高铝球石的透光原理及形成条件

　　高铝球石的透光原理及透明高铝球石的形成条件，从组成、结构和工艺和性能四个方面进行了分析和讨论，综述了高铝球石的产生与发展过程、合成方法及应用，并对透明高铝球石的发展前景进行了展望。采用熔融和晶化技术合成出B2O3-Al2O3-SiO2(BAS)系透明高铝球石。根据差热分析结果制定高铝球石的晶化热处理制度，基于X-ray衍射(XRD)分析结果确定了晶相组成和结构。析晶性能良好的BAS系高铝球石在540～71℃C核化，650～810℃晶化，可获得主晶相为2Al2O3·B2O3，次晶相为p-石英固溶体、红柱石和9Al2O3·2SiO2的硼铝硅透明高铝球石。采用分光光度计测定了BAS系高铝球石的光透过率，晶化热处理制度对光透过率的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的显微结构，探究了显微结构与光学性能的关系。

　　采用熔融和晶化技术合成出ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2(ZBAS)系透明高铝球石。根据差热分析结果制定高铝球石的晶化热处理制度，基于XRD分析结果确定了晶相组成和结构，热处理制度对晶相结构的影响，可获得主晶相为立方锌尖晶石ZnAl2O4的锌硼铝硅系透明高铝球石。采用分光光度计测定ZBAS系高铝球石的光透过率，晶化热处理制度对光透过率的影响。采用SEM分析了样品的显微结构，探究了显微结构与光学性能的关系。针对稀土铕，钐，铒的掺杂对其荧光性能进行了测试和分析。采用熔融和晶化技术合成出Nd3+离子掺杂BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)系透明高铝球石。根据差热分析结果制定高铝球石的晶化热处理制度，基于XRD分析结果确定了晶相组成和结构，热处理制度对晶相结构的影响，可分别获得主晶相组成为六方钡长石，次晶相为单斜钡长石的透明高铝球石。测量了基质高铝球石和不同热处理制度下样品的荧光光谱，探讨了晶相组成、结构对钕离子发光性能的影响。钕离子发光光谱与晶相组成和晶粒大小密切相关。

　　中心波长位于890nm.1065nm和1330nm处的三个发光谱带分别对应于钕离子的F3/2→4I9/2、4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2跃迁。对所制备高铝球石的晶化行为进行了动力学分析，分别确定了BAS，ZBAS，BBAS三种体系的晶化动力学参数。根据高铝球石的分形特征，利用分形原理进行建立了生长模型，分析了晶化过程中的控制方式，确定了其动力学参数，用分形理论对其扩散控制的晶相生长动力学过程进行了分析。

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