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摘要
钙钛矿结构的铝酸镨(PrAlO3)具有较高的稳定性并能提供可被其它镧系稀土离子掺杂的格位,有望成为一种新型中子吸收材料基体,目前对PrAlO3的研究主要集中在单晶材料的制备方法及其光学、磁学等特性。本工作采用固相反应合成法,以正硅酸乙酯(TEOS)作为液相助烧剂,制备了高致密度钙钛矿相PrAlO3陶瓷,并采用XRD、SEM、顶杆法和激光闪光法系统表征了PrAlO3陶瓷的显微结构及热物理性能。结果表明,通过在1200℃预先合成PrAlO3粉体并添加质量分数为0.4%～1.0%的TEOS作为液相助烧剂,在1500℃左右烧结可获得相对密度大于99%的PrAlO3陶瓷;而未添加助烧剂获得的产物相对密度仅为96%。PrAlO3陶瓷在亚临界温度360℃时的热导率为4.99W·m–1·K–1,优于Dy2TiO5和GdAlO3陶瓷,并且室温到800℃的线性热膨胀系数仅为10.2×10–6K–1。同时,PrAlO3陶瓷的抗弯强度和维氏硬度分别达到95.55MPa和7.95GPa,荧光光谱表现出Pr3+的特征发射峰。研究结果显示,高密度钙钛矿相PrAlO3陶瓷制备方法简单,具有较好的热物性和力学性能,作为一种稀土基中子吸收核用材料具有较好的应用前景。
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