本論文圍繞稀土摻雜氟氧化物玻璃與微晶玻璃的制備及其光學性質研究展開,包括以下三部分內容:（1）Ce摻雜透明玻璃的制備及全波段抗紫外性能。受環(huán)境污染的影響,地球臭氧層逐年變薄,人們也越來越重視抗紫外線（UV）輻射材料的開發(fā)。本工作采用熔融淬冷法成功地制備了透明度高的鈰摻雜塊體玻璃。結合實驗過程與激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、衰減曲線和吸收光譜等表征方式,對玻璃中Ce3+和Ce4+離子的比例變化進行了合理推測。由于Ce³⁺和Ce⁴⁺離子的吸收,此系列玻璃樣品表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗紫外性能。并且,在高溫、紫外輻射、強堿溶液和丙酮等環(huán)境下,它們展現(xiàn)出出眾的物理、化學穩(wěn)定性。因此,此系列鈰摻雜玻璃在抗紫外輻射元件中具有潛在的應用價值。（2）Ba0.84Gd0.16F2.16:Tb3+微晶玻璃的設計、制備、熒光及閃爍特性。目前,輻射監(jiān)測、高能物理、醫(yī)學成像等領域急需性能優(yōu)良的輻射探測材料。傳統(tǒng)閃爍體的制備成本、工藝復雜和熒光量子效率低,限制了其實際應用。本工作報道了一種高效、透明Tb3+摻雜的Ba0.84Gd0.16F2.16微晶玻璃（GC）。與分子動力學模擬結果一致,... 

【文章來源】：浙江師范大學浙江省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）發(fā)光過程；（b）包含能量傳遞（S→A）的發(fā)光過程

1緒論3潛都展現(xiàn)出自己的獨特優(yōu)勢[6,8,9,17]。氧化物玻璃的穩(wěn)定性優(yōu)良，但聲子能過高，影響稀土離子的發(fā)光效率。氟化物玻璃對稀土離子的溶解能力更強，且聲子能較低，提高了熒光玻璃的發(fā)光效率。但氟化物玻璃有毒、制備成本高、易被腐蝕，限制了其的實際應用。因此，本文選擇兼具上述兩者長處的氟氧化物玻璃作為基質。圖1.2微晶玻璃的透射電子顯微圖像微晶玻璃是一種由納米晶相和玻璃相組成的新興復合型材料[11,18]。將通過熔融淬冷法制備得到的前驅體玻璃進一步地熱處理，前驅體玻璃中會析出納米顆粒。析出的納米晶體在玻璃相中均勻地分布，嵌在玻璃的網(wǎng)狀基質中。如圖1.2所示，通過透射電子顯微鏡圖像，可以看到灰黑色的點狀顆粒即為析出的納米晶，其余淺灰色部分即為玻璃相。氟氧化物微晶玻璃不僅保持了傳統(tǒng)氧化物玻璃制備快捷、成本低、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，更重要的是具有氟化物納米晶的優(yōu)良光學性能[10,11]。首先，微晶玻璃中所含的納米晶大小一般在幾個nm和幾十個nm之間，與可見光和近紅外光的波長相差甚遠。因此光在微晶玻璃中的散射可以忽略不計，通常微晶玻璃在可見光范圍內的透過率可以達到較高水平。其次，相比于氧化物，稀土離子更易溶于氟化物，所以它們往往優(yōu)先大量聚集在納米晶相中。最重要的是氟化物納米晶的聲子能較低，約為400cm-1，這給稀土離子提供了優(yōu)越的發(fā)光環(huán)境。稀土離子無輻

1緒論9基于氟氧化物玻璃的優(yōu)點，且已廣泛應用于生產、生活中，本文選取了這類玻璃作為新型材料的基質。為了開拓他們的在各個領域的潛在應用，我們通過總結前人經驗與分子動力學模擬，不斷地對玻璃基質進行改造。于是，我們設計出了光學堿度可調、密度可調、可析出納米晶相的一系列不同類型氟氧化物玻璃的配方�？紤]到不同類型的氟氧化物玻璃具有的特點，我們選擇了適合的稀土離子摻入基質中，以實現(xiàn)多種的功能。在光學堿度較高的氟氧化物玻璃中，Ce3+離子的吸收更靠近UVA區(qū)域，能更好地實現(xiàn)材料的全波段抗紫外性能。而在光學堿度較低的氟氧化物玻璃中，Eu3+離子會有一定幾率被還原為Eu2+離子。在紫外激發(fā)下，能在玻璃中同時得到紅光與藍光發(fā)射，為后續(xù)實現(xiàn)理想白光奠定了基矗另外，當配方中加入了Gd元素以及大量氟化物，玻璃的密度得到了提高，熱處理后也出現(xiàn)了氟化物的分相與納米晶的析出，形成了氟化物微晶玻璃。這類摻雜Tb3+離子的新型基質的熒光性能與閃爍性能得到了大幅提高，在閃爍體材料領域有潛在應用。圖1.3稀土摻雜氟氧化物玻璃與微晶玻璃的設計流程圖


本文編號：3137667