稀(xi)土在激光材(cai)料(liao)中(zhong)的應用(yong)

日期： 2018-07-20

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稀土(tu)在激光材料中(zhong)的(de)應用

　　稀(xi)土(tu)具有其(qi)他材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)難以比擬的(de)光(guang)電磁性(xing)能(neng)，被(bei)廣泛應用于(yu)電子、新能(neng)源(yuan)、環(huan)境保護等新興領域，常用的(de)稀(xi)土(tu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)有稀(xi)土(tu)發(fa)光(guang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、拋光(guang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、永磁材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、儲氫材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等，特別是第三代高(gao)性(xing)能(neng)釹鐵硼永磁材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)已成為風力發(fa)電、節(jie)能(neng)電梯、節(jie)能(neng)環(huan)保空調、新能(neng)源(yuan)汽車、EPS等各節(jie)能(neng)環(huan)保細分(fen)產業(ye)鏈上游的(de)重要一環(huan)。據預(yu)測，我國2012年(nian)~2014年(nian)高(gao)性(xing)能(neng)釹鐵硼的(de)需(xu)求(qiu)年(nian)均增(zeng)速在25%以上，到2014年(nian)總需(xu)求(qiu)量將增(zeng)長至3.2萬噸左(zuo)右，市場(chang)規模可達170億元(yuan)以上。

　　由于具有特(te)殊的(de)光電磁性質(zhi)，稀土是研制開發各種新型功能材料的(de)“寶(bao)庫”，正不斷(duan)派生新的(de)高科技產(chan)業。

　　稀土發(fa)光(guang)(guang)(guang)材(cai)料是(shi)彩色(se)電(dian)視和(he)(he)各種顯示器不可缺(que)少的發(fa)光(guang)(guang)(guang)體，也是(shi)制造三基色(se)節(jie)能燈和(he)(he)金屬鹵化(hua)物燈等(deng)現代綠(lv)色(se)照明(ming)光(guang)(guang)(guang)源的必需材(cai)料。稀土長余輝熒光(guang)(guang)(guang)粉(fen)具有白天(tian)吸收(shou)陽光(guang)(guang)(guang)，夜(ye)晚能自動發(fa)光(guang)(guang)(guang)的本領，用做鐵路(lu)公(gong)路(lu)標志、街道和(he)(he)建(jian)筑物標牌等(deng)夜(ye)間顯示，既(ji)方便(bian)節(jie)能，又有裝飾美化(hua)效果。

　　目(mu)前大約90%的激(ji)光(guang)材(cai)(cai)料都涉及稀土，在(zai)國際上(shang)已商品(pin)化的45種激(ji)光(guang)材(cai)(cai)料中，稀土激(ji)光(guang)材(cai)(cai)料就占30多種，已被(bei)廣泛用于光(guang)通訊、精(jing)密加工、醫療和(he)軍事技術等領域。

　　激(ji)(ji)(ji)(ji)光晶(jing)(jing)體(ti)是(shi)由晶(jing)(jing)體(ti)基質和激(ji)(ji)(ji)(ji)活(huo)離(li)子(zi)組成。激(ji)(ji)(ji)(ji)光晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光性(xing)能與晶(jing)(jing)體(ti)基質、激(ji)(ji)(ji)(ji)活(huo)離(li)子(zi)的(de)(de)特性(xing)關系(xi)極大(da)。目前(qian)已知的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光晶(jing)(jing)體(ti)，大(da)致可以分為(wei)氟化(hua)物晶(jing)(jing)體(ti)、含氧酸(suan)鹽晶(jing)(jing)體(ti)和氧化(hua)物晶(jing)(jing)體(ti)三(san)大(da)類。激(ji)(ji)(ji)(ji)活(huo)離(li)子(zi)可分為(wei)過渡金屬離(li)子(zi)、稀(xi)土離(li)子(zi)及錒系(xi)離(li)子(zi)。目前(qian)已知的(de)(de)約320種激(ji)(ji)(ji)(ji)光晶(jing)(jing)體(ti)中，約290種是(shi)摻入稀(xi)土作為(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)活(huo)離(li)子(zi)的(de)(de)。可見稀(xi)土在發展(zhan)激(ji)(ji)(ji)(ji)光晶(jing)(jing)體(ti)材料中的(de)(de)重要作用。

　　在稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素中已(yi)實現激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)輸出(chu)的(de)有(you)Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb共11個三價離(li)子(zi)和(he)Sm、Dy、Tm三個二價離(li)子(zi)。稀(xi)(xi)土(tu)(tu)的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)性能(neng)(neng)是(shi)由(you)(you)于稀(xi)(xi)土(tu)(tu)離(li)子(zi)的(de)4f電子(zi)在不同能(neng)(neng)級之(zhi)間(jian)的(de)躍(yue)(yue)遷(qian)而產生的(de)。由(you)(you)于很多稀(xi)(xi)土(tu)(tu)離(li)子(zi)具有(you)豐富的(de)能(neng)(neng)級和(he)他們的(de)4f電子(zi)的(de)躍(yue)(yue)遷(qian)，使稀(xi)(xi)土(tu)(tu)成為激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)晶(jing)體(ti)不可(ke)缺(que)少的(de)激(ji)(ji)活離(li)子(zi)，為高新(xin)科技(ji)提供(gong)了很多性能(neng)(neng)優越的(de)高功(gong)率、LD泵浦(pu)、可(ke)調諧、新(xin)波長(chang)等摻(chan)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)晶(jing)體(ti)。高功(gong)率摻(chan)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)晶(jing)體(ti)主要有(you)摻(chan)釹(nv)釔鋁石榴(liu)石(Nd：YAG)、摻(chan)釹(nv)鋁酸釔(Nd：YAP)、摻(chan)鋁釓(ga)稼石榴(liu)石(Nd：GGG)和(he)摻(chan)釹(nv)鋁酸鎂鑭(Nd：LMA)等。其(qi)中，Nd：YAG最(zui)重要，應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣，用(yong)(yong)量最(zui)大。國外(wai)(wai)早已(yi)投入(ru)生產，在美國Nd：YAG晶(jing)體(ti)已(yi)經商品化，新(xin)產品質量穩定(ding)，占(zhan)領(ling)國際大部分市(shi)場。可(ke)調諧激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)晶(jing)體(ti)同樣很引人注目(mu)。利(li)用(yong)(yong)Ce離(li)子(zi)的(de)寬(kuan)帶躍(yue)(yue)遷(qian)，從(cong)Ce：YLF和(he)Ce：LaF3等晶(jing)體(ti)中獲得(de)可(ke)調諧的(de)紫(zi)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)。目(mu)前最(zui)為有(you)效的(de)和(he)可(ke)連續調諧的(de)紫(zi)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)晶(jing)體(ti)是(shi)Ce：LiCAF、Ce：LiSAF。

在稀(xi)土激(ji)活離(li)子中(zhong)常(chang)用(yong)(yong)的(de)是Nd離(li)子，它輸(shu)出波長(chang)為1.06μm。多年來人們一直在進行(xing)新波長(chang)激(ji)光(guang)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)探索工作(zuo)。其(qi)中(zhong)比較成(cheng)功并獲得(de)實際應(ying)用(yong)(yong)的(de)有(you)摻Er和(he)Ho的(de)激(ji)光(guang)晶(jing)(jing)體(ti)。這些晶(jing)(jing)體(ti)輸(shu)出的(de)波長(chang)對(dui)(dui)人眼(yan)安全(quan)，大氣傳輸(shu)特(te)性(xing)好(hao)，對(dui)(dui)戰場的(de)煙(yan)霧穿透能力(li)強，保密性(xing)好(hao)，適合軍用(yong)(yong)。而且其(qi)波長(chang)容易被(bei)水吸收，更適合于激(ji)光(guang)醫療(liao)，在表面脫水和(he)生(sheng)物工程等方面，也將獲得(de)應(ying)用(yong)(yong)。目前我國對(dui)(dui)Ho：Cr：Tm：YAG、Er：YAG和(he)Ho：Er：Tm：YLF已有(you)小批量(liang)試制能力(li)，但末形成(cheng)批量(liang)產品。

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稀土在鋼鐵及有色金屬中的應用充滿希望

發(fa)布時間: 2018 - 06 - 20

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稀土納米材料及應用——稀土納米催化劑

發布時間: 2018 - 06 - 20

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稀(xi)土在激光材(cai)料(liao)中(zhong)的應用(yong)