报告主题：非晶晶化法制备石榴石结构纳米透明陶瓷研究进展
报告嘉宾：李建强（教授，北京科技大学）
时 间：2023年11月9日（周四）上午9点30分
地 点：必威534会议厅
报告人简介
李建强，教授、博导，北京科技大学“高水平拔尖人才”，“无机光功能转换材料与器件”研究室首席教授。担任十三五国家重点研发计划首席，中国化工学会储能专委会副秘书长。2004年获得清华大学博士学位。2004年至2006年在东京大学材料系进行JSPS博士后工作。2006-2021年在中国科学院过程工程研究所工作，2021年至今在北京科技大学材料科学与工程学院工作。主要致力于“无机功能材料的凝固制备与潜热调控”的交叉领域研究。通过创新凝固方法，制备了高性能氧化物玻璃、荧光透明陶瓷、微球材料和水合盐相变储热材料，并突破了规模化制备、核心装备和器件等关键问题。在Nature子刊、Cell子刊等期刊共发表论文120余篇，授权专利 17 项；主持国家重点研发计划、中科院A类战略性先导科技专项课题等重大项目；自主研发的新材料入选中国载人空间站首批搭载科学实验样品，成果应用后创造销售额过亿元，并成功应用于北京冬奥会核心场馆的清洁供暖工程。获省部级一等奖（排名第1）及其他奖励四项，第七届“柳大纲优秀青年科技奖”、北京市“科技新星”计划等，担任 J. Adv. Ceram、《储能科学与技术》等期刊编委。
报告内容简介
透明陶瓷在窗口材料、固态激光器、固态照明与显示以及医疗成像等方面都具有广泛的应用前景。传统的粉末烧结法需要长时间高温处理实现致密化，存在严重依赖高质量原料粉末、亚稳态结构调控困难和制备工艺复杂等问题。非晶晶化法可以在远低于传统粉末烧结法的烧结温度下（通常不超过1100 °C）合成其难以获得的亚稳态及非立方结构的高密度/低孔隙率透明陶瓷。本报告介绍了本团队近些年来利用非晶晶化法制备透明陶瓷材料相关工作的研究进展，主要包括钇铝石榴石（YAG；Y3Al5O12）透明陶瓷以及镥铝石榴石（LuAG；Lu3Al5O12）透明陶瓷。这两种透明陶瓷均具有纳米级的三维网状结构，且透过率优良（于780 nm处均大于75%）。其中YAG透明陶瓷由(77 wt%) Y3Al5O12晶相和(23 wt%) Al2O3晶相组成，其硬度比YAG单晶高10%。掺杂Ce3+时，Ce:YAG-Al2O3透明陶瓷的量子效率为87.5%，与商业Ce:YAG单晶相媲美。同时利用该方法成功制备了完全由纳米晶组成的高度透明的LuAG透明陶瓷，由(86 wt%) Lu3Al5O12晶相与(14 wt%) Al2O3晶相组成，其可见光透过率与已报导的LuAG单晶相当，达到82%@780 nm。非晶晶化法较低的制备温度对于抑制和消除LuAG基透明陶瓷中的反位缺陷具有显著效果，在经0.3 at% Ce3+掺杂后所获得的Ce:LuAG-Al2O3透明陶瓷的X射线激发光谱(XEL)中，完全没有观察到LuAl反位缺陷的存在。Ce:LuAG-Al2O3纳米陶瓷的光产额约为20000 ph/MeV (1 μs门宽)，远超商业BGO单晶的光产额。以上结果，充分证明了非晶晶化法在透明陶瓷领域的应用潜力，有望推动相关材料在固态照明、闪烁体、窗口材料以及珠宝等广泛光学领域中应用的发展。
欢迎有兴趣的师生前来参加！
必威
2023年11月8日
