稀土摻雜納鈣硅系玻璃及微晶玻璃光譜性質(zhì)的研究.pdf

1、玻璃具有均勻、透明性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、各向同性等特點(diǎn)，易于制成各種不同尺寸和形狀的產(chǎn)品，諸如纖維等異形制品及大尺寸制品。玻璃中可以摻雜較高濃度的稀土離子，因此玻璃材料是制備光學(xué)材料的良好基質(zhì)材料。稀土離子特殊的4f電子結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)良的熒光特性，如發(fā)光色度純、物化性質(zhì)穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)。鈉鈣硅酸鹽玻璃是最常見也是用途最廣泛的一種玻璃材料，主要應(yīng)用于建筑、汽車，裝飾、照明、光電等領(lǐng)域，且其用到的原料便宜，制備工藝成熟，因此研究稀土離子

2、在鈉鈣硅酸鹽玻璃中的發(fā)光是有實(shí)際應(yīng)用意義的。
　　 本文通過制備一系列玻璃樣品，采用吸收光譜、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜等表征了稀土離子摻雜的光譜性質(zhì)。研究了鈉鈣硅玻璃摻雜不同濃度Eu3+的熒光性能、Sb3+對(duì)Eu3+熒光性能的影響、堿土金屬及堿金屬氧化物取代對(duì)Eu3+熒光性能的影響、B2O3取代等量SiO2對(duì)Eu3+熒光性能的影響及Dy3+對(duì)Eu3+發(fā)光的敏化作用；Sm3+單摻和Sm3+、Ce3+共摻的熒光性能；Tb3+摻雜玻璃及微晶

3、玻璃光譜性質(zhì)。
　　 1.研究了Eu3+在鈉鈣硅酸鹽基質(zhì)玻璃中的吸收光譜、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜，并歸屬其相應(yīng)能級(jí)躍遷，摻雜玻璃可以吸收紫外光和可見光發(fā)射橙紅色光。在摻雜濃度0-1.0mol％范圍內(nèi)沒有觀察到濃度猝滅現(xiàn)象。當(dāng)用Sb3+與Eu3+共摻時(shí)，Sb3+在一定程度上可以將吸收得到的部分能量傳遞給Eu3+，且隨Sb3+/Eu3+比值增大敏化發(fā)光效率越高。
　　 2.不同堿金屬氧化物取代部分Na2O時(shí)對(duì)Eu3+摻雜鈉鈣硅酸

4、鹽玻璃的熒光強(qiáng)度按Li+、K+、Na+次序增強(qiáng)；不同堿土金屬氧化對(duì)Eu3+摻雜鈉鈣硅酸鹽玻璃的熒光強(qiáng)度按Sr2+、Ca2+、Mg2+的順序依次增強(qiáng)。
　　 3.適量B2O3等量取代SiO2后，發(fā)現(xiàn)在藍(lán)光區(qū)出現(xiàn)Eu2+發(fā)射峰，說明中Eu3+和Eu2+兩種離子同時(shí)存在，且Eu3+-Eu2+的轉(zhuǎn)化效率隨B2O3/SiO2的比值增大而提高，紅外光譜分析表明，[SiO4]、[BO4]、[BO3]構(gòu)成了玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，稀土離子處于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空

5、隙之中。
　　 4.Dy3+可以敏化Eu3+發(fā)光，當(dāng)Dy3+濃度的增加，除了提高其自身的發(fā)射之外，還能將部分能量傳遞給Eu3+敏化其發(fā)光，當(dāng)Eu3+/Dy3+兩者濃度比為1:2時(shí)，敏化效果最好。在用394nm激發(fā)發(fā)射時(shí)，共摻體系出現(xiàn)了藍(lán)、黃、紅發(fā)射，三者的相對(duì)強(qiáng)度比約為1:1.5:2.3，可以調(diào)整濃度使復(fù)合發(fā)射出多種顏色。
　　 5.研究了Sm3+在鈉鈣硅酸鹽基質(zhì)玻璃中的吸收光譜、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜，歸屬相應(yīng)能級(jí)躍遷。分

6、析了摻雜Sm3+離子濃度對(duì)熒光強(qiáng)度的影響，確定了Sm3+在該玻璃基質(zhì)中的最佳摻雜濃度為0.8mol％。研究了Ce3+和Sm3+共摻基質(zhì)玻璃中的光譜性質(zhì)，分析了兩種稀土離子在基質(zhì)玻璃中可能的能量傳遞機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，Ce3+對(duì)Sm3+的敏化起到良好效果。
　　 6.研究了Tb3+在鈉鈣硅酸鹽基質(zhì)玻璃和微晶玻璃中的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜，歸屬相應(yīng)能級(jí)躍遷；討論了摻雜Tb3+離子濃度對(duì)熒光強(qiáng)度的影響。研究表明在該玻璃基質(zhì)中有濃度猝滅效應(yīng)，隨