1 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081
2 广西北港新材料有限公司,北海 536000
3 浙江父子岭特种耐火有限公司,湖州 313100
4 浙江宏丰炉料有限公司,湖州 313100
不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺, 本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理, 为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明, 随着侵蚀反应的进行, 方镁石逐渐被熔蚀, 且逐步出现Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 以及MgAl2O4等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖, 并与方镁石反应生成Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 熔蚀方镁石; 同时, 方镁石边界处生成MgAl2O4, 阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。
MgO-C砖 AOD炉渣 侵蚀机理 侵蚀 MgO-C brick AOD slag corrosion mechanism corrosion MgAl2O4 MgAl2O4 Ca3MgSi2O8 Ca3MgSi2O8
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为评估辐照对 Cr:MgAl2O4 晶体光谱特性的影响, 采用辐照剂量为 100 Mrad 的 60Co γ 射线照射抛光后的 Cr: MgAl2O4 晶体样品片, 测量了辐照前后的拉曼光谱、透射光谱和荧光特性, 并对辐照前后光谱变化的原因进行了分析。研究结果表明: 样品的拉曼振动峰值的位置和强度都受到辐照的影响, 但振动峰的数量没有改变; 由于色心的吸收, 辐照后 250～600 nm 波长范围内的透射率均明显降低; 辐照前后样品的荧光发射峰位一致, 但辐照后荧光强度明显降低, 同时辐照后的荧光寿命显著增加。
激光晶体 γ 射线辐照 Cr:MgAl2O4 晶体 光谱性能 laser crystal γ irradiation Cr:MgAl2O4 crystal spectral properties
王煜 1吴伟冲 1朱占达 1,2,3,4惠勇凌 1,2,3,4[ ... ]李强 1,2,3,4,*
1 北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院, 北京 100124
2 北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
3 激光先进制造北京市高等学校工程研究中心, 北京 100124
4 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室, 北京 100124
确定具有各向异性、非线性吸收特性的调Q晶体内电偶极子的取向,是测量其吸收截面的重要条件。通过对Co 2+∶MgAl2O4晶体所属的空间群以及掺杂Co 2+在晶胞结构中的位置对称性的分析,确定了晶体内电偶极子的跃迁方向主要是沿晶胞的4个体对角线方向分布的,建立了偏振入射光在Co 2+∶MgAl2O4晶体内传输的理论模型。实验测量了沿[100]方向切割的Co 2+∶MgAl2O4晶体在偏振入射光沿晶胞面对角线方向时的非线性透过率曲线,利用建立的模型对实验结果进行拟合,得到Co 2+∶MgAl2O4晶体在1.5 μm波段的基态吸收截面和激发态吸收截面分别为(3.6±0.3)×10 -19 cm 2和(4.5±0.4)×10 -20 cm 2。
激光光学 被动调Q Co2+∶MgAl2O4 各向异性 可饱和吸收 吸收截面 光学学报
2022, 42(10): 1014001
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 南京信息工程大学 雷丁学院, 江苏 南京 210044
采用固相反应法烧结制备了具有较高热导率的Zn0.9Mg0.1Al2O4 +x%TiO2 (质量分数0≤x≤3)微波介质陶瓷, 并研究了TiO2对Zn0.9Mg0.1Al2O4陶瓷的晶相、微观形貌、微波介电和导热性能的影响。研究表明, 随着TiO2掺杂量增加, Zn0.9Mg0.1Al2O4陶瓷中会出现少量非化学计量数化合物产生的相。同时, 掺杂TiO2会促进晶粒生长。这是由于掺杂TiO2促进了烧结反应的进行, 同时也抑制了微观晶格紊乱和宏观偏析, 使Zn0.9Mg0.1Al2O4陶瓷的介电与导热性能得到提升。结果表明, Zn0.9Mg0.1Al2O4 +2%TiO2陶瓷在1 500 ℃烧结时具有最佳的介电与导热性能, 介电常数εr =8.57, 品质因数与频率之积Q×f = 180 861 GHz, 热导率为19.67 W/(m ·K)。
热导率 介电性能 thermal conductivity MgAl2O4 MgAl2O4 ZnAl2O4 ZnAl2O4 TiO2 TiO2 dielectric property
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
2 2.江苏大学 材料科学与工程学院, 镇江 212013
钴掺杂的镁铝尖晶石透明陶瓷是用于近红外区域工作的无源调Q固态激光器的有效材料。为制备具有高吸收截面和高透过率的Co:MgAl2O4透明陶瓷, 采用共沉淀法合成钴掺杂的纯相镁铝尖晶石纳米粉体, 并通过真空烧结结合热等静压烧结(Hot Isostatic Pressing, HIP), 制备得到了高质量的0.05at% Co:MgAl2O4透明陶瓷, 同时系统研究了预烧结温度对Co:MgAl2O4陶瓷微观结构和光学性能的影响。当预烧结温度从1500 ℃升高至1650 ℃, Co:MgAl2O4陶瓷的相对密度从95.2%增大到98.5%, 而当预烧温度升高至1700 ℃, Co:MgAl2O4陶瓷的相对密度降低至97.7％。真空预烧后Co:MgAl2O4陶瓷的相对密度较低, 因此预烧后的Co:MgAl2O4陶瓷均为不透明的。当预烧温度从1500 ℃升高到1700 ℃, Co:MgAl2O4陶瓷的平均晶粒尺寸从2.3 μm增大到11.3 μm。经过HIP后处理后, 在1550~1700 ℃×5 h真空预烧条件下的Co:MgAl 2O4陶瓷都是透明的, 而经过1650 ℃×5 h真空预烧结合1800 ℃×3 h HIP后处理的Co:MgAl2O4透明陶瓷表现出最佳的光学质量, 在400和900 nm处的直线透过率分别为81.4%和85.9%, 平均晶粒尺寸为16.8 μm。在500~700 nm和1200~1600 nm波长范围内的宽吸收带表明Co 2+已掺入尖晶石晶格中。此外, 经计算, 最佳光学质量的样品在1540 nm处的基态吸收截面为6.18×10-19 cm2, 表明Co:MgAl2O4已经成为固态激光器中被动调Q可饱和吸收体的最有潜力的材料之一。
1 福州大学化学学院, 福建 福州 351100
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 351100
3 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200000
4 福建师范大学化学与材料学院, 福建 福州 351100
报道了基于a切Er,Yb∶YAl3(BO3)4晶体的被动调Q微片激光器的性能。使用波长为976 nm的光纤耦合半导体二极管作为端面抽运光源,使用初始透过率为96%的Co 2+∶MgAl2O4晶体作为可饱和吸收体,耦合输出镜在1500~1600 nm波段范围的透过率为2.5 %,整个微片激光器的腔长为2.7 mm。在注入功率为7.2 W 时,激光器成功得到了发射波长为1530 nm、重复频率为127 kHz的稳定线性偏振的脉冲输出,对应的脉冲能量和脉冲宽度分别为1.8 μJ和12 ns。
大气光学 a切Er Yb∶YAl3(BO3)4晶体; Co
2+∶ MgAl2O4晶体; 被动调Q 微片激光器 线性偏振 中国激光
2021, 48(13): 1301004
方子君 1惠勇凌 1,2,3,4李国泰 1朱占达 1,2,3,4[ ... ]李强 1,2,3,4,*
1 北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院, 北京 100124
2 北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
3 激光先进制造北京高等学校工程研究中心, 北京 100124
4 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室, 北京 100124
通过实验研究了不同切割方向Co 2+∶MgAl2O4的可饱和吸收特性。测量了[100]和[110]切割方向Co 2+∶MgAl2O4的各向异性透过率特性,测量结果表明,[100]和[110]切割晶体的透过率随入射光偏振方向呈周期性变化。采用[100]和[110]两种切割方向Co 2+∶MgAl2O4分别构成被动调Q激光器,并比较激光器的输出特性,结果表明,采用[110]切割的晶体有明显的优势,相比[100]切割晶体输出能量提高约8%,稳定性、光束质量、消光比均略有提高。
激光光学 Co
2+∶MgAl2O4; 可饱和吸收特性 各向异性 被动调Q 光学学报
2020, 40(22): 2214001
厦门理工学院光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
利用初始透过率为89.5%的Co∶MgAl2O4 晶体作为1.3 μm波段的可饱和吸收体,采用双镜谐振腔,实现了1319 nm Nd∶YAG激光器的高效率、低阈值被动调Q运转。当抽运功率为10.0 W时,获得平均输出功率为490 mW,最窄脉冲宽度为18.3 ns,重复频率为17.5 kHz,对应单脉冲能量为28.1 μJ,峰值功率高达1533 W的脉冲激光。结果表明,Co∶MgAl2O4晶体在1.3 μm处具有良好的可饱和吸收特性。
激光器 1319 nm Co∶MgAl2O4晶体; 被动调Q 激光与光电子学进展
2018, 55(12): 121404
1 深圳大学 光电工程学院 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室，广东 深圳 518060
2 深圳技术大学 新材料与新能源学院，广东 深圳 518118
3 佛山科学技术学院 材料科学与能源工程学院，广东 佛山 528000
基于密度泛函理论的第一性原理研究了存在本征空位和间隙缺陷的MgAl2O4体系。缺陷形成能的结果表明，Oi4和VO分别在富氧(O-rich)和缺氧(O-poor)条件下的形成能最低，两者均在体系中引入深能级，无法增强MgAl2O4的导电性。电子结构的结果表明，Oi4在价带顶和导带底均引入能级，VO在禁带中引入深能级，分别存在这两种本征缺陷的MgAl2O4依然保持良好的绝缘性。
第一性原理 缺陷形成能 电子结构 first-principle MgAl2O4 MgAl2O4 defect formation electronic structure
