鈉鈣硅系高結(jié)晶度透明微晶玻璃制備與性能表征.pdf

1、制備了Yb3+離子摻雜的Na2O-CaO-SiO2系高結(jié)晶度透明微晶玻璃，探索了基礎(chǔ)玻璃的合適熱處理制度和析晶行為，研究了微晶玻璃的宏微觀形貌及其發(fā)光性能。
　　 采用傳統(tǒng)的熔融冷卻方法制備了Yb3+離子摻雜的Na2O-CaO-SiO2系基礎(chǔ)玻璃，通過運(yùn)用差熱分析(DSC)及X射線衍射(XRD)來確定了基礎(chǔ)玻璃合適的熱處理制度;用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了微晶玻璃的微觀形貌;利用吸收光譜和熒光光譜研究了基礎(chǔ)玻璃及微晶玻璃的發(fā)

2、光性能。
　　 結(jié)果表明:Na2O-CaO-SiO2系基礎(chǔ)玻璃經(jīng)熱處理后析出的晶相為Na4Ca4Si6O18。經(jīng)探索得到的合適熱處理制度具體為核化溫度595℃，核化時(shí)間5h;晶化溫度730℃，晶化時(shí)間1h，該合適熱處理制度下的微晶玻璃晶粒大小為100μm，結(jié)晶度為82.93％，微晶玻璃均勻透明，無肉眼可見氣泡。在595℃核化處理(B4)的微晶玻璃析出晶核大小為0.5nm的小晶核;核化后在730℃晶化0.5h的微晶玻璃(D1)析出

3、了晶粒大小為5μm的晶粒;晶化1h的微晶玻璃(D2)晶粒長大至100μm;再分別延長晶化時(shí)間至1.5、2以及3h，晶粒再不長大，但是晶粒排列更加致密，結(jié)晶度增加，并且玻璃基體內(nèi)產(chǎn)生了肉眼可見的氣泡?；A(chǔ)玻璃在可見光波段范圍光透過率很高，在90％以上;核化5h的微晶玻璃在可見光波段范圍內(nèi)光透過率在95％以上;晶化1h的微晶玻璃透過率在80％以上;晶化3h微晶玻璃由于內(nèi)部產(chǎn)生了肉眼可見氣泡，其透過率降至70％。樣品的吸收和發(fā)射截面隨著熱處理

4、的進(jìn)行而增加。發(fā)射光譜的強(qiáng)度隨著熱處理的進(jìn)行而增加，但由于D4樣品內(nèi)出現(xiàn)了大量氣泡影響了其熒光發(fā)射，其發(fā)射光譜強(qiáng)度最低。經(jīng)過理論計(jì)算基礎(chǔ)玻璃及微晶玻璃的熒光壽命在1.66-1.00ms之間;樣品的激發(fā)態(tài)最小粒子數(shù)βmin隨著熱處理的進(jìn)行呈現(xiàn)的是先減小后增加的趨勢;飽和泵浦強(qiáng)度Isat隨著熱處理的進(jìn)行呈現(xiàn)減小的趨勢;最小泵浦強(qiáng)度Imin也是呈現(xiàn)的先減小后增加的趨勢。經(jīng)核化處理后在730℃晶化1h的微晶玻璃有著較好的綜合性能，其熒光壽命tr