Thin nanocomposite films based on tin dioxide with a low content of zinc oxide (0.5–5mol.%) were obtained by the sol–gel method. The synthesized films are 300–600nm thick and contains pore sizes of 19–29nm. The resulting ZnO–SnO₂ films were comprehensively studied by atomic force and Kelvin probe force microscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy spectra. The photoconductivity parameters on exposure to light with a wavelength of 470nm were also studied. The study of the photosensitivity kinetics of ZnO–SnO₂ films showed that the film with the Zn:Sn ratio equal to 0.5:99.5 has the minimum value of the charge carrier generation time constant. Measurements of the activation energy of the conductivity, potential barrier, and surface potential of ZnO–SnO₂ films showed that these parameters have maxima at ZnO concentrations of 0.5mol.% and 1mol.%. Films with 1mol.% ZnO exhibit high response values when exposed to 5–50ppm of nitrogen dioxide at operating temperatures of 200∘C and 250∘C.

研究了经过CO2激光处理的溶胶-凝胶SiO2薄膜的物理化学性能和抗激光损伤性能, 研究结果表明激光处理后薄膜表面变得更加光滑, 粗糙度从14.08 nm降低到9.76 nm, 下降了30%以上; 薄膜的厚度随着CO2激光处理功率增加有所降低, 经过20 W激光处理后薄膜的厚度下降了17%~28%, 而薄膜的弹性模量和硬度等力学性能获得提升, 弹性模量从1.5 GPa增加到6 GPa, 硬度从40 MPa增加到110 MPa; 傅里叶变换红外光谱测试结果表明激光处理后薄膜的傅里叶光谱峰值从1 125 cm-1 移动至1 120 cm-1, 薄膜中的硅原子和氧原子的平均桥键角变小, 原因为CO2激光处理时会使局部温度升高, 会加速Si—OH键脱水缩合, 孔隙率降低, 吸收下降。 采用紫外纳秒激光对薄膜进行损伤测试, 结果显示经过12 W CO2激光处理后的薄膜与未经过CO2激光处理的薄膜相比损伤面积更小, 而损伤阈值从4.8 J·cm-2上升到7 J·cm-2, 提升了46%; 经过16 W和20 W CO2激光处理的薄膜紫外纳秒激光损伤阈值没有明显变化, 原因为较高功率CO2激光处理导致薄膜表面发生烧蚀沉积, 沉积物会影响紫外纳秒损伤阈值无法有效改善薄膜的激光损伤性能。 研究结果表明CO2激光处理技术可以有效改善溶胶-凝胶SiO2薄膜的弹性模量、 硬度等力学性能和抗激光损伤性能, CO2激光的功率对薄膜性能影响较大, CO2激光处理是一种有效的提升溶胶-凝胶SiO2薄膜紫外纳秒激光损伤特性的技术手段。

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂不同Dy3+浓度的系列Gd2MgTiO6(GMT)白色荧光粉。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪对GMT∶xDy3+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11)样品进行表征。研究结果表明: 所制备的系列荧光粉的结构均为单斜晶系, Dy3+成功掺入GMT基质的同时不影响原晶体结构; 样品晶粒尺寸在微米量级。在351 nm的近紫外光激发下, 样品在483和578 nm处分别显示了极强的蓝光和黄光, 其中蓝光归因于Dy3+的4F9/2→6H15/2的能级跃迁, 黄光归因于Dy3+的4F9/2→6H13/2能级跃迁; 随着Dy3+浓度的不断增加, 出现明显的浓度猝灭现象, 其机理归因于电偶极子-电偶极子相互作用。当x=0.05时, 此时CIE坐标为(0.324 71, 0.359 74), 与标准白光的CIE坐标(0.33, 0.33)较为接近, 表明GMT∶Dy3+是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉。

Dielectric capacitors are receiving increasing attention due to the high-power density and fast charge–discharge speed. However, defects are inevitably induced during the preparation process and then weaken the breakdown strength, thereby limiting their energy density. The phenomenon gives rise to self-healing technology. The discovery of sol–gel-derived aluminum oxide with electrolysis and dielectric dual-characteristic provides a novel, simple and cost-effective self-healing method to heal defects and enhance energy density. In this paper, we systematically reviewed the current self-healing technologies and the important progress of electrolysis and dielectric co-existence dielectrics. Finally, we outlook the electrolysis and dielectric co-existence dielectrics and potential challenge.

采用溶胶-凝胶技术合成Al2O3刚玉前驱体, 以SiO2-MgO-CaO为助烧剂, α-Al2O3纳米粉体为晶种, 利用传统烧结技术制备微晶陶瓷刚玉(SG)磨料。借助透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及热重-量热扫描(TG-DSC)等技术分析了晶种的特性和凝胶前驱体的热学性能, 探讨了烧结温度和烧结时间对SG磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明, 纳米α-Al2O3晶种的添加使θ-Al2O3α-Al2O3相变温度降低了250 ℃。单颗粒抗压强度和密度随烧结温度的升高和烧结时间的延长先增大后减小, 晶粒形貌由等轴晶转变为片状晶。在1 320 ℃烧结45 min制备的SG磨料的单颗粒抗压强度和密度分别为40.2 N和3.88 g/cm3, 平均晶粒粒径为0.56 μm, 优于用传统烧结技术制备的微米晶种磨料样品。

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y2-2xMgTiO6∶2xSm3+(YMT∶2xSm3+，0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明，所制备的YMT∶Sm3+样品为纯相，无任何杂质; 荧光粉颗粒尺寸为2~3μm，分散性较好且无明显团聚。在407nm的近紫外光激发下，样品的发射光谱在500~700nm波长范围内存在三个显著的发射峰，分别是603nm(4G5/2→6H7/2)和650nm(4G5/2→6H9/2)处较强的红光，以及566nm(4G5/2→6H5/2)处较弱的绿光。Sm3+离子的最佳掺杂浓度为5mol%，理论计算出Sm3+离子的临界转移距离为1.619nm。当Sm3+浓度超过5mol%时，出现明显的浓度猝灭效应，该效应归因于Sm3+离子之间电四极子-电四极子(q-q)相互作用。YMT∶Sm3+荧光粉的CIE色度坐标位于橙红光区域，是一种具有潜在应用价值的白光LED用红色荧光粉。

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，在以氨水为催化剂的碱体系中，采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅溶胶。通过SEM-EDS、XRD、热重分析、激光粒度分析、Zeta电位等分析手段，研究了氨水的加入量对二氧化硅溶胶粒径以及稳定性的影响。研究结果表明，当pH值在11~12、氨水与TEOS的摩尔比R(n(NH3·H2O)∶n(TEOS))在1~10时，随着R值的增大，二氧化硅溶胶平均粒径y与R值x呈指数相关趋势，其拟合函数为y=2.22x1.79，相关性为0.96，粒径从10.17 nm (R=1)增加到142.48 nm (R=10)，且胶粒的粒径分布半高宽从9.89 nm (R=1)增加到171.61 nm (R=10)。二氧化硅溶胶的稳定性则与氨水的加入量呈下抛物线趋势，其凝胶时间从684 h (R=1)下降到28 h (R=5)，再上升到780 h (R=10)。

通过溶胶-凝胶法制备出一系列Dy3+掺杂的Y2MgTiO6(YMT∶Dy3+)荧光粉, 并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的晶体结构、微观形貌及发光性质进行研究和分析。研究结果显示, YMT∶Dy3+荧光粉为双钙钛矿结构, Dy3+掺杂不改变样品的晶体结构。在近紫外光(352 nm)的激发下, 样品的发射光谱显示出典型的Dy3+特征发射峰, 分别是485 nm处的蓝光、578 nm处的黄光, 以及650~700 nm的红光。当Dy3+摩尔浓度x=0.03时, 荧光粉出现浓度猝灭效应, 其浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用(d-d)。YMT∶Dy3+荧光粉的CIE色坐标明显受到Dy3+的浓度影响, 其中YMT∶0.02Dy3+荧光粉的CIE色坐标为(0.406, 0.407), 位于暖白光区, 可作为一种暖白光荧光粉应用于近紫外激发白光发光二极管(w-LEDs)。