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(xué)性質(zhì)研究展開(kāi),包括以下三部分內(nèi)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(lái)越重視抗紫外線(xiàn)（UV）輻射材料的開(kāi)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(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程與激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、衰減曲線(xiàn)和吸收光譜等表征方式,對(duì)玻璃中Ce3+和Ce4+離子的比例變化進(jìn)行了合理推測(cè)。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(qiáng)堿溶液和丙酮等環(huán)境下,它們展現(xiàn)出出眾的物理、化學(xué)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(yīng)用價(jià)值。（2）Ba0.84Gd0.16F2.16:Tb3+微晶玻璃的設(shè)計(jì)、制備、熒光及閃爍特性。目前,輻射監(jiān)測(cè)、高能物理、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域急需性能優(yōu)良的輻射探測(cè)材料。傳統(tǒng)閃爍體的制備成本、工藝復(fù)雜和熒光量子效率低,限制了其實(shí)際應(yīng)用。本工作報(bào)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(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果一致,... 

【文章來(lái)源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）發(fā)光過(guò)程；（b）包含能量傳遞（S→A）的發(fā)光過(guò)程

1緒論3潛都展現(xiàn)出自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[6,8,9,17]。氧化物玻璃的穩(wěn)定性?xún)?yōu)良，但聲子能過(guò)高，影響稀土離子的發(fā)光效率。氟化物玻璃對(duì)稀土離子的溶解能力更強(qiáng)，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(shí)際應(yīng)用。因此，本文選擇兼具上述兩者長(zhǎng)處的氟氧化物玻璃作為基質(zhì)。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(fù)合型材料[11,18]。將通過(guò)熔融淬冷法制備得到的前驅(qū)體玻璃進(jìn)一步地?zé)崽幚恚膀?qū)體玻璃中會(huì)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(zhì)中。如圖1.2所示，通過(guò)透射電子顯微鏡圖像，可以看到灰黑色的點(diǎn)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(diǎn)，更重要的是具有氟化物納米晶的優(yōu)良光學(xué)性能[10,11]。首先，微晶玻璃中所含的納米晶大小一般在幾個(gè)nm和幾十個(gè)nm之間，與可見(jiàn)光和近紅外光的波長(zhǎng)相差甚遠(yuǎn)。因此光在微晶玻璃中的散射可以忽略不計(jì)，通常微晶玻璃在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的透過(guò)率可以達(dá)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(wú)輻

1緒論9基于氟氧化物玻璃的優(yōu)點(diǎn)，且已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中，本文選取了這類(lèi)玻璃作為新型材料的基質(zhì)。為了開(kāi)拓他們的在各個(gè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，我們通過(guò)總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)與分子動(dòng)力學(xué)模擬，不斷地對(duì)玻璃基質(zhì)進(jìn)行改造。于是，我們?cè)O(shè)計(jì)出了光學(xué)堿度可調(diào)、密度可調(diào)、可析出納米晶相的一系列不同類(lèi)型氟氧化物玻璃的配方�？紤]到不同類(lèi)型的氟氧化物玻璃具有的特點(diǎn)，我們選擇了適合的稀土離子摻入基質(zhì)中，以實(shí)現(xiàn)多種的功能。在光學(xué)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(shí)現(xiàn)材料的全波段抗紫外性能。而在光學(xué)堿度較低的氟氧化物玻璃中，Eu3+離子會(huì)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(shí)得到紅光與藍(lán)光發(fā)射，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)理想白光奠定了基矗另外，當(dāng)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(lèi)摻雜Tb3+離子的新型基質(zhì)的熒光性能與閃爍性能得到了大幅提高，在閃爍體材料領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。圖1.3稀土摻雜氟氧化物玻璃與微晶玻璃的設(shè)計(jì)流程圖


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