本文關(guān)鍵詞：銅摻雜磷硅酸鹽玻璃的制備與光譜學(xué)性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文通過高溫熔制法制備了不同濃度Cu單摻、固定Cu/Sn比摻雜、不同Cu/Sn比摻雜的的磷硅酸鹽玻璃,應(yīng)用熱分析(DTA)、X射線粉末衍射(XRD)、透射電鏡(TEM),拉曼光譜及光致發(fā)光光譜(PL)等測(cè)試手段,研究了Cu在玻璃中不同的存在狀態(tài)和光譜學(xué)性能,通過引入還原劑SnO和熱處理對(duì)Cu0(?)Cu+(?)Cu2+氧化還原反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控,將大部分Cu穩(wěn)定為Cu+。在不同濃度Cu單摻的磷硅酸鹽玻璃中,較低濃度(0.02；0.04；0.1mol%)摻雜情況下,Cu的存在形式主要為Cu+,部分Cu+被還原成Cu0并聚集形成Cu0納米顆粒,在較高Cu摻雜濃度(0.2; 0.4; 0.6mol%)的玻璃中,Cu的存在形式主要為Cu+和Cu2+。Cu在磷硅酸鹽玻璃中價(jià)態(tài)的變化,與玻璃中非橋氧數(shù)目有關(guān),非橋氧數(shù)目的增多,促使反應(yīng)Cu0(?)Cu+(?)Cu2+向右進(jìn)行。因此,可采用適當(dāng)增加非橋氧濃度的方法在Cu0較高的情況下促使Cu0轉(zhuǎn)化為Cu+。引入還原劑SnO,在固定Cu/Sn比摻雜的情況下(Cu/Sn=1),能夠有效抑制較高Cu摻雜濃度玻璃中的氧化反應(yīng)Cu+→Cu2+,使玻璃中Cu存在形式主要為Cu+。只有當(dāng)Cu/Sn摻雜量達(dá)到1m01%時(shí),才會(huì)形成Cu0納米顆粒。隨著Cu+濃度的增加,玻璃發(fā)光強(qiáng)度經(jīng)歷一個(gè)先增強(qiáng)后減弱的過程,摻雜量為0.15mol%時(shí)玻璃發(fā)光強(qiáng)度最高。在不同Cu/Sn比摻雜的情況下(Cu摻雜濃度固定為1mol%),隨著Sn濃度增加,首先促進(jìn)還原反應(yīng)Cu2→Cu+的進(jìn)行,樣品的發(fā)光強(qiáng)度得到增強(qiáng),當(dāng)Sn摻雜濃度為0.6mo1%時(shí),發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最高。繼續(xù)增加Sn的摻雜量,過量的Sn使得還原反應(yīng)Cu+→Cu0進(jìn)行,形成Cu0納米顆粒,樣品發(fā)光強(qiáng)度減弱。通過熱處理發(fā)現(xiàn),在固定Cu/Sn比摻雜玻璃中,對(duì)于較低濃度Cu摻雜(≤0.2mol%)樣品,熱處理使促進(jìn)還原反應(yīng)Cu+→Cu+進(jìn)行,熱處理溫度越高,Cu2+→Cu+轉(zhuǎn)化程度越高,樣品的發(fā)光強(qiáng)度越強(qiáng),Cu+的壽命也有所增加。較高濃度摻雜情況下(0.2mol%),熱處理促進(jìn)玻璃中Cu+→Cu0反應(yīng)進(jìn)行,熱處理溫度越高,Cu/Sn摻雜濃度越高,形成Cu0納米顆粒越大,樣品的發(fā)光強(qiáng)度越弱。在不同Cu/Sn比摻雜玻璃(銅濃度固定為1mol%)中,由于Cu摻雜濃度高,較低的熱處理溫度(540℃)就可以使所有樣品形成Cu0納米顆粒,樣品的發(fā)光強(qiáng)度隨著熱處理溫度升高而逐漸減弱。研究表明,提高非橋氧濃度可調(diào)控Cu0(?)Cu+(?)Cu2+向右進(jìn)行,引入SnO和進(jìn)行熱處理均可調(diào)控Cu0(?)Cu+→Cu2+向左進(jìn)行。因此,綜合采用這三種手段有望在磷硅酸鹽玻璃中實(shí)現(xiàn)Cu的重?fù)诫s,并將大部分Cu穩(wěn)定為Cu+,優(yōu)化Cu+摻雜磷硅酸鹽的可見寬譜發(fā)光。
【關(guān)鍵詞】：磷硅酸鹽玻璃 Cu摻雜 氧化還原 非橋氧 發(fā)光
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ171.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 發(fā)光材料與發(fā)光過程12-14
• 1.2.1 發(fā)光與發(fā)光材料12-14
• 1.2.2 發(fā)光的基本過程14
• 1.3 過渡金屬離子光譜學(xué)基礎(chǔ)14-17
• 1.4 Cu摻雜發(fā)光玻璃的主要應(yīng)用鄰域17-21
• 1.4.1 白光LED17-19
• 1.4.2 顯色玻璃19-20
• 1.4.3 光學(xué)非線性20-21
• 1.5 Cu摻雜發(fā)光玻璃的研究進(jìn)展21-23
• 1.5.1 Cu~+摻雜發(fā)光玻璃研究進(jìn)展21-22
• 1.5.2 Cu~0納米顆粒摻雜發(fā)光玻璃研究進(jìn)展22-23
• 1.6 本文研究目的及內(nèi)容23-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)研究方法26-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法27-28
• 2.4 性能表征28-32
• 2.4.1 差熱分析(DTA)28
• 2.4.2 物相分析(XRD)28
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)28
• 2.4.4 透射電鏡分析(TEM)28-29
• 2.4.5 吸收光譜29
• 2.4.6 拉曼光譜29
• 2.4.7 熒光光譜29-30
• 2.4.8 熒光壽命30-32
• 第三章 Cu單摻磷硅酸鹽玻璃的制備與光譜學(xué)性能研究32-48
• 3.1 磷硅酸鹽基礎(chǔ)玻璃制備32-35
• 3.1.1 引言32
• 3.1.2 組分設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.3 不同磷含量玻璃的XRD相分析33
• 3.1.4 不同磷含量對(duì)玻璃相分離的影響33-34
• 3.1.5 基礎(chǔ)玻璃組分的確定34-35
• 3.2 Cu摻雜磷硅酸鹽的制備與發(fā)光性能研究35-46
• 3.2.0 玻璃樣品的制備35
• 3.2.1 玻璃析晶行為分析35-38
• 3.2.2 吸收光譜38-40
• 3.2.3 拉曼光譜40-43
• 3.2.4 熒光光譜43-45
• 3.2.5 熒光衰減曲線45-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第四章 Cu/Sn共摻磷硅酸鹽玻璃的制備與光譜學(xué)性能研究48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 利用還原氣氛調(diào)控玻璃中Cu~0(?)Cu~+(?)Cu~(2+)氧化還原反應(yīng)48-51
• 4.3 利用Cu/Sn共摻調(diào)控玻璃中Cu~0(?)Cu~+(?)Cu~(2+)氧化還原反應(yīng)51-56
• 4.3.1 玻璃樣品的制備51
• 4.3.2 XRD相分析51-52
• 4.3.3 吸收光譜52-54
• 4.3.4 熒光光譜54-56
• 4.4 不同Cu/Sn比對(duì)玻璃中Cu~0(?)Cu~+(?)Cu~(2+)氧化還原反應(yīng)的影響56-59
• 4.4.1 玻璃樣品的制備56
• 4.4.2 XRD相分析56
• 4.4.3 吸收光譜56-57
• 4.4.4 熒光光譜57-58
• 4.4.5 熒光衰減曲線58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 熱處理對(duì)Cu摻雜磷硅酸鹽玻璃光譜學(xué)性能的影響60-68
• 5.1 引言60
• 5.2 熱處理對(duì)固定Cu/Sn比玻璃光譜學(xué)性能的影響60-64
• 5.2.1 吸收光譜60-61
• 5.2.2 相組成與微觀結(jié)構(gòu)61-62
• 5.2.3 熒光光譜62-64
• 5.2.4 熒光衰減曲線64
• 5.3 熱處理對(duì)不同Cu/Sn比玻璃光譜學(xué)性能的影響64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 個(gè)人簡歷76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫家森,鄧再德,劉雪敬,印冰,楊鋼鋒,姜中宏;摻Er磷硅酸鹽玻璃光譜性質(zhì)的研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

2 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉樹江;李廣榮;沈建興;;磷硅酸鹽玻璃流變性能研究[A];2010全國玻璃技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高駿;銅摻雜磷硅酸鹽玻璃的制備與光譜學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：銅摻雜磷硅酸鹽玻璃的制備與光譜學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：313836