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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
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