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硫磷酸盐玻璃的制备和发光性能研究

作　者: 杨一凡
导　师: 曾惠丹
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 硫磷酸盐玻璃 发光 过渡金属离子 热处理
分类号: TQ171.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文对一系列硫磷酸盐玻璃进行了研究,采用熔融淬冷法制备了硫磷酸盐玻璃样品。通过密度、显微硬度、热膨胀、吸收光谱、X射线衍射图谱、荧光光谱等测试方法,研究了[S04]含量对硫磷酸盐基质玻璃性能影响,以及[S04]含量和掺杂离子浓度等因素对离子掺杂硫磷酸盐玻璃的发光性能的影响。论文分为四章,第一章概述了硫磷酸盐玻璃的特性以及研究进展；第二章介绍硫磷酸盐玻璃以及离子掺杂硫磷酸盐玻璃的制备和测试表征方法；第三章对实验结果进行了讨论分析,包括硫磷酸盐玻璃、离子掺杂硫磷酸盐玻璃以及微晶玻璃的发光性能；最后一章对全文进行总结。本论文取得的主要研究成果有：1.采用高温熔融法在空气条件下制备P2O5-ZnO-[SO4]-Na2O系统玻璃。Zn2+离子与[P04]形成玻璃网络结构,Na+离子、[S04]、以及无定形态ZnO填充在玻璃网络空隙中。随着[S04]离子对P205取代,Na/P比例升高,样品光碱度上升,玻璃性能发生改变。在297nm波长紫外光激发下产生340nm波长发射峰,随着[S04]引入含量的增加,发光峰强度先增加后减小,在[S04]含量为3 mo1%时呈现最大值。样品通过热处理,析出低温相NaZnPO4晶体,该晶体为单斜晶系,C2对称结构。2.采用高温熔融法在空气条件下制备Mn2+离子掺杂以及Tb3+/Mn2+离子共掺杂P2O5-ZnO-[SO4]-Na2O系统玻璃。在409 nm波长光激发下,Mn2+离子掺杂P2O5-ZnO-[SO4]-Na2O玻璃可产生500 nm到750 nm的宽带发射。随着[S04]引入含量的增加,影响Mn2+离子周围配场,Mn2+离子的发光峰强度和发光峰半高宽增加。Tb3+离子掺杂增强的Mn2+在红光区域的发射峰强度源于Tb3+离子与Mn2+离子之间存在的能量传递,通过寿命测试计算Tb3+离子与Mn2+离子之间的能量传递效率最高可达22.6%。3.采用高温熔融法在空气条件下制备Ta5+离子掺杂P2O5-ZnO-[SO4]-Na2O系统玻璃。研究了Ta5+离子掺杂硫磷酸盐玻璃以及微晶玻璃的发光性能。Ta5+离子掺杂硫磷酸盐玻璃在254 nm波长激发下产生350-600 nm宽带发光。样品通过热处理后,Ta5+离子的发光强度增加约4倍；Ta5+离子的荧光寿命降低,通过二阶指数拟合发现微晶玻璃中Ta5+离子存在于NaZnPO4晶体周围以及残余玻璃相,两种不同环境当中。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业 > 基础理论
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