稀土釤摻雜鈦酸鉍鈉基無鉛壓電材料的熒光特性.pdf

1、隨著能源的日益緊缺,多功能材料越來越受到人們的重視,并且在一些高新技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的使用。
　　壓電材料是科技領(lǐng)域中不可或缺的一種非常重要的材料,廣泛應(yīng)用于軍事,航空航天,農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域。但是,目前使用較廣泛的是鉛基壓電材料,雖然性能優(yōu)越,但是對人類的生活環(huán)境和自身健康都有嚴(yán)重的危害。近年來,學(xué)者們對無鉛壓電材料的研究越來越深入,并取得了可喜的成果。本文就是以被認(rèn)為是最有希望取代鉛基壓電材料的鈦酸鉍鈉無鉛壓電材料為基體,通過摻

2、雜具有色純度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、熒光壽命長以及對抗輻照穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點的稀土,研究其光電性能。本論文采用傳統(tǒng)的高溫固相法,圍繞Sm3+摻雜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍鈉材料的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。其主要內(nèi)容包括以下:
　　采用高溫固相法制備了(Bi0.5Na0.5)1-xSmxTiO3無鉛壓電陶瓷,對其相結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能進(jìn)行了研究。首先研究了釤濃度及燒結(jié)溫度對BNT:Sm3+發(fā)光性能的影響。發(fā)現(xiàn)其發(fā)光性能隨釤濃度的增大而升高,并在摻雜

3、濃度為x=0.015時達(dá)到最大值,之后產(chǎn)生濃度猝滅效應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度迅速下降。燒結(jié)溫度對發(fā)光性能也有很大影響,在900℃-1200℃范圍內(nèi),隨著燒結(jié)溫度的升高,樣品發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),并在1150℃時達(dá)到峰值,之后發(fā)光強(qiáng)度呈下降趨勢。
　　另外,對樣品發(fā)光強(qiáng)度最大即摻雜濃度為x=0.015時在不同溫度下進(jìn)行了發(fā)光性能的測試,在從室溫開始加熱時,發(fā)光強(qiáng)度迅速增強(qiáng),在160℃左右達(dá)到最大值,之后隨著測試溫度的升高而降低。
　　根據(jù)電荷補(bǔ)

4、償原理在BNT:S m3+樣品 A位摻雜堿金屬離子形成(Bi0.5Na0.5)1-2xSmxMxTiO3(M=Li+、Na+、K+),結(jié)果發(fā)現(xiàn)一價堿金屬離子的引入都能顯著提高樣品的發(fā)光強(qiáng)度,其中K+離子提升幅度最大。
　　本文還研究了鉍的濃度和B位摻雜Zr4+取代Ti4+對鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷發(fā)光性能的影響,都顯示除了規(guī)律性特征,只影響了樣品的熒光發(fā)射強(qiáng)度,但是上述所有的摻雜取代并沒有改變BNT:S m3+發(fā)光的分布狀況。依然保