东南大学 材料科学与工程学院， 江苏 南京 210089
采用高温固相法制备Na+、In3+、Ge4+单掺或共掺杂的LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉，通过漫反射光谱、光致激发和发射光谱、量子效率测试等手段对其光吸收及光致发光性能进行了研究。实验结果表明，Na+、In3+、Ge4+等离子单独掺杂均可提升LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉对460 nm蓝光的吸收，而多格位阳离子共掺可进一步增强光吸收能力，吸收效率可从最初的50.5%提升至60.9%。多格位离子单掺或共掺引起Cr3+占据八面体结构畸变程度增加，从而导致光吸收增强。优化荧光体系LiSc0.4In0.6Si1.6Ge0.4O6∶Cr3+的近红外发射峰波长为860 nm，半高宽为160 nm， 内、外量子效率分别为72.5%和41.8%，封装制成的荧光转换型LED器件在100 mA驱动电流下近红外光输出功率为 63.1 mW，近红外电光转换效率为22.3%，表现出较好的近红外发光综合性能。本研究工作为增强Cr3+激活近红外荧光粉的光吸收提供了一种有效手段。
近红外荧光粉 Cr3+激活 多格位掺杂 光吸收调控 NIR phosphor Cr3+ activated multisite cation substitution light absorption regulation
1 宁波大学 材料科学与化学工程学院， 浙江 宁波 315211
2 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所， 浙江 宁波 315201
荧光转换型近红外发光二极管（NIR pc-LED）具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点，是新一代NIR光源发展的前沿，其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi2O6∶Cr3+荧光材料的激发波长为460 nm，发射峰位在845 nm，光谱带宽为156 nm，内量子效率为64.4%。基于该体系，本文通过M离子（M = Ga3+，Lu3+，Y3+，Gd3+）取代Sc3+的方式对其性能进行调控。结果表明，引入M离子易生成杂相或发生相变，降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。
LiScSi2O6∶Cr3+ 阳离子取代 晶体结构 LiScSi2O6∶Cr3+ cation substitution crystal structure
Author Affiliations
Abstract
Department of Materials Science and Engineering, Iowa State University, Ames, IA 50011, USA
PbZrO3-based antiferroelectric (AFE) ceramics are promising dielectrics for high-energy-density capacitors due to their reversible phase transitions during charge–discharge cycles. In this work, a new composition series, [PbLa(LiBiSr][ZrSnTi]O3, with Li and Bi substitution of Pb at , 0.04, 0.08, 0.12, 0.16 is investigated for the microstructure evolution, ferroelectric (FE) and dielectric properties. It is found that Li and Bi substitution can significantly reduce the sintering temperature and simultaneously enhance the dielectric breakdown strength. An ultrahigh energy efficiency (94.0%) and a large energy density (3.22J/cm are achieved in the composition of with a low sintering temperature (1075∘C).
PbZrO3-based antiferroelectrics Li+Bi substitution energy storage energy efficiency Journal of Advanced Dielectrics
2024, 14(1): 2350022
东北大学 材料科学工程学院， 材料各向异性与织构工程教育部重点实验室， 辽宁 沈阳 110819
LaAlO3属于典型的畸变钙钛矿结构，具有较低的声子能量、较宽的带隙和优异的结构稳定性，是一种优良的发光基质。Mn4+和Pb2+的发光性能与其所处的微观配位环境密切相关，可以通过调控晶格环境优化其发光性能。本文综述了调控Mn4+的零声子线（Zero?phonon line，ZPL）发射和Pb2+的发光性能研究进展，系统探讨了单元共取代对晶体结构和Mn4+、Pb2+的发光性能的影响，详尽分析了激活离子的晶格环境与发光性能之间的构效关系。
LaAlO3 Mn4+ Pb2+ 单元共取代 LaAlO3 Mn4+ Pb2+ unit co-substitution 光学 精密工程
2023, 31(20): 2943
钟振宇 1,2,3,*徐军 1,2,3孙泽宇 1,2,3范奕波 1,2,3[ ... ]张胜民 1,2,3
1 华中科技大学先进生物材料与组织工程研究中心，武汉 430074
2 华中科技大学医疗器械监管科学研究院，武汉 430074
3 国家药品监督管理局医疗器械监管科学研究基地，武汉 430074
羟基磷灰石(HA)是人体硬组织的主要无机组分，具有良好的生物活性及生物相容性，能够有效促进硬组织缺损的修复再生。研究表明：单一离子掺杂是一种有效提升HA材料生物活性的途径。而双离子掺杂不仅可实现对天然骨成分上的进一步仿生，还可以协同赋予HA材料更多功能特性，例如抗肿瘤、抗菌、促血管生成、免疫调节、医学成像等，拓展了HA材料在骨组织工程中的应用。对双离子掺杂HA材料的制备方法及原理进行了总结，并综述了双离子掺杂HA材料在硬组织工程中的潜在应用，最后对双离子掺杂HA材料的未来研究重点提出了建议和展望。
双离子掺杂 羟基磷灰石 硬组织工程 微量元素 dual-ion substitution hydroxyapatite hard tissue engineering trace element
1 中国建材国际工程集团有限公司, 上海 200063
2 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司, 蚌埠 233000
3 凯盛数智信息技术科技(上海)有限公司, 上海 200063
平板玻璃行业是典型的高能耗、高排放行业, 在实现碳中和目标过程中不容忽视。平板玻璃行业的碳排放来源于能源消耗和原料中碳酸盐的分解, 其中能源消耗是最主要来源, 占比80%左右。减少对化石燃料的依赖、提高玻璃熔窑热效率是平板玻璃行业脱碳的主要途径。原料中碳酸盐热分解产生的碳排放约占20%, 优化配合料的配方、减少碳酸盐原料引入等方式是有效的脱碳策略。碳捕集可用于减少平板玻璃生产过程中不可避免的二氧化碳排放。本文分析了平板玻璃工业的脱碳技术研究现状及面临的挑战, 并探讨了适合我国平板玻璃行业的脱碳策略。
平板玻璃 脱碳 燃料替代 余热回收 熔化技术 碳捕获 flat glass decarbonization fuel substitution heat recovery melting technology carbon capture
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
3 湖北三峡实验室, 宜昌 443007
4 4. 深圳市航天新材科技有限公司, 深圳 518057
5 深圳市航天新材科技有限公司, 深圳 518057
基于层状双氢氧化物(LDHs)结构可重建性, 制备亚硝酸根插层的LDHs。将亚硝酸根插层的LDHs作为新型降铬外加剂掺入水泥, 研究LDHs降铬效率、耐存储性和球磨温度处理条件下的稳定性, 并揭示其还原和固化水泥中可溶性Cr6+的作用机理。结果表明, 与水拌和后LDHs-NO2层间释放的亚硝酸根离子能够快速还原水泥中的Cr6+, 有效降低可溶性Cr6+含量。掺入0.2%(质量分数)LDHs-NO2可使水泥中可溶性Cr6+含量从40.26 mg/kg降至9.36 mg/kg, 同时水泥3 d抗压强度增加约2 MPa。还原后的Cr3+与层板中的Al3+进行离子交换进入LDHs层板, 从而实现稳定的化学固化。亚硝酸根插层LDHs的还原效率优于FeSO4·7H2O, 并且在长时间储存和球磨温度处理条件下仍能保持优异的还原能力。
层状双氢氧化物 六价铬 水泥 钢渣 还原效率 固废资源化利用 生料替代 layered double hydroxide hexavalent chromium cement steel slag reduction efficiency solid waste recycling raw material substitution
1 东莞理工学院 电子工程与智能化学院，广东 东莞 523808
2 华南师范大学 信息光电子科技学院，广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室，广东 广州 510006
热猝灭性能极大程度上限制了发光材料的应用，如何改善发光材料的热稳定性这一课题受到了广泛关注。本文通过高温固相法制备了一系列浓度梯度的Li3Cs2Ba2-xSrxB3P6O24∶0.03Eu2+荧光粉，并对该系列荧光粉进行了表征，对其XRD、激发发射光谱、荧光寿命、热猝灭性能进行了分析。结果表明，通过阳离子Sr替代Ba的方法不但改善了晶格结构，提升了样品的发光强度，而且使原发光材料的热稳定性能进一步得到了提高。对于Li3Cs2Ba2B3P6O24∶Eu2+样品，在150 ℃下的发光强度已经可以达到常温下的79%，通过Sr替换Ba，该强度能够进一步提高到87%。相关分析及结论可为荧光粉热稳定性的改善提供思路与依据。
荧光粉 Eu2+掺杂 温度猝灭 阳离子替换 phosphor Eu2+ thermal quenching cation substitution
四川大学 材料科学与工程学院, 四川 成都 610065
采用常规固相反应法合成了Pb1-xSrx(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.48Ti0.47O3+0.25%CeO2+0.50%Yb2O3+0.15%Fe2O3 (PMS-PZT, x=0, 0.02, 0.04, 0.06)的三元系硬性压电陶瓷。采用X线衍射仪、准静态压电常数测试仪和铁电测试仪系统地研究了Sr取代对PMS-PZT陶瓷的相结构及电学性能的影响。实验结果表明, 无Sr取代和有Sr取代的PMS-PZT压电陶瓷均具有单一的四方相晶体结构。当x=0.02时, PMS-PZT的性能最佳: d33=415 pC/N,Qm=522,TC=291 ℃,kp=0.64,εr=1 304,Pr=11.32 μC/cm2,Ec=9.05 kV/cm。
晶体结构 压电性能 介电性能 Sr取代 PMS-PZT PMS-PZT crystal structure piezoelectric property dielectric property Sr-substitution
