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稀土抗辐射高分子基复合材料研究进展
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作者 王胜龙 沈自才 +3 位作者 林凤龙 吴银财 闫柏豪 宋立军 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期16-25,共10页
空间环境中高能光子如X射线、热中子、γ射线作用会导致高分子材料发生电离、共价键断裂、降解等反应,从而使高分子材料出现变脆、失去弹性、脱落、变软发黏、强度衰退、出气等效应,引起航天材料或器件的暂时性损伤或永久性故障。稀土... 空间环境中高能光子如X射线、热中子、γ射线作用会导致高分子材料发生电离、共价键断裂、降解等反应,从而使高分子材料出现变脆、失去弹性、脱落、变软发黏、强度衰退、出气等效应,引起航天材料或器件的暂时性损伤或永久性故障。稀土元素基于其较高吸收截面和原子序数,对中子、高能光子、γ射线具有优异的抗辐射性能。本文首先介绍了稀土元素光电效应、康普顿效应、电子对效应等抗辐射原理;其次,介绍了稀土元素在高分子材料如纤维、塑料、橡胶、环氧树脂、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖等抗辐射国内外研究进展;从稀土掺杂、纳米化、有机盐等形式,采用共沉淀合成、共聚、共混挤出、模压成型等制备工艺,应用钴辐照、中子辐射、蒙特卡罗模拟、MCNP程序计算中子屏蔽等测试手段方面展开了详细介绍,对照重金属铅元素性能,结果显示稀土元素对高分子材料抗辐照能力明显提高;基于稀土元素无毒、轻质等优势,稀土材料有望替代重金属铅在医学、核工业、航空航天等领域得到应用;最后对空间环境下稀土抗辐射高分子基复合屏蔽材料的发展方向进行了前瞻性展望。 展开更多
关键词 稀土元素 抗辐射 橡胶 高分子材料
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八面体和四面体双格位发射Cr^(3+)掺杂莫来石结构近红外荧光粉
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作者 常金昊 潘梓欣 +1 位作者 梁思思 朱浩淼 《发光学报》 北大核心 2025年第8期1430-1441,共12页
近红外荧光粉是实现高效荧光转换型LED(pc-LED)光源的关键材料,然而,开发具有较长发射波长、较宽发射带宽且光谱易于调节的近红外荧光粉仍然是重要挑战。本研究通过高温固相法合成了一系列Cr^(3+)掺杂的具有固溶性质的铝/硅莫来石(Al_(4... 近红外荧光粉是实现高效荧光转换型LED(pc-LED)光源的关键材料,然而,开发具有较长发射波长、较宽发射带宽且光谱易于调节的近红外荧光粉仍然是重要挑战。本研究通过高温固相法合成了一系列Cr^(3+)掺杂的具有固溶性质的铝/硅莫来石(Al_(4+2z)Si_(2-2z)O_(10-z)∶Cr^(3+))荧光粉,揭示了Cr^(3+)在八面体[CrO_(6)]和四面体[CrO_(4)]格位的发光特性,并通过浓度调控实现了光谱位移与展宽。通过调节铝/硅的比例,可实现光谱的调控。进一步调节Cr^(3+)掺杂浓度,观察到八面体发光因激活离子间交换相互作用发生浓度猝灭,导致光谱随掺杂浓度增加显著红移(785→850 nm)。在405 nm激发下,优化后的1.6/1-mullite∶Cr^(3+)样品发射光谱涵盖了695~950 nm范围,其半高宽(FWHM)达到190 nm,该发射来源于Cr^(3+)在八面体中间晶体场(D_(q)/B=2.3)下的^(4)T_(2g)→^(4)A_(2)及^(2)Eg→^(4)A_(2g)跃迁,以及Cr^(3+)在四面体弱晶体场(D_(q)/B=1.02)中的^(4)T_(2g)→^(4)T_(1g)跃迁。此外,该荧光粉在423 K下仍保持63%的室温发光强度,其发光内量子产率和外量子产率分别达到53%和24%,表明该材料是一种有应用潜力的宽带近红外荧光粉。 展开更多
关键词 Cr^(3+)掺杂 近红外荧光粉 晶体场 近红外LED
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生物质碳材料作为钠/钾离子电池负极材料的研究进展 被引量:5
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作者 王华燕 陈慧鑫 +1 位作者 张桥保 张力 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期596-606,共11页
由于钠、钾元素储量丰富且与锂元素相近的化学性质,钠/钾离子电池(SIB/PIB)在低成本可再生能源和储能领域引起了广泛关注。作为推动SIB/PIB发展的关键,低成本、高性能负极材料的发展有助于提高其竞争力和可行性。因此,具有精细生物分级... 由于钠、钾元素储量丰富且与锂元素相近的化学性质,钠/钾离子电池(SIB/PIB)在低成本可再生能源和储能领域引起了广泛关注。作为推动SIB/PIB发展的关键,低成本、高性能负极材料的发展有助于提高其竞争力和可行性。因此,具有精细生物分级结构、优异表面电化学活性和导电性,且环境友好、成本低廉的生物质基硬碳材料几乎可以作为SIB/PIB负极材料的优选,其固有的较大层间间距有利于半径较大的钠、钾离子的脱嵌。基于此,综述了生物质碳材料作为SIB/PIB负极材料的最新研究进展,介绍了具有不同微结构的生物质碳材料的制备方法,分析了其电化学性能与结构的关系,最后讨论了其目前面临的挑战和未来发展方向。 展开更多
关键词 钠离子电池 钾离子电池 负极材料 硬碳 电化学性能
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Zn^(2+)共掺提高Cr^(3+)掺杂钙铌镓石榴石热稳定性 被引量:3
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作者 楼哲 何坤 +3 位作者 梁思思 刘乐 吴会杰 朱浩淼 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期932-942,共11页
近红外荧光粉转换发光二极管(pc-LEDs)具有体积小、效率高等优点,在无损检测和生物成像等领域具有广泛应用前景。本研究通过高温固相法成功合成了Ca_(3)Nb_(1.6875)Ga_(3.1875)O_(12):Cr^(3+)(CNGG:Cr^(3+))荧光粉,在460 nm蓝光激发下,... 近红外荧光粉转换发光二极管(pc-LEDs)具有体积小、效率高等优点,在无损检测和生物成像等领域具有广泛应用前景。本研究通过高温固相法成功合成了Ca_(3)Nb_(1.6875)Ga_(3.1875)O_(12):Cr^(3+)(CNGG:Cr^(3+))荧光粉,在460 nm蓝光激发下,可以产生650~1000 nm宽带近红外发射,峰值波长为770 nm。对材料的晶体结构和光谱数据进行了系统分析,计算了Cr^(3+)在CNGG基质中的晶体场强度等参数。通过引入Zn^(2+),显著提高了荧光粉的发光热稳定性,并分析了可能的原因。将CNGG∶Cr^(3+)荧光粉与460 nm蓝光芯片结合,封装成近红外pc-LED,并展示了其在夜视和血管成像领域的应用。 展开更多
关键词 近红外荧光粉 宽带发射 近红外荧光粉转换发光二极管
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NaAlP_(2)O_(7)∶Cr^(3+)荧光粉近红外发光特性 被引量:13
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作者 何献国 黄得财 +2 位作者 宋丽平 梁思思 朱浩淼 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1380-1389,共10页
宽带近红外荧光粉转换型LED光源在医学成像、食品检测以及传感等领域展现出了巨大的应用前景,该类光源的光谱和效率与所用近红外荧光粉的性能紧密相关,Cr^(3+)离子激活的近红外发光材料具有可被蓝光有效激发、发射光谱可调等优点,因此... 宽带近红外荧光粉转换型LED光源在医学成像、食品检测以及传感等领域展现出了巨大的应用前景,该类光源的光谱和效率与所用近红外荧光粉的性能紧密相关,Cr^(3+)离子激活的近红外发光材料具有可被蓝光有效激发、发射光谱可调等优点,因此得到了重点关注。本文采用高温固相法制备了NaAlP_(2)O_(7)∶Cr^(3+)宽带近红外发光荧光粉,该材料在450 nm蓝光激发下,发射出650~1000 nm的近红外光,峰值位于780 nm,半高宽为1580 cm-1;其在423 K下的发光强度能够维持室温下的71%,表现出良好的发光热稳定性。对材料的晶体结构和变温光谱(8~503 K)进行了系统的分析,计算得到了Cr^(3+)离子在NaAlP_(2)O_(7)基质中的晶体场强度等参数;利用8 K低温光谱,并结合计算,分析了Cr^(3+)各能级零声子线;基于高温变温光谱,讨论了材料的电⁃声子耦合效应及荧光热猝灭机理。 展开更多
关键词 近红外荧光粉 宽带发射 热猝灭 电-声子耦合
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Cr^(3+)、Yb^(3+)共掺杂LaSc_(3)(BO_(3))_(4)近红外荧光粉的发光与器件性能 被引量:11
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作者 邬金闽 黄得财 +2 位作者 梁思思 徐寿亮 朱浩淼 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期793-803,共11页
荧光粉转换型宽带发射近红外LED在食品检测、生物医药、安防监控等领域具有重要的应用价值。本工作介绍了一种具有宽带近红外发射的LaSc_(3)(BO_(3))_(4)∶Cr^(3+)(LSB∶Cr^(3+))荧光粉,在460 nm蓝光激发下,其发射覆盖650~1200 nm范围,... 荧光粉转换型宽带发射近红外LED在食品检测、生物医药、安防监控等领域具有重要的应用价值。本工作介绍了一种具有宽带近红外发射的LaSc_(3)(BO_(3))_(4)∶Cr^(3+)(LSB∶Cr^(3+))荧光粉,在460 nm蓝光激发下,其发射覆盖650~1200 nm范围,半高宽达到170 nm。在此基础上,通过Yb 3+共掺,有效提升了其发光性能,其中发射峰半高宽拓宽到223 nm,最高发光量子产率由14%提升至35%,发光热稳定性也得到显著提高。基于荧光粉的发光量子产率、荧光寿命和发光热稳定性等数据分析,发现Yb^(3+)共掺杂对材料发光热稳定性的改善主要源于Cr^(3+)与Yb^(3+)之间的高效能量传递,并且Yb^(3+)在基质材料中表现出更好的热稳定性。最后,将LSB∶Cr^(3+),Yb^(3+)荧光粉与蓝光LED芯片结合,制备成近红外LED器件,在60 mA驱动电流下,近红外输出功率达16 mW。以上结果表明,LSB∶Cr^(3+),Yb^(3+)荧光粉是一种潜在的近红外LED用发光材料。 展开更多
关键词 近红外荧光粉 Cr^(3+)/Yb^(3+)共掺杂 能量传递 近红外荧光粉转换发光二极管
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子孔径范成法铣磨半球及超半球光学整流罩 被引量:2
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作者 叶斯哲 王朋 +1 位作者 张昊 回长顺 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第6期1362-1370,共9页
为攻克高陡度球面光学零件成型技术,以半球及超半球红外光学整流罩为研究对像,提出了一种子孔径铣磨加工方法。对传统范成法铣磨成型理论进行拓展,将球面离散为一系列子孔径环带,砂轮沿环带“步进”运动,拼接成型得到完整的球面。分析... 为攻克高陡度球面光学零件成型技术,以半球及超半球红外光学整流罩为研究对像,提出了一种子孔径铣磨加工方法。对传统范成法铣磨成型理论进行拓展,将球面离散为一系列子孔径环带,砂轮沿环带“步进”运动,拼接成型得到完整的球面。分析了成型球面与三轴机床位置坐标之间的转换关系,对加工运动轨迹进行仿真,开展半径误差补偿验证实验及变速进给参数优化实验,提出变半径铣磨法解决超半球加工材料过切问题。对长径比分别为0.5(半球)和0.55(超半球)的热压硫化锌、镁铝尖晶石整流罩开展成型工艺试验,加工表面各点矢高差<4μm,表面粗糙度Ra<1.5μm。实验结果表明:该方法为高陡度球面加工提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 光学加工 铣磨 范成法 超半球
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