上海硅酸盐所在铽镓石榴石基磁光陶瓷研究方面
更新时间: 2019-11-07

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,TGG)在可见及近红外波段具有较高的Verdet常数、优异的光学性能、高的热导率和激光损伤阈值,上述优点都使TGG成为光隔离器用的重要磁光材料。TGG单晶在制备过程中会产生氧化镓挥发而影响其晶体质量,且难以获得大尺寸单晶。相较而言,TGG陶瓷可以在较低的烧结温度及多样化的烧结机制下实现透明化,能够有效避免晶体生长中的氧化镓挥发等诸多问题,从而获得高质量的磁光陶瓷。另外陶瓷还具有易于制备大尺寸材料、断裂韧性高、制备周期短等优势。因此,TGG磁光陶瓷具有良好的应用前景。

  近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李江带领的透明与光功能陶瓷研究课题组在铽镓石榴石基磁光陶瓷研究中取得进展。该团队以共沉淀法合成的1.0at%Ce:TGG纳米粉体为原料,再结合空气烧结及热等静压后处理(HIP)技术制备得到了性能优异的Ce:TGG陶瓷。该陶瓷在1064 nm处的直线 nm处的Verdet常数达到-143.4 rad·T-1·m-1,比商用TGG晶体提高了5%。999696.com,相关研究成果发表于国际期刊Scripta Materialia上(Scripta Mater., 2019, doi: 10.1016/j.scriptamat.2019.10.023),论文第一作者为上海硅酸盐所博士研究生李晓英,通讯作者为李江。该研究工作获得审稿人的高度评价。目前国际上仅有日本神岛化学公司制备的TGG

  TGG磁光陶瓷的研究工作,并取得系列研究成果。该团队自主合成了高质量的TGG纳米粉体,并通过优化合成工艺对粉体的组分、形貌和团聚状态等进行了调控(Opt. Mater.,2019, 90: 26-32;J. Inorg. Mater.,2019, 34(7): 791-796)。优化后的TGG粉体为纯立方相,且具有良好的分散性和烧结活性,适用于后续TGG磁光陶瓷的烧结。考虑到氧化镓的挥发,该团队采用两步烧结法制备了具有优良光学质量和磁光性能的TGG透明陶瓷。该TGG陶瓷在1064 nm处的直线%(接近其理论透过率),且表现出可与单晶(-134rad·T-1·m-1)相比拟的磁光性能,其在632.8 nm处的Verdet常数约为-136rad·T-1·m-1。相关研究成果发表于国际期刊Optical Material上(Opt. Mater.,2019, 62: 205-21),同时这是国内首次报道的以自主合成的TGG粉体为原料所制备的高性能TGG磁光陶瓷。以上系列研究工作得到中科院前沿科学重点研究计划项目(院青年拔尖人才项目)、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、上海硅酸盐所重点学科建设项目等资助。

  )与直线透过率曲线(b)铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,TGG)在可见及近红外波段具有较高的Verdet常数、优异的光学性能、高的热导率和激光损伤阈值,上述优点都使TGG成为光隔离器用的重要磁光材料。TGG单晶在制备过程中会产生氧化镓挥发而影响其晶体质量,且难以获得大尺寸单晶。相较而言,498888王中王19款吉普大切诺基中东版现车。TGG陶瓷可以在较低的烧结温度及多样化的烧结机制下实现透明化,能够有效避免晶体生长中的氧化镓挥发等诸多问题,阜阳生态乐园民俗文化月即将启幕传世国,从而获得高质量的磁光陶瓷。另外陶瓷还具有易于制备大尺寸材料、断裂韧性高、制备周期短等优势。因此,TGG磁光陶瓷具有良好的应用前景。近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李江带领的透明与光功能陶瓷研究课题组在铽镓石榴石基磁光陶瓷研究中取得进展。该团队以共沉淀法合成的1.0at% Ce:TGG纳米粉体为原料,再结合空气烧结及热等静压后处理(HIP)技术制备得到了性能优异的Ce:TGG陶瓷。该陶瓷在1064 nm处的直线 nm处的Verdet常数达到-143.4 rad·T-1·m-1,比商用TGG晶体提高了5%。相关研究成果发表于国际期刊Scripta Materialia上(Scripta Mater., 2019, doi: 10.1016/j.scriptamat.2019.10.023),论文第一作者为上海硅酸盐所博士研究生李晓英,通讯作者为李江。该研究工作获得审稿人的高度评价。目前国际上仅有日本神岛化学公司制备的TGG磁光陶瓷可以满足高功率激光器用光隔离器的应用要求,但制备细节尚不明确。近年来,李江团队与江苏大学材料学院教授刘强合作开展了关于TGG磁光陶瓷的研究工作,并取得系列研究成果。该团队自主合成了高质量的TGG纳米粉体,并通过优化合成工艺对粉体的组分、形貌和团聚状态等进行了调控(Opt. Mater., 2019, 90: 26-32;J. Inorg. Mater., 2019, 34(7): 791-796)。优化后的TGG粉体为纯立方相,且具有良好的分散性和烧结活性,适用于后续TGG磁光陶瓷的烧结。考虑到氧化镓的挥发,该团队采用两步烧结法制备了具有优良光学质量和磁光性能的TGG透明陶瓷。该TGG陶瓷在1064 nm处的直线%(接近其理论透过率),且表现出可与单晶(-134 rad·T-1·m-1)相比拟的磁光性能,其在632.8 nm处的Verdet常数约为-136 rad·T-1·m-1。相关研究成果发表于国际期刊Optical Material上(Opt. Mater., 2019, 62: 205-21),同时这是国内首次报道的以自主合成的TGG粉体为原料所制备的高性能TGG磁光陶瓷。以上系列研究工作得到中科院前沿科学重点研究计划项目(院青年拔尖人才项目)、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、上海硅酸盐所重点学科建设项目等资助。