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d1离子掺杂YAG透明陶瓷的制备及研究-LCS 2008 (10)

已有 5301 次阅读 2008-11-29 21:18 |个人分类:透明陶瓷|系统分类:观点评述| 透明陶瓷

2008国际激光陶瓷会议的第三个邀请报告是来自俄罗斯科学院的V. B. Kravchenko教授,他报告的题目题目是“Preparation and investigation of transparent YAG ceramics doping with d1 ions”。刚听报告的时候我还不太清楚所谓的d1 ions是什么离子,后来经过查阅资料才明白过渡元素中的d区元素。下面我先简单介绍一下什么是d区元素。

过渡元素一般是指原子的电子层结构中d轨道或f轨道仅部分填充的元素。因此过渡元素实际上包括d区元素和f区元素。

d区元素价电子构型为 (n-1)d1~9ns1~2PdPt例外),由此构成了d区元素如下通性:
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、单质的相似性:因最外层电子一般不超过2个,易失去,都是金属,又因为d区元素有较大的有效核电荷,d电子有一定的成键能力,所以有较小的原子半径,较大的密度,较高的熔点和良好的导电导热性。例如Os的密度(22.48g•cm3,W的熔点(3380)Cr的硬度都是金属中最大的。d区元素化学活泼性也较接近。

2、有可变的氧化态:(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近,d电子可以全部或部分参与成键,所以除B族只有+3氧化态外,其他各族元素都有可变氧化数,其变化趋势是同一周期从左到右逐渐升高,然后降低;同一族从上到下高氧化态趋于稳定。如MnO4-有强氧化性,而ReO4-无氧化性。

3、易形成配合物。

4、配离子大多有颜色:d区元素离子在配体的作用下,d轨道发生分裂,因d电子可发生d-d跃迁而显色。

5、往往具有磁性和催化性能:d区元素及其化合物中,如果原子的d轨道具有未成对电子,由于自旋而产生顺磁性;如果原子有空的d轨道,由于能接受外来电子而产生催化性能。

    目前,具有良好光学质量的大尺寸YAG激光陶瓷已经可以制备。YAG陶瓷中掺杂d1离子如(Ti3+Zr3+离子)作为用于可调、超短脉冲激光的宽波材料。V. B. Kravchenko教授课题组采用化学共沉淀法制备的Zr:YAG纳米粉体很漂亮,单分散球形颗粒。使用高压胶态流延成型和真空烧结的方面制备了不同掺杂浓度的Zr:YAG透明陶瓷。首次用Nd:YAG激光激发Zr3+:YAG陶瓷,观察到了Zr3+的发光,并讨论了获得激光输出的可能性。详细内容请见下面的PPT

















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