高結(jié)晶度透明微晶玻璃的制備技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)透明微晶玻璃的晶相含量在3％-70％之間，晶粒大小為幾十個(gè)納米級(jí)，析出晶相的化學(xué)組成與基礎(chǔ)玻璃差異較大。由于微晶玻璃中含有較多的玻璃相，微晶玻璃的結(jié)構(gòu)和理化性能與透明晶體及透明陶瓷都存在較大的差異。本論文研究稀土離子摻雜的高結(jié)晶度、高透過(guò)率微晶玻璃的制備方法，探索微晶體類型、微晶體含量、晶粒大小和玻璃相含量與發(fā)光特性之間的關(guān)系，評(píng)估其替代透明晶體和透明陶瓷的可能性，有重要的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。
　　 采用傳統(tǒng)熔體冷卻技術(shù)及晶

2、化熱處理工藝制備了Nd2O3摻雜的Na2O-CaO-SiO2(NCS)系高結(jié)晶度透明微晶玻璃。通過(guò)差熱分析(DSC)測(cè)定，確定了基礎(chǔ)玻璃的核化與晶化制度。采用X射線衍射(XRD)分析、紅外(IR)光譜分析、掃描電子顯微鏡(SEM)等方法研究了NCS系微晶玻璃的結(jié)晶性能、組織結(jié)構(gòu)和透明性能。結(jié)果表明，NCS系玻璃熱處理后析出成分接近于Na6Ca3Si6O18的微晶體。當(dāng)玻璃在630℃/10h+800℃/1h條件下處理時(shí)，結(jié)晶度達(dá)79.86

3、％，晶粒為球形，尺寸約為1～2μm，3mm厚試樣在710nm波長(zhǎng)下的透光率為68.8％。繼續(xù)延長(zhǎng)熱處理時(shí)間，晶相和玻璃相的化學(xué)組成連續(xù)變化，玻璃幾乎完全析晶，晶粒尺寸達(dá)250μm，3mm厚試樣在710nm波長(zhǎng)下的透光率達(dá)65.5％。利用Judd-Ofelt理論分析了Nd3+摻雜NCS體統(tǒng)微晶玻璃的光譜性能和光譜參數(shù)。結(jié)果表明：微晶玻璃含納米晶時(shí)其強(qiáng)度參數(shù)Q2達(dá)最大值，隨著微晶體的長(zhǎng)大，Ω2逐漸減小，這與4F3/2→4I11/2躍遷的發(fā)射

4、截面的變化趨勢(shì)一致；試樣的光譜質(zhì)量因子隨熱處理的完成持續(xù)降低，而對(duì)于4F3/2→4I11/2躍遷的熒光分支比則持續(xù)增大。研究表明，高結(jié)晶度透明微晶玻璃有代替晶體作為激光基質(zhì)的潛力。
　　 成功制備了無(wú)色透明的Gd2SiO5(GSO)體系基礎(chǔ)玻璃，主要組成為Gd2O3-SiO2-B2O3，其中Gd2O3的重量百分比可高達(dá)75.88％。在基礎(chǔ)玻璃中成功添加了Ce3+離子，隨著Ce3+離子含量的增加，玻璃著色現(xiàn)象加重，由淡黃色→檸檬黃