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English| 發(fā)布日期：2023-05-30 |
二氧化鋯具有良好的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)，特別是納米ZrO2是一種應(yīng)用極為廣泛的無機(jī)材料。納米級(jí)二氧化鋯粉體具有獨(dú)特的性能，如常溫下為絕緣體，而高溫下則具有導(dǎo)電性、增韌性和敏感特性等；在橡膠、陶瓷、涂料、日用化工等方面具有廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也可用于制造氣體傳感器、熒光體、壓敏材料、壓電材料、變阻器、高溫燃料電池、高溫光學(xué)組件、高效催化劑等。因此對(duì)ZrO2性質(zhì)及粒子結(jié)構(gòu)的研究對(duì)后續(xù)材料應(yīng)用有著重要意義。
拉曼光譜作為表征分子振動(dòng)能級(jí)的指紋光譜，能夠提供材料在振動(dòng)和電子性質(zhì)方面的獨(dú)特信息，被廣泛應(yīng)用在物理、化學(xué)、生物學(xué)與材料學(xué)科等領(lǐng)域。
中科院物理所劉玉龍老師使用如海光電1064nm便攜式拉曼光譜儀對(duì)ZrO2納米材料進(jìn)行了研究。
1. 測(cè)試樣品
2. 儀器搭建
在這項(xiàng)研究中，劉老師分別測(cè)試了4nm和80nm粒徑的ZrO2樣品，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。
圖中A樣品是4nm粒徑的ZrO2，可以看出，（1）1064便攜式拉曼光譜儀抑制熒光效果明顯；（2）與晶體的ZrO2的拉曼光譜相比，由于樣品的顆粒直徑變小，表面缺陷增多，A樣品的體相拉曼峰線寬變大，散射強(qiáng)度變?nèi)?/span>；（3）同時(shí)由于樣品晶粒尺寸小，樣品比表面變大，在1050cm-1左右，出現(xiàn)了表面振動(dòng)峰，隨著納米顆粒直徑的增大，該峰就會(huì)消失；（4）此外，由于樣品顆粒尺寸小，表面的缺陷增多（主要是斷鍵或懸鍵），表面活性增加，由此在900-2000cm-1內(nèi)出現(xiàn)了高價(jià)拉曼散射和空氣中的水分子吸附的峰。
圖1 兩種ZrO2樣品測(cè)試結(jié)果
圖中B樣品是在1100℃下進(jìn)行退火得到的，退火后的納米顆粒尺寸約為80nm。在高溫下的退火，不僅使得納米顆粒的尺寸增大，而且使得樣品中的原子重排，有序度增加，導(dǎo)致拉曼峰的線寬變小，光譜的分辨率增加。樣品B測(cè)試譜圖中1050cm-1的消失是由于顆粒尺寸的增加，比表面積減少引起的。
劉老師提出了一種ZrO2快速檢測(cè)方法，可通過如海光電1064拉曼光譜儀簡單、快捷的得到ZrO2的結(jié)構(gòu)信息，對(duì)后續(xù)研究ZrO2材料性質(zhì)有著重要意義。
Portman1064便攜式拉曼光譜儀
1、產(chǎn)品簡介
Portman1064是一款便攜式高靈敏度高信噪比制冷的拉曼光譜儀，其內(nèi)部采用InGaAs陣列探測(cè)器，并采用色散型的光學(xué)設(shè)計(jì)，提高了探測(cè)器的靈敏度，讓儀器具備了捕捉微弱拉曼信號(hào)的能力。
相比于785nm、532nm拉曼光譜儀，1064nm對(duì)于組織等生物樣品的破壞性更小，避開了玻璃、生物組織等很多物質(zhì)的熒光發(fā)射區(qū)域，對(duì)于很多被測(cè)物質(zhì)具備低熒光背景優(yōu)勢(shì)。1064nm相對(duì)于可見段的532nm、785nm具備更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包裝以及紙等包裝材料。
2、產(chǎn)品特點(diǎn)
? 寬積分時(shí)間：積分時(shí)間可以從8ms~30min設(shè)定；
? 高穩(wěn)定性：峰值波動(dòng)RMS<1% @2hrs；
? 良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包裝紙；
? 高分辨：相對(duì)于同類產(chǎn)品， 優(yōu)化的光路設(shè)計(jì)和512pixels可以提供15-18cm-1 的分辨率。
