子点因其表面具有大量的羧基、羟基等水溶性基团，并且可以和多种有机、无机、生物分子相容而引起广泛关注，这些性质决定了碳量子点在生物成像与生物探针领域有更大的应用前景. Zhu H和王珊珊等将PEG - 200 和糖类物质的水溶液进行微波加热处理，得到了具有不同荧光性能的碳量子点，虽然利用微波合成碳量子点可以合成修饰一步实现，但是与水热法相比荧光量子的产率并没有显著地提高. 目前，该领域的科研工作主要集中在3 个方面: 碳量子点形成与其性能的机理特别是光致发光机理、如何简单快速的制备出性能优异的碳量子点以及碳量子点如何成功高效地应用于实际之中.
本文采用单因素法分析影响荧光碳量子点合成的几种因素，寻求高性能荧光碳量子点的最佳合成条件，并比较微波法和水热法合成荧光碳量子点的优劣，为制备出高性能荧光纳米标记材料性能提供一定的实验依据和科学方法.
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器
葡萄糖( AR，中国医药集团上海化学试剂公司) 、聚乙二醇( PEG - 200，AR，中国医药集团上海化学试剂公司) 、硫代乙醇酸( TGA，AR，国药集团化学试剂有限公司) 、CS( 大连鑫蝶) 、牛血清蛋白( BSA > 99%，德国默克公司) 购自武汉凌飞生物科技公司) ; 盐酸( HCl，AR，信阳市化学试剂厂) ; 十二水合磷酸氢二钠( Na2HPO4·12H2O，AR，国药集团化学试剂有限公司) ; 二水合磷酸二氢钠( NaH2PO4·2H2O，AR，国药集团化学试剂有限公司) ; 氢氧化钠( NaOH，AR，国药集团化学试剂有限公司) .
荧光分光光度计( LS55 型，PerkinElmer，American) ; 紫外- 可见吸收光谱仪( U - 3010 型，Hitachi，Japan) ; 纯水仪( UP 型，上海优普实业有限公司) ; 台式电热恒温干燥箱( 202 - 00A 型，天津市泰斯特仪器有限公司) ; 傅立叶红外变换光谱仪( VERTEX70 型，德国BRUKER 公司) ; 透射电子显微镜( JEM -2100UHR STEM/EDS 型，日本) ; 微波反应器( Milestone， Italy) ; 电子天平( METTER - TOLEDO，梅特勒- 托利多仪器( 上海) 有限公司) ; 电动搅拌器( DJIC - 40，金坛市大地自动化仪器厂) ; 智能恒温电热套( ZNHW型，武汉科尔仪器设备有限公司) ; 数显恒温水浴锅( HH - S2s，金坛市大地自动化仪器厂) ; 紫外灯.
所有光谱分析均在室温下进行. 实验中所用水为电阻率大于18 MΩ·cm 的高纯水. 紫外- 可见吸光光度计设置为: 夹缝2 nm，扫描速度600 nm/min，扫描范围200 ～ 600 nm; 荧光分光光度计设置为: 激发波长为350 nm，扫描范围为350 ～ 650 nm，扫描速度600 nm/min. 激发夹缝: 10 nm，发射夹缝: 15 nm.
1. 2 碳量子点的制备
影响碳量子点荧光性能的因素较多，其主要因素有反应物摩尔比、反应温度和反应时间. 为更好的控制实验条件，提高碳量子点的性能，采用了三因素三水平的正交实验方法. 该方法以较少的实验次数完成多条件下最优选择. 选择碳源为葡萄糖，表面修饰剂为PEG，温度分别选择为150 ℃，160 ℃和180 ℃，时间分别选择为1. 5 min，2. 5 min 和3. 5 min，PEG 与葡萄糖的摩尔比分别选择为4，5和6. 此外在确定最佳条件时，除了考虑碳量子点的荧光强度之外，还要综合考虑实验条件、产物的毒性和生物相容性等因素.称取葡萄糖2 g，将其溶解到3 mL 水中，与不同体积的聚乙二醇( PEG - 200) 混合，得到澄清溶液，然后放在微波反应器或电热恒温水浴锅中，设定一定温度和反应时间，微波辐射或水浴加热，得到不同棕红色的溶液，即碳量子点原液; 再将碳量子点原液于不同转速下离心分离纯化，测定比较其光学性能，最后选定在6000 r /min 转速下离心分离纯化，取上层清液，稀释不同倍数用于表征.
1. 3 碳量子点的表征分析
将上述得到的碳量子点稀释不同倍数后，分别用U - 3010 型紫外- 可见吸收光谱仪和LS55 型荧光分光光度计测试制得的碳量子点的光致发光性能.
紫外可见吸收光谱测定: 将制备好的碳量子点稀释若干倍( 激发波长处吸收值为0. 1) ，先进行紫外扫描确定其吸收峰位置. 以碳量子点的紫外吸收峰波长为激发波长，激发和发射狭缝均为5. 0 nm，PMT 电压设置为700 V，激发波长是290 ～ 350 nm 进行多次荧光发射光谱扫描，确定激发波长为350 nm 时，其荧光发射峰位置为435 nm 左右，碳量子点的荧光谱峰更好.
荧光光谱测定: 取2. 5 mL 左右的待测碳量子点溶液于荧光比色皿中，在室温下用LS55 型荧光光谱仪检测其荧光，激发波长为350 nm，激发和发射狭缝宽度均为5 nm，扫描波长范围300 ～ 650 nm，扫描速度1 200 nm/min.
透射电子显微镜( 加速电压200 kV) 观察碳量子点样品的微观形态和尺寸; 将得到碳量子点原液等体积与无水乙醇混匀后滴在KBr 压片上后放到台式电热恒温干燥箱中干燥直到变干，然后放于傅立叶红外变换光谱仪中得到红外谱图.
2 结果与讨论
2. 1 微波合成碳量子点的因素分析
本实验选择反应物摩尔比( n) 、反应温度( T) 和反应时间( t) 3 种影响因素，每种因素选择3 种不同的水平，即三因素三水平正交实验方法安排试验，探讨微波法制备碳量子点时对其荧光强度的影响因素，找到最优的合成条件. 根据三因素三水平的条件，选择正交表34 型.
碳量子点合成中，不同影响因素在不同水平下的趋势变化,在同一因素下，随着水平的变化，实验指标也发生变化，根据图中趋势，可以得到微波合成碳量子点的最优条件是: PEG 与葡萄糖摩尔比为6，反应温度为180 ℃，反应时间为2. 5 min，在此条件下合成的碳量子的荧光强度最好.从趋势图还可看出，微波辅助反应时间并不是越长越好，但反应时间小于3. 5 min 时，碳量子点的的荧光强度有随反应时间减少而提高的趋势.
由以上正交实验的直观分析得到了优化条件，然后在该条件下微波合成了荧光碳量子点,优化条件下制备的碳量子点与实验组中最好的第9 号实验条件下制备的碳量子点的荧光发射光谱.在其他条件相同的情况下，优化合成的碳量子点的荧光强度为234，远远大于第9 号实验组的碳量子点的荧光强度153. 17.
改变前驱溶液pH 值( 分别为3，7和9) ，对实验结果进行分析处理，随着溶液pH 值的增加，碳量子点的荧光强度先减小再增加. 在前驱体为碱性条件即pH = 9 时，所得碳量子点荧光强度最大，在酸性条件pH = 3 时次之，在中性条件pH = 7 时最小. 其原因可能是在葡萄糖-PEG 体系中，制备出来的碳量子点表面含有丰富的羟基和羧基官能团( 在图8 中得到了证明) ，在酸性条件下，由于碳量子点表面大量羟基与H + 形成大量氢键，导致体系较为稳定，碳量子点能较好的分散，所以发出较好的荧光; 而在碱性条件下，碳量子点表面的羧基与OH - 的相互作用致使体系较为稳定，碳量子点也能很好的分散; 但是在中性条件下，生成的碳量子点由于高的表面能而发生团聚，致使粒子粒径增加，粒径分布变宽.
2. 2 微波法与水热法的比较
在上述相同的优化条件下，分别采用微波法和水热法2 种方法合成碳量子点，并对其光学性能进行初步比较.
2. 2. 1 碳量子点的紫外可见吸收光谱
2 种方式得到的碳量子点的紫外可见吸收光谱图,两者的吸收峰位置都是在280 nm 左右，吸收峰位置并没有随着加热方式的变化而变化，这说明2 种加热方式形成碳量子点的机制可能是一致的. 此外，在同等合成条件下，微波法制备的碳量子点的紫外可见吸收光谱强度小于水热法的吸收峰强度.
2. 2. 2 碳量子点的荧光发射光谱
将微波优化合成得到的一组碳量子点稀释后，依次增大激发波长，观察其荧光发射波长变化. 微波合成碳量子点在不同激发波长( 340 ～ 450 nm) 下的荧光发射光谱,随着激发波长的增大，荧光发射峰位置发生红移，荧光强度也先增大后减小，其中，激发波长为350 nm 时，碳量子点的荧光发射强度最大. 因此，选择350 nm 作为本实验中碳量子点的激发波长.
2. 2. 3 碳量子点的荧光机理探讨
碳量子点的荧光性能主要来源于2 种不同类型的发射，一种是其表面能的陷阱发射，另一种是其内在的状态发射，即电子和空穴的重新结合产生的发射，也就是通常所说的量子点的量子尺寸效应所导致的碳量子点的TEM 图射. 在本文中，一方面葡萄糖的高温热解生成的碳量子点，其表面能陷阱发射产生荧光; 另一方面，PEG 可以作为碳量子点的表面钝化剂. 而在本研究中，前驱体是葡萄糖和PEG的混合物，因此，PEG 在此合成体系中，一方面发挥了稳定剂的作用，另一方面也发挥了表面修饰剂的作用，PEG 含有大量的羟基等基团，在碱性条件下，羟基等官能团引入碳量子点表面，抑制了碳量子点的缺陷状态发射，使得能够产生荧光的电子和空穴的辐射结合更加便利，即内在的本征态发射更加容易，进而提高了碳量子点的荧光强度.
2. 2. 4 碳量子点的TEM
从中可以看出，碳量子点与半导体量子点类似，外貌呈圆球形，分散性较好，尺寸分布较均匀，平均粒径在5 ～ 8 nm 左右，表明在葡萄糖热解制备碳量子点的过程中，聚乙二醇作为分散剂和表面修饰剂起到了比较好的作用，能有效防止碳量子点团聚.
2. 2. 5 碳量子点的红外光谱
不同方法制备的碳量子点的红外光谱( a. 微波法; b. 水热法)在相同的优化条件下，微波法和水热法。
2种方法得到的碳量子点的红外谱图峰位和峰形基本一致，只是吸收峰强度略有不同，这可能与碳量子点的浓度有关.
羟基伸缩振动谱带出现在3 700 ～ 3 100cm - 1区域，在大多数含羟基的化合物中，由于分子间氢键很强，在3 500 ～ 3 100 cm - 1区域出现一条很强、很宽的谱带. 在3 370cm - 1附近2 种方法制备的碳量子点都有宽化的吸收峰，是O - H 键的伸缩振动特征峰，同时在指纹区1 101 cm - 1处和1 247cm - 1同出现较强的吸收峰，分别属于C - O - C的对称收缩和不对称伸缩振荡，证明了羟基的存在; 同时在1 643 cm - 1处观察到两者的吸收峰，这是C = O的伸缩振动，证明了羧基的存在. 由此判断，碳量子点表面带有羟基和羧基官能团，这不仅增强了量子点的水溶性和生物相容性，更为后续的修饰该类碳量子点提供了有益的指导.
3 结论
通过正交实验方法初步确定了微波法制备纳米荧光碳量子点的合适实验条件为: 反应时间为2. 5 min，反应温度为180 ℃，PEG 与葡萄糖摩尔比为6，pH = 9. 合成中影响因素从主到次顺序为: 反应时间> 摩尔比> 反应温度.同时发现极差R空白> R温度，表明实验过程中，还有其他重要的因素需要探讨，其中，最可能忽略的因素是搅拌.
在相同优化条件下，水热法合成的碳量子点的光学性能要略优于微波合成的，究其原因可能除了本文提到的是否使用搅拌装置有关外，可能还与合成时碳量子点的生长速度、表面修饰程度和状态等因素有关.这些因素的联合作用，导致荧光碳量子点晶格缺陷没有得到很好的控制，而表面缺陷、边缘效应等又会导致陷阱电子或空穴对的产生，它们反过来又会影响量子点的发光性质，有待今后进一步实验验证. 总之，2 种加热方式所制备的荧光碳量子点均具有较好的光学性能，可望用于荧光标记领域.
论荧光粉的制备与发光特性 摘要：利用水解法得到SiO2溶胶，并在其中掺入Mn2+，Zn2+离子，加热烘干制得Zn2SiO4 :Mn胶体，将其在100C高温下煅烧2h，得到含Mn2+的Zn2SiO4 :Mn颗粒。研磨成粉，并用X射线进行物象分析。然后测定试样的激发光谱和发射光谱。结果表明Mn2+掺杂的Zn2SiO4 可绿色荧光。最后对这种物质的发光机理进行分析。 关键词： 胶体 硅酸锌 荧光发射 硅铍石晶体 人类进入21世纪，对各种功能材料，特别是新型发光材料的研发与应用的水平不断深入。研究表明，用掺杂等手段使各种材料性能不断改进，甚至赋予新的特性。如等人将Eu2+和Tb3+ 离子掺杂在Zn2SiO4中观察到绿色和红色荧光[1]。Zn2SiO4 :Mn荧光粉作为一种十分重要的发光材料，早在19世纪80年代就被人们所认识和利用。硅酸矿石能在紫外线（365nm）照射下发出可光，所以当时人们通过这种方法，能过更容易找到矿床。 Zn2SiO4 是一种很好的发光材料基质，呈白色粉末状，易于操作合成；Mn2+掺杂Zn2SiO4 是一种高效绿色磷光材料，被广泛应用于等离子体显示板，阴极射线管和荧光灯上。 本文采用溶胶—凝胶法。参与反应的各组分基本上在分子级混合，且各离子分布均匀，所以较之传统的固相反应法，大大缩短了反应时间（如sol-gel在800度下就得到Zn2SiO4晶相[5]），而且设备简单，易于操作。 1 实验 Zn2SiO4 :Mn的制备：（以下操作分两组同时进行） 将正硅酸乙酯（（C2H5O）4Si）25ml，乙醇（CH3COOH）25ml ，蒸馏水15ml并加入少量盐酸（约2ml）催化，搅拌30 min水解后得到SiO2溶胶（并用PH试纸调节）；取碳酸锌（ZnCO3•2HO2）和氯化锰（MnCl2•4H2O）作原料（注意；氯化锰只添加到其中的一组，另一组不用添加），然后加水溶解并逐滴加入30%的氨水助溶；将Mn2+，Zn2+（摩尔比约为1：100）的溶液加入到SIO2溶胶中，同时迅速开启磁力棒搅拌10~20min后在恒温箱中110℃环境下蒸干，制得Zn2SiO4 :Mn和不含Mn2+的Zn2SiO4胶状固体样品。 2 结果和讨论 物相分析 图1是Zn2SiO4 :Mn的X射线衍射分析结果，与纯Zn2SiO4 的X射线衍射分析结果对比，表明掺杂Mn2+的Zn2SiO4 :Mn与不掺杂的X射线衍射图相同，结构相同，与标准卡对比相等，得到的化合物是单一相，其原因是Mn2+的掺杂很少，Mn2+取代了Zn2+形成固体溶胶[6]，由于Mn2+与Zn2+离径相近（rMn=，rZn =）。所以观测到的两种物质为单一的，相是相同的。 激发光谱与发射光谱。 图2是Zn2SiO4 的激发光谱。图3是Zn2SiO4 :Mn的激发光谱。 由图2可看出未掺Mn2+ 情况下，Zn2SiO4 的激发光谱主要有320nm , 304nm , 370 nm , 380nm几个吸收峰,其中吸收峰位于λ=320 nm 处的峰值吸收最强．由图3可看出掺杂Mn2+情况下．Zn2SiO4 :Mn的激发谱中显示了2个主要的吸收峰分别是λ=294nm和λ=422nm,所以由于Mn2+ 的引人使得基质材料的能带结构发生了变化,而激发谱与材料的能带结构有关。从而掺杂的Zn2SiO4 :Mn与不掺Mn2+ 的Zn2SiO4 激发光谱完全不同．图4是未掺Mn2+纯的Zn2SiO4 试样发光谱(λ=320nm)． 在纯的Zn2SiO4 的发光峰λ=516nm,λ=625nm,λ=732nm等处但由于发光强度不够,使得发光现象不够明显。图5是掺杂Mn2+ 的Zn2SiO4 :Mn试样发射光谱(λ=294nm)时,然而采用λ=422nm,λ=356nm激发波长,所得谱线发光峰位置并不改变,只是荧光强度改变,通过观察在谱线中有较强的λ=528nm发光峰,同时观察到绿色荧光。 发光机理 Zn2SiO4 具有硅铍石晶体结构[2]，该结构中所有金属离子均处于四配位环境中。因此，Mn2+ （3d5）也应占据四配位环境的格位。在3d5 电子组态内的所以光跃迁不可能获得较高的光输出。然而在半掺杂实验中Mn2+ 的激发通过与Zn2+ 的能量转换来实现的。即Mn2+ 置换了晶格中的Zn2+ 形成连续固溶体[6]，使晶格结构发生了改变，同时Zn2+ 与Mn2+ 能量得到交换。所以Zn2SiO4 基质中Mn2+ 的发射在250nm左右的区域内表现出一个较强的'激发带，这很可能是电荷迁移跃迁时的Mn2+ 的4T→6A[4]发射会产生很大的光输出。 同时应当指出，不同工艺条件下制备的基质材料发光性质不一样，如水热法制备Zn2SiO4 :Mn前驱体观察到绿的荧光[3]本实验采用溶胶—凝胶法，Mn2+ 掺杂的Zn2SiO4 材料的发光过程可认为是Zn2SiO4 基质吸收光子，电子受激由电子价带被激发到导带后又被缺陷捕获，缺陷与Mn2+ 的激发产生复合而释放电子形成荧光。由于在不同波长照射下，受工艺条件及基质材料等因素影响下，缺陷与激发态复合不同，致使Mn2+ 掺杂的Zn2SiO4 中观察到蓝光和绿色荧光，例如Mn2+ 掺杂的Zn2SiO4 中有6A1→4T2[2]的d—d跃迁产生，使其形成荧光。 3 结论： 采用溶胶—凝胶法制备Mn2+ 掺杂的Zn2SiO4 发光材料，由于制备过程中无须机械磨合，不易引进杂质所以纯度高，又由于溶胶由溶液制得，化合物在分子水平混合，故胶粒内化学成分完全一致，掺杂均匀，颗粒细（胶粒尺寸小于μm）；所以体系化学均匀性较好。而且合成温度低，粉末活性高；工艺设备简单，易于操作等优点，作为发光材料的实际生产与应用有很好的指导作用。 ;
稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究摘 要本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。以PbF2为基质材料，ErF3为激活剂，YbF3为敏化剂，采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中，制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明，在1064nm激光激发下，材料可以发射出绿色和红色荧光，是一种新型的红外激光显示材料。关键字：1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+AbstractThis paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+目 录摘要Abstract第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介 稀土离子能级 晶体场理论 基质晶格的影响 上转换发光材料的发展概况 上转换发光的基本理论 激发态吸收 光子雪崩上转换 能量传递上转换 敏化机制与掺杂方式 敏化机制 掺杂方式 上转换发光材料的应用 本论文研究目的及内容 8第二章 红外激光显示材料的合成与表征 红外激光显示材料的合成 实验药品 实验仪器 样品的制备 红外激光显示材料的表征 XRD 荧光光谱 12第三章 结果与讨论 基质材料的确定 助熔剂的选择 烧结时间的确定 烧结温度的确定 掺杂浓度的确定 17结 论 21参考文献 22致 谢 23第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介稀土元素是指周期表中IIIB族，原子序数为21的钪（Sc）：39的钇（Y）和原子序数57至71的镧系中的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu），共17个元素[1]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态，因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射。稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。稀土发光材料具有许多优点：（1）与一般元素相比，稀土元素4f电子层构型的特点，使其化合物具有多种荧光特性；（2）稀土元素由于4f电子处于内存轨道，受外层s和P轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，4f能级差极小，f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高；（3）荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级；（4）吸收激发能量的能力强，转换效率高；（5）物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。稀土离子能级稀土离子具有4f电子壳层，但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒，不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除，可以产生f-f跃迁，4f轨道的主量子数是4，轨道量子数是3，比其他的s，p，d轨道量子数都大，能级较多。除f-f跃迁外，还有4f-5d，4f-6s，4f-6p电子跃迁。由于5d，6s，6p能级处于更高的能级位置，所以跃迁波长较短，除个别离子外，大多数都在真空紫外区域。由于4f壳层受到5s2，5p6壳层的屏蔽作用，对外场作用的反应不敏感，所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此，f-f跃迁的光谱为锐线，4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱，因为其他组态是外壳层，受环境影响较大。稀土离子在化合物中一般出现三价状态，在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁，在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项，但这种方法在电子数多，量子数大时，相当麻烦且容易出错。所以，对稀土离子不太适合。利用群论方法，采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项，通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量子数的数目，如S，P，D，F，G，H，I，K，L，M，N，O，Q……分别表示总轨道角动量的量子数为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，……，25+l表示光谱项的多重性，S是总自旋量子数。在光谱学中，用符号2S+1L表示光谱项。 晶体场理论晶体场理论认为，当稀土离子掺入到晶体中，受到周围晶格离子的影响时，其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场，通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中，参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子，电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身，而基质晶格的影响是次要的。稀土离子的4f电子能量比5s，5p轨道高，但是5s，5p轨道在4f轨道的外面，因而5s，5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用，使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用，也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用，4f电子能级用2J+I LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂，分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂，对周围环境（配位情况、晶场强度、对称性）非常敏感，可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构，且2J+I LJ能级重心在不同的晶体中大致相同，稀土离子4f电子发光有特征性，因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。 基质晶格的影响基质晶格对f→d跃迁的光谱位置有着强烈的影响，另外其对f→f跃迁的影响表现在三个方面：（1）可改变三价稀土离子在晶体场所处位置的对称性，使不同跃迁的谱强度发生明显的变化；（2）可影响某些能级的分裂；（3）某些基质的阴离子团可吸收激发能量并传递给稀土离子而使其发光，即基质中的阴离子团起敏化中心的作用。特别是阴离子团的中心离子（Me）和介于中间的氧离子O2-以及取代基质中阳离子位置的稀土离子（RE）形成一直线，即Me-O-RE接近180°时，基质阴离子团对稀土离子的能量传递最有效。 上转换发光材料的发展概况发光是物体内部以某种方式吸收的能量转换为光辐射的过程。发光学的内容包括物体发光的条件、过程和规律，发光材料与器件的设计原理、制备方法和应用，以及光和物质的相互作用等基本物理现象。发光物理及其材料科学在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和环境科学技术中的应用必将促进光电子产业的迅猛发展，这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技的发展起着举足轻重的推动作用。三价镧系稀土离子具有极丰富的电子能谱，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，在适当波长的激光的激发下可以产生众多的激光谱线，可从红外光谱区扩展到紫外光谱区。因此，稀土离子发光研究一直备受人们的关注。60年代末，Auzel在钨酸镱钠玻璃中意外发现，当基质材料中掺入Yb3+离子时，Er3+、Ho3+和Tm3+稀土离子在红外光激发下可发出可见光，并提出了“上转换发光”的观点[5&4]。所谓的上转换材料就是指受到光激发时，可以发射比激发波长短的荧光的材料。其特点是激发光光子能量低于发射光子的能量，这是违反Stokes定律的。因此上转换发光又称为“反Stokes发光”。从七十年代开始，上转换的研究转移到单频激光上转换。到了八十年代由于半导体激光器泵浦源的发展及开发可见光激光器的需求，使其得到快速发展。特别是近年来随着激光技术和激光材料的进一步发展，频率上转换在紧凑型可见激光器、光纤放大器等领域的巨大应用潜力更激起广大科学工作者的兴趣，把上转换发光的研究推向高潮，并取得了突破性实用化的进展。随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展，人们在考虑拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品。1996年在CLEO会议上，Downing与Macfarlanc等人合作提出了三色三维显示方法，双频上转换三维立体显示被评为1996年物理学最新成就之一，这种显示方法不仅可以再现各种实物的立体图像，而且可以随心所欲的显示各类经计算机处理的高速动态立体图像，具有全固化、实物化、高分辨、可靠性高、运行速度快等优点[15]。上转换发光材料的另一项很有意义的应用就是荧光防伪或安全识别，这是一个应用前景极其广阔的新兴研究方向。由于在一种红外光激发下，发出多条可见光谱线且各条谱线的相对强度比较灵敏地依赖于上转换材料的基质材料与材料的制作工艺，因而仿造难、保密强、防伪效果非常可靠。目前，研究的稀土离子主要集中在Nd3+，Er3+，Ho3+，Tm3+和Pr3+等三价阳离子。Yb3+离子由于其特有的能级特性，是一种最常用的敏化离子。一般来说，要制备高效的上转换材料，首先要寻找合适的基质材料，当前研究的上转换材料多达上百种，有玻璃、陶瓷、多晶粉末和单晶。其化合物可分为：（1）氟化物；（2）氧化物；（3）卤氧化物；（4）硫氧化物；（5）硫化物等。迄今为止，上转换发光研究取得了很大的进展，人们已在氟化物玻璃、氟氧化物玻璃及多种晶体中得到了不同掺杂稀土离子的蓝绿上转换荧光。 上转换发光的基本理论通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换，其特点是吸收光子的能量低于发射光子的能量[2&8]。稀土离子上转换发光是基于稀土离子4f电子能级间的跃迁产生的。由于4f外壳层电子对4f电子的屏蔽作用，使得4f电子态间的跃迁受基质的影响很小，每种稀土离子都有其确定的能级位置，不同稀土离子的上转换发光过程不同。目前可以把上转过程归结于三种形式：激发态吸收、光子雪崩和能量传递上转换。激发态吸收激发态吸收（Excited Stated Absorption简写为ESA）是上转换发光中的最基本过程，如图1-1所示。首先，发光中心处于基态能级E0的电子吸收一个ω1的光子，跃迁到中间亚稳态E1上，E1上的电子又吸收一个ω2光子，跃迁到高能级E2上，当处于能级E2上的电子向基态跃迁时，就发射一个高能光子。图1-1 上转换的激发态吸收过程 光子雪崩上转换光子雪崩上转换发光于1979年在LaCl3∶Pr3+材料中首次发现。1997年，N. Rakov等报道了在掺Er3+氟化物玻璃中也出现了雪崩上转换。由于它可以作为上转换激光器的激发机制，而引起了人们的广泛的注意。“光子雪崩”过程是激发态吸收和能量传输相结合的过程，如图1-2所示，一个四能级系统，Mo、M1、M2分别为基态和中间亚稳态，E为发射光子的高能级。激发光对应于M1→E的共振吸收。虽然激发光光子能量同基态吸收不共振，但总会有少量的基态电子被激发到E与M2之间，而后弛豫到M2上。M2上的电子和其他离子的基态电子发生能量传输I，产生两个位于M1的电子。一个M1的电子在吸收一个ω1的光子后激发到高能级E。而E能级的电子又与其他离子的基态相互作用，产生能量传输II，则产生三个为位于M1的电子，如此循环，E能级上的电子数量像雪崩一样急剧地增加。当E能级的电子向基态跃迁时，就发出能量为ω的高能光子。此过程就为上转换的“光子雪崩”过程。图1-2 光子雪崩上转换能量传递上转换能量转移（Energy Transfer，简写成ET）是两个能量相近的激发态离子通过非辐射过程藕合，一个回到低能态，把能量转移给另一个离子，使之跃迁到更高的能态。图1-3列出了发生能量传递的几种可能途径：（a）是最普通的一种能量传递方式，处于激发态的施主离子把能量传给处于激发态的受主离子，使受主离子跃迁到更高的激发态去；（b）过程称为多步连续能量传递，在这一过程中，只有施主离子可以吸收入射光子的能量，处于激发态的施主离子与处于基态的受主离子间通过第一步能量传递，把受主离子跃迁到中间态，然后再通过第二步能量传递把受主离子激发到更高的激发态；（c）过程可命名为交叉弛豫能量传递（Cross Relaxation Up-conversion，简称CR），这种能量传递通常发生在相同离子间，在这个过程中，两个相同的离子通过能量传递，使一个离子跃迁到更高的激发态，而另一个离子弛豫到较低的激发态或基态上去；（d）过程为合作发光过程的原理图，两个激发态的稀土离子不通过第三个离子的参与而直接发光，他的一个明显的特征是没有与发射光子能量匹配的能级，这是一种奇特的上转换发光现象；（e）过程为合作敏化上转换，两个处于激发态的稀土离子同时跃迁到基态，而使受主离子跃迁到较高的能态。（a）普通能量传递 （b）多步连续能量传递（c）交叉弛豫能量传递 （d）合作发光能量传递（e）合作敏化上转换能量传递图1-3 几种能量传递过程的示意图稀土离子的上转换发光都是多光子过程，在多光子过程中，激发光的强度与上转换荧光的强度有如下关系：Itamin ∝ Iexcitationn其中Itamin表示上转换荧光强度，Iexcitation表示激发光强度，在双对数坐标下，上转换荧光的强度与激发光的强度的曲线为一直线，其斜率即为上转换过程所需的光子数n，这个关系是确定上转换过程是几光子过程的有效方法。 敏化机制与掺杂方式 敏化机制通过敏化作用提高稀土离子上转换发光效率是常用的一种方法[9]。其实质是敏化离子吸收激发能并把能量传递给激活离子，实现激活离子高能级的粒子数布居，从而提高激活离子的转换效率，这个过程可以表述如下：Dexc+A→D+AexcD表示施主离子，A是受主离子，下标“exc”表示该离子处于激发态。Yb3+离子由于特有的能级结构，是最常用的也是最主要的一种敏化离子。（1）直接上转换敏化对与稀土激活中心（如Er3+，Tm3+，Ho3+）和敏化中心Yb3+共掺的发光材料，由于Yb3+的2F5/2能级在910-1000nm均有较强吸收，吸收波长与高功率红外半导体激光器的波长相匹配。若用激光直接激发敏化中心Yb3+，通过Yb3+离子对激活中心的多步能量传递，可再将稀土激活中心激发至高能级而产生上转换荧光，这类过程会导致上转换荧光明显增强，称之为直接上转换敏化。图1-4以Yb3+/Tm3+共掺杂为例给出了该激发过程的示意图。图1-4 直接上转换敏化（2）间接上转换敏化由于Yb3+离子对910-1000 nm间泵浦激光吸收很大，泵浦激光的穿透深度非常小，因此虽然在表面的直接上转换敏化能极大的提高上转换效率，但它却无法应用到上转换光纤系统中。针对这种情况，国际上与1995-1996年首次提出了“间接上转换敏化”方法[7]。间接上转换敏化的模型首先在Tm3+/Yb3+双掺杂体系中提出的：当激活中心为Tm3+时，如果激发波长与Tm3+的3H6→3H4吸收共振，激活中心Tm3+就被激发至3H4能级，随后处于3H4能级的Tm3+离子与位于2F5/2能级的Yb3+离子发生能量传递，使Yb3+离子的2F5/2能级上有一定的粒子数布居。然后处于激发态2F5/2的Yb3+离子再与Tm3+进行能量传递，实现Tm3+的1G4能级的粒子数布居，这样就通过Tm3+→Yb3+→Tm3+献的能量过程间接地把Tm3+离子激发到了更高能级1G4。从而导致了Tm3+离子的蓝色上转换荧光。图1-5给出了间接上转换敏化的示意图。考虑到稀土离子的敏化作用与前述的上转换机理，在实现上转换发光的掺杂方式通常要考虑如下几点：（1）敏化离子在激发波长处有较大的吸收截面和较高的掺杂浓度；（2）敏化离子与激活离子之间有较大的能量传递几率；（3）激活离子中间能级有较长的寿命。图1-5 间接上转换敏化 掺杂方式表1-1给出了当前研究比较多的掺杂体系，表中同时列出了某一掺杂体系对应的激发波长、基质材料、敏化机制等。表1-1 常见的掺杂体系稀土离子组合 激发波长 基质材料 敏化机制单掺杂 Er3+ 980nm ZrO2纳米晶体 —Nd3+ 576nm ZnO–SiO2–B2O3 —Tm3+ 660nm AlF3/CaF2/BaF2/YF3 —双掺杂 Yb3+：Er3+ 980nm Ca3Al2Ge3O12玻璃 直接敏化Yb3+：Ho3+ 980nm YVO4 直接敏化Yb3+：Tm3+ 800nm 氟氧化物玻璃 间接敏化Yb3+：Tb3+ 1064nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+：Eu3+ 973nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+：Pr3+ 1064nm LnF3/ZnF2/SrF2 BaF2/GaF2/NaF 直接敏化Nd3+：Pr3+ 796nm ZrF4基玻璃 直接敏化三掺杂 Yb3+： Nd3+ ：Tm3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+： Nd3+ ：Ho3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+： Er3+ ：Tm3+ 980nm PbF2:CdF2玻璃 直接敏化 上转换发光材料的应用稀土掺杂的基质材料在波长较长的红外光激发下，可发出波长较短的红、绿、蓝、紫等可见光。通常情况下，上转换可见光包含多个波带，每个波带有多条光谱线，这些谱线的不同强度组合可合成不同颜色的可见光[7]。掺杂离子、基质材料、样品制备条件的改变，都会引起各荧光带的相对强度变化，不同样品具有独特的谱线强度分布与色比关系（我们定义上转换荧光光谱中各荧光波段中的峰值相对强度比称为色比，通常以某以一波段的峰值强度为标准）。因而上转换发光材料可应用到荧光防伪或安全识别上来。上转换发光材料在荧光防伪或安全识别应用上的一个研究重点是制备上转换效率高，具有特色的防伪材料，实现上转换荧光防伪材料能够以配比控制色比；也就是通过调整稀土离子种类、浓度以及基质材料的种类、结构和配比，达到控制色比关系。 本论文研究目的及内容Nd:YAG激光器发出1064nm的激光，在激光打孔、激光焊接、激光核聚变等领域具有广泛的应用价值，是最常用的激光波段。然而，由于人眼对1064nm的红外光不可见，因此，需要采用对1064nm激光响应的红外激光显示材料制备的显示卡进行调准和校正。本论文采用氟化物作为基质，掺杂稀土离子，通过配方和工艺研究，制备对1064nm响应的红外激光显示材料。研究组分配比、烧结温度、气氛和时间等对粉体性能的影响。并采用XRD和荧光光谱分析等测试手段对粉体进行表征。确定最佳烧结温度、组分配比，最终获得对1064nm具有优异红外转换性能的红外激光显示材料。第二章 红外激光显示材料的合成与表征经过多年研究，红外响应发光材料取得了很大进展，现已实现了氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及多种晶体中不同稀土离子掺杂的蓝绿上转换荧光。然而上转换荧光的效率距离实际实用还有很大的差距，尤其是蓝光，其效率更低。因此，寻找新的红外激光显示材料仍在研究之中，本文主要研究对1064nm响应的发光材料。本章研究了双掺杂Er3+/Yb3+不同基质材料的蓝绿上转换荧光，得到了发光效果较好的稀土掺杂氟化物的红外激光显示材料，得到了一些有意义的研究结果。 红外激光显示材料的合成 实验药品（1）合成材料所用的化学试剂主要有：LaF3，BaF2，Na2SiF6，NaF，氢氟酸，浓硝酸等。稀土化合物为Er2O3、Yb2O3，纯度在4N以上。（2）ErF3、YbF3的配制制备Yb3+/Er3+共掺氟化物的红外激光显示材料使用的ErF3，YbF3是在实验室合成的。实验采用稀土氧化物，称取适量的Er2O3，Yb2O3放在烧杯1和烧杯2中，滴加稍微过量的硝酸（浓度约为8mol/L），置于恒温加热磁力搅拌器上搅拌，直至烧杯1中出现粉红色溶液、烧杯2中出现无色溶液停止。其化学反应如下：Er2O3+6HNO3→2Er(NO3)3+3H2OYb2O3+6HNO3→2Yb(NO3)3+3H2O再往烧杯1和烧杯2中分别都加入氢氟酸，烧杯1中生成粉红色ErF3沉淀，烧杯2中生成白色絮状YbF3沉淀，其化学反应如下：Er(NO3)3+3HF→ErF3↓+3HNO3Yb(NO3)3+3HF→YbF3↓+3HNO3生成的ErF3、YbF3沉淀使用循环水式多用真空泵进行分离，并多次使用蒸馏水进行洗涤，将从溶液中分离得到的沉淀倒入烧杯放入电热恒温干燥箱，在100℃条件下保温12小时，得到了实验所需的ErF3、YbF3，装入广口瓶中备用。 实验仪器SH23-2恒温加热磁力搅拌器（上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司）PL 203电子分析天平（梅特勒一托多利仪器上海有限公司）202-0AB型电热恒温干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）SHB-111型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）WGY-10型荧光分光光度计（天津市港东科技发展有限公司）DXJ-2000型晶体分析仪（丹东方圆仪器有限公司）1064nm半导体激光器（长春新产业光电技术有限公司）4-13型箱式电阻炉（沈阳市节能电炉厂） 样品的制备（1）实验方法本实验样品制备方法是：以稀土化合物YbF3、ErF3，基质氟化物为原料，引入适量的助熔剂，采用高温固相法合成红外激光显示材料。高温固相法是将高纯度的发光基质和激活剂、辅助激活剂以及助熔剂一起，经微粉化后机械混合均匀，在较高温下进行固相反应，冷却后粉碎、筛分即得到样品[8]。这种固体原料混合物以固态形式直接参与反应的固相反应法是制备多晶粉末红外激光显示材料最为广泛使用的方法。在室温下固体一般并不相互反应，高温固相反应的过程分为产物成核和生长两部分，晶核的生成一般是比较困难的，因为在成核过程中，原料的晶格结构和原子排列必须作出很大调整，甚至重新排列。显然，这种调整和重排要消耗很多能量。因而，固相反应只能在高温下发生，而且一般情况下反应速度很慢。根据Wagner反应机理可知，影响固体反应速度的三种重要因素有：①反应固体之间的接触面积及其表面积；②产物相的成核速度；③离子通过各物相特别是通过产物相时的扩散速度。而任何固体的表面积均随其颗粒度的减小而急剧增加，因此，在固态反应中，将反应物充分研磨是非常必要的[6]。而同时由于在反应过程中在不同反应物与产物相之间的不同界面处可能形成的物相组成是不同的，因此可能导致产物组成的不均匀，所以固态反应需要进行多次研磨以使产物组成均匀。另外，如果体系存在气相和液相，往往能够帮助物质输运，在固相反应中起到重要作用，因此在固相反应法制备发光材料时往往加入适量助熔剂。在有助熔剂存在的情况下，高温固相反应的传质过程可通过蒸发-凝聚、扩散和粘滞流动等多种机制进行。（2）实验步骤根据配方中各组分的摩尔百分含量（表3-1，表3-2，表3-3中给出了实验所需主要样品的成分与掺杂稀土离子浓度），准确计算各试剂的质量，使用电子天平精确称量后，把原料置于玛瑙研钵中研磨均匀后装入陶瓷坩埚中（粉体敦实后大概占坩埚体积的1/3），再放入电阻炉中保温一段时间。冷却之后即得到了实验所述的红外激光显示材料样品。图2-1为实验流程图：图2-1 实验流程图 红外激光显示材料的表征 XRDX射线衍射分析是当今研究晶体精细结构、物相分析、晶粒集合和取向等问题的最有效的方法之一[10&9]。通常采用粉末状晶体或多晶体为试样的X射线衍射分析被称为粉末法X射线衍射分析。1967年，Hugo 鉴于计算机处理大量数据的能力，在粉末中子衍射结构分析中，提出了全粉末衍射图最小二乘拟合结构修正法。1977年，Malmros等人把这个方法引入X射线粉末衍射分析中，从此Rietveld分析法的研究开始迅速发展起来[16&10]。本实验采用丹东方圆仪器有限公司生产的DXJ-2000型晶体分析仪对粉末样品进行数据采集，主要测试参数为：Cu靶Kα线，管压45kV，管流35Ma，狭缝DSlmm、.、SS1 mm，扫描速度10度/min（普通扫描）、度/min（步进扫描），通过测试明确所制备的材料是否形成特定晶体结构的晶相，也可以简单判断随着掺杂量的增加，是否在基质中有第二相形成或者掺杂的物质同基质一起形成固溶体。
水母发光靠的却是一种叫埃奎林的的蛋白质，这种蛋白质遇到钙离子就能发出较强的蓝色光。据科学家研究，每只水母大约含有50微克的发光蛋白质，这说明水母就是靠它发光的。
水母发光靠的是一种叫埃奎林的神奇的蛋白质，这种蛋白质遇到钙离子就能发出较强的蓝色光来
研究生论文格式模板在轻风论文网很多的哦，之前我就找上面的老师帮忙指导的。相对于网上很多个人和小机构要好很多，我之前找的轻风论文王老师咨询的，非常专业的说。不懂的你上轻风论文网自己看吧。
一、学位论文的一般格式和顺序 紧接英文页面之后的学位论文独创性声明和使用授权声明(见附件一)需要由研究生本人亲笔签名，学位论文需要提交电子版以便于数据库管理和网上查阅。有保密要求不宜公开的论文由导师申请，院系审核，经校保密工作委员会审查后，提交研究生学位办公室批准后同意保密，保密期后自动承认使用授权声明，并予以公开。 硕士学位论文一般在三万字以上，博士学位论文一般在五万字以上。文字采用中文简体;除艺术、古籍等个别经研究生院特许的情况外不得采用繁体字。鼓励采用中英文双语写作，但上交国家及校图书馆的论文必须用中文。 本格式主要适用于理、工、医、管学科的学位论文和一般的文科论文，特殊情况经研究生院批准后执行。(一)论文题目 论文题目是论文全貌的集中体现，应能概括整个论文最重要的内容，命题必须确切、简明，题目应力求简单，也不应宽泛笼统，应能看出论文的实质性内容和工作重心。中文题名一般不超过20个汉字，必要时可加副题名。副题名可另起一行，用破折号与主题名隔开。题名中应避免使用非公知公用的缩略语、字符、代号以及结构式和公式。 可公开交流的学位论文应有英文题名。英文题名另起一页，排印在英文授予单位前，其间用“a dissertation submitted to”(硕士学位论文用“a thesis submitted to”)作为标志，后面注明学位类别、研究生姓名、导师姓名、日期等。英文题名格式见研究生院主页下载区→研究生学位→英文页面格式。 (二)论文摘要(提要) 论文摘要包括题名、硕士(博士)研究生姓名、导师姓名、学校名称、正文、关键词。中文约500字左右，英文约200~300词左右，二者应基本对应。它是论文内容的高度概括，应说明研究目的、研究方法、成果和结论，要突出本论文的创造性成果或新的见解、用语简洁、准确，并在论文摘要后注明本文的关键词3至8个。关键词应为公知公用的词和学术术语，不可采用自造字词和略写、符号等，词组不宜过长。 英文摘要采用第三人称单数语气介绍该学位论文内容，目的是便于其他文摘摘录，因此在写作英文文摘时不宜用第一人称的语气陈述。叙述的基本时态为一般现在时，确实需要强调过去的事情或者已经完成的行为才使用过去时、完成时等其他时态。可以多采用被动语态，但要避免出现用“this paper”作为主语代替作者完成某些研究行为。中国姓名译为英文时用汉语拼音，按照姓前名后的原则，姓、名均用全名，不宜用缩写。姓全用大写，名的第一个字母大写，名用双中文字时两个字的拼音之间可以不用短划线，但容易引起歧义时必须用短划线。例如“冯长根”译为“feng changgen”或“feng chang-gen”，而“冯长安”则必须译为“feng chang-an”。论文英文封面上的署名也遵守此规定。 (三)目录 目录是论文的大纲，它反映论文的梗概。论文目录要求层次清楚，应将论文的章节按顺序编好页码，页码居页面的右侧并排列整齐。 (四)本论文专用术语(符号、变量、缩略词等)的注释表(任选) 如果有必要可以设置此注释表。此部分内容可根据论文中采用的符号、变量、缩略词等专用术语加以定义和注释，以便于论文阅读和迅速查出某符号的明确含义。 (五)正文 正文是学位论文的主体。内容可因研究课题的性质不同而有所变化。一般可包括：文献综述、理论基础、计算方法、实验方法、经过整理加工的实验结果的分析讨论、见解和结论。 正文一律用阿拉伯数字编排页码，页码在底部居中。正文之前的摘要、目录等内容单独编排罗马数字页码。 1.绪论(前言) 本研究课题国内外已有的重要文献的扼要概括，阐明研究此课题的目的、意义，研究的主要内容和所要解决的问题。本研究工作在国民经济建设和社会发展中的理论意义与实用价值。 2.文献综述 在查阅国内外文献和了解国内外有关科技情况的基础上，围绕课题涉及的问题，综述前人工作情况，达到承前启后的目的。要求：(1)总结课题方向至少2017年以来的国内外动态;(2)明确前人的工作水平;(3)介绍目前尚存在的问题;(4)说明本课题的主攻方向。文献总结应达到可独立成为一篇综述文章的要求。 3.理论分析、数值计算或统计分析 利用研究生本人所掌握的理论知识对所选课题进行科学地、严密地理论分析、数值计算或统计分析，剖析课题，提出自己的见解。 4.实验原理、实验方法及实验装置 学位论文要求对实验原理、方法、装置、步骤和有关参数有较详细的阐述，以便评阅人及答辩委员会审核实验的可靠性，并能对试验进行重复以便验证结果的可靠性，也为以后的研究者提供一个较完整的研究方法。 5.实验结果及讨论分析 列出数据的图或表，并对数据结果进行讨论，对比分析、结果推论要严格准确，避免采用模棱两可的评定语言。对反常的数据要保留并做解释或者说明，不可随意剔除数据做出有违科学公正的行为。 (一)、本科生毕业论文文献综述模板 (二)、人力资源管理论文开题报告范文 (三)、大学生毕业论文开题报告范文（两篇） (四)、市场营销专业论文开题报告范文（三篇） (五)、大学生个人职业规划论文结束语（十篇） (六)、大学生个人职业规划论文范文（三篇） (七)、大学生职业规划论文3000字（四篇） (八)、大学生形势与政策论文4000字 (九)、北京工业大学经济与管理学院祝合良教授在《人民日报》发表理论文章 (十)、大学生毕业论文通用谢辞范文（十篇） ;
稀土发光材料 自古以来，人类就喜欢光明而害怕黑暗，梦想能随意地控制光，现在我们已开发出很多实用的发光材料。在这些发光材料中，稀土元素起的作用很大，稀土的作用远远超过其它元素。 一、稀土发光材料��物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。稀土是一个巨大的发光材料宝库，在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着非常重要的作用。��自1973年世界发生能源危机以来，各国纷纷致力于研制节能发光材料，于是利用稀土三基色荧光材料制作荧光灯的研究应运而生。1979年荷兰菲利浦公司首先研制成功，随后投放市场，从此，各种品种规格的稀土三基色荧光灯先后问世。随着人类生活水平的不断提高，彩电已开始向大屏幕和高清晰度方向发展。稀土荧光粉在这些方面显示自己十分优越的性能，从而为人类实现彩电的大屏幕化和高清晰度提供了理想的发光材料。��稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。因此近几年稀土荧光材料的用途越来越广泛，年用量增长较快。��根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外光或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、X射线发光（以X射线激发）以及电致发光（以电场激发）材料等。二、光致发光材料—灯用荧光粉��灯用发光材料自70年代末实用化以来，促使稀土节能荧光灯、金属卤化物灯向大功率、小型化、低光衰、高光效、高显色、无污染、无频闪、实用化、智能化、艺术化方向发展。主要用于各类不同用途的光源，如照明、复印机光源、光化学光源等。其中三基色荧光粉（由红、绿、蓝三种稀土的荧光粉按一定比例混合而成）制成的节能灯，由于光效高于白炽灯二倍以上，光色也好，受到世界各国的重视。稀土发光材料的质量提高和应用技术的发展，推动了新一代节能光源的科研、生产、应用，并带动了许多相关行业的发展，配套能力不断增强。��典型的热阴极荧光灯是在玻璃管内壁涂有荧光粉，在紫外线激发下发出可见光。当灯通电时，封装在灯两端的钨丝电极之间放电。主要是通过荧光粉将短波辐射转变成可见光而发光。稀土三基色荧光灯，它含有钇、铕和铽稀土荧光粉，能发出更亮的光，比标准荧光灯更接近太阳光谱。同时这种光可以节省50%的能耗，三基色荧光粉是将三种发射窄带红（611nm）、绿（545nm）和兰（450nm）色光谱的三种荧光粉混合而成。灯管先涂一薄层卤磷酸盐荧光粉，然后再涂一薄层三基色荧光粉。每支三基色荧光灯管平均含克荧光粉，其中包括60%Eu3+掺杂的氧化钇（红粉）、30%Tb3+激活的铈镁铝酸盐（绿粉）和10%Eu2+激活的钡镁铝盐（蓝粉）。��三基色荧光粉常用的稀土激活荧光体有：红粉：铕（Eu3+）激活的氧化钇、有时用Bi3+共掺杂蓝粉：铕（Eu2+）激活的硅酸盐基质铕（Eu2+）激活的铝酸盐基质铕（Eu2+）激活的氯磷酸盐基质铕（Eu2+）激活的钡镁铝酸盐绿粉：铽（Tb3+）、铋（Bi3+）和铈（Ce3+）激活的镁铝酸盐铽（Tb3+）和钆（Gd3+）激活的镁钡铝酸盐1．稀土节能灯��稀土荧光粉主要应用于办公室、百货商店和工厂中的高性能荧光灯。80年代中期以来，随着含铽较少的较便宜的荧光粉开发成功，这种节能灯的应用迅速增长。90年代中期，国际上推出了TMT2直管型荧光灯，管径仅7mm，功率为6W～13W，光效为621m/W。T5直管型荧光灯管径为16mm，功率14W～35W，28W荧光灯光效可达104m/W，寿命大于16000h。我国新开发的大功率强光型55W～120W适用于室外照明的稀土紧凑型节能荧光灯管，光效801m/W以上。��新一代高频环保节能灯管T5荧光灯管，是理想的节能照明光源。灯管的特点是涂敷稀土三基色荧光粉为发光体，采用固态汞减少二次污染及高频电点灯的新技术，光效高、光色好、无频闪、提高了光的质量、缩短了工序、降低了能耗、减少了汞污染、净化了生产环境、提高了生产效率，是今后几年大力推广的产品，市场前景优于当前的紧凑型节能荧光灯。��近年国际上又推出加强型T5高频节能荧光灯管，提高了单位面积的光通量，充分发挥了细管径高光通的作用。��上海东利照明电器有限公司、江南节能灯厂、华星光电实业公司等单位近日以推出大功率、高光通、高显色、强光型紧凑型节能荧光灯。华星光电实业公司研制生产的T5管径55W～85W E40、E27灯头，体积与功率250W以下的高压汞灯、高压钠灯大致相同，显色指数Ra>80，适用于室外照明。��节能灯是绿色照明工程的重要组成部分，推广使用稀土三基色节能灯是节约能源、保护环境的有效措施之一。2．稀土荧光粉用其它类型灯（1）汞灯��稀土荧光粉用于高压汞灯中已有多年。这种灯的原理是利用氩气和汞蒸汽中的放电作用，它的光强度高于荧光灯。所用铕激活的钡酸钇荧光粉起改善光色作用。高压汞灯的主要应用是街道和工厂照明，这种场合需要强的白光。但是，近年来钠放电灯和金属卤化物HQT灯已代替了高压汞灯，它的市场已衰落。钠放电灯和金属卤化物HQT灯比汞灯的颜色再现性好，发天然白光。美国通用电报电话公司麻省实验室的研究人员已经研究出一种改良型低色温用的汞灯。将铈激活的钡酸钇荧光粉混入，制成400W的暖色汞灯，照明度25500流明，色温3350K，比普通汞灯的稳定性好、效率高。（2）碳弧灯��稀土氟化物加入到棒芯中，使弧光强度提高到10倍，同时弧光颜色由浅黄色变为接近日光色。这种碳弧灯用作探照灯以及彩色电影摄像和放映。（3）高压钠灯��高压钠灯中用半透明氧化铝作弧型管材料，氧化铝中添加少量氧化镁和氧化钇作烧结助剂来改善材料的光学性质，为了增强氧化铝的半透明度，氧化钇的粒径应在25微米左右。若粒径太大则会降低强度。目前高压钠灯中存在的问题是稀土杂质偏析导致钠浸蚀氧化铝管。
我这里有很多材料，欢迎来537寻找！
稀土发光材料具有很多优点：发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性能稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用。正是这些优异的性能，使稀土化合物成为探寻高新技术材料的主要研究对象。目前，稀土发光材料广泛应用于照明、显示、显像、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域，形成了很大的工业生产和消费市场规模，并正在向其他新兴技术领域扩展。
稀土发光机理是稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，当4f电子从高能级以辐射方式跃迁至低能级时就发出不同波长的光。
具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有30000条可观察到的谱线，它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。
稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性，使稀土成为巨大的发光宝库，从中可发掘出更多新型的发光材料。
稀土发光材料的应用
1、稀土阴极射线发光材料
稀土阴极射线发光材料主要应用于示波器、电视机、计算机、雷达等的显示器和荧光屏。其中荧光粉在彩色电视机中发展的最快，主要包括红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉等。
2、稀土光致发光材料
光致发光指利用可见光、红外光和紫外光材料产生的发光现象。光致发光材料主要有紧凑型荧光灯用稀土三基色荧光粉、高压汞灯用稀土荧光粉、稀土金属卤化物灯荧光粉、稀土长余辉发光材料、稀土激活的长余辉发光材料等，主要应用于电影、电视的拍摄、室内照明、军事设施等。
3、稀土电致发光材料
电致发光指稀土材料在电场作用下的发光。换句话说，它的发光过程就是将电能转化为光能的过程。电致发光材料在生产中的应用非常广泛，它能够对化合物进行化学修饰，从而改变其发射波长，协调发光的颜色，同时实现各种颜色的发光。