Dy3+Tb3+掺杂铝硼硅系统玻璃的析晶动力学研究

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1、ｖ－论文分类号：２学校代码：１０７０８学号：１５０２００２纖淡蚤＃技ＡｆＳＨＡＡＮＸＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＵＮＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩ硕士学位论文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ３＋３＋Ｄｙ／Ｔｂ掺杂铝硼硅系统玻璃的析晶动力学研究宋建波指导教师姓名：郭宏伟副教授学科名称：材料科学与工程论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：3+3+Dy/Tb掺杂铝硼硅系统玻璃的析晶动力学研究学科门类：工学一级学科：材料科学与工程培养单位

2、：材料科学与工程学院硕士生：宋建波导师：郭宏伟副教授2018年5月3+3+StudyonCrystallizationKineticsofDy/TbdopedaluminumborosilicateglassAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJianboSongSupervisor:HongweiGuoMay20183+3+Dy/Tb掺杂铝硼硅系统玻璃的析

3、晶动力学研究摘要近几十年来，随着通讯、激光等新技术的迅速发展，人们对磁光材料的需求和研究也更加深入，因此一系列磁光材料和器件涌现而出。本论文基体3+3+玻璃组成选用铝硼硅系统，控制改变Dy和Tb的掺杂量，此方法制备的玻璃具有磁光特性，属磁光玻璃的一种。旨在探讨一种高性能磁光玻璃，同时对其进行析晶动力学研究，分析其析晶行为。本论文的主要研究内容如下：3+3+首先采用高温熔融冷却工艺，制备出不同浓度Dy/Tb掺杂铝硼硅系统玻璃。通过对制得的玻璃进行差示扫描量热分析，确定玻璃的析晶峰温度。在析晶放热峰温度下进行保温处理，得到析出晶体。根据Kissinger方程，计算不同稀土离子掺量的析晶动力学

4、参数和转变动力学参数。计算可知：当3+3+Dy/Tb离子掺杂浓度为25mol%时，对应玻璃的析晶活化能和玻璃转变活3+化能分别为：532.79kJ/mol和413.22kJ/mol。平均析晶指数为0.8；随着Tb离子掺杂浓度增加到33mol%时，其析晶活化能和转变活化能分别为：327.83kJ/mol和323.82kJ/mol。对比以上参数得知，随着稀土离子掺杂量的增大，对应的玻璃析晶活化能和转变活化能均减小，说明稀土离子浓度越大，玻璃越不稳定。对制得的不同稀土离子掺量磁光玻璃进行保温处理使其析晶，对比析晶前后的膨胀系数、密度、化稳性等。首先对析出的晶体进行X射线衍射分析，确定析出的晶体

5、主要为TbBO3，然后对玻璃析晶前后进行膨胀测试，发3+3+现析晶前后随着Dy/Tb离子掺杂量的增大，膨胀系数α逐渐减小，密度逐渐增加，析晶后的膨胀系数和密度整体大于析晶前的；玻璃析晶前的耐酸性大于析晶后的耐酸性，析晶后的耐碱性大于析晶前的耐碱性。对玻璃析晶前后的光学性能进行研究，发现玻璃样品的Verdet常数的3+3+3+绝对值与Dy/Tb离子含量呈正线性函数，即Tb含量越高玻璃的磁光效应越明显；玻璃析晶前的激发强度和发光强度大于析晶后的，在375nm激3+发下基质玻璃的发光强度随着Tb离子含量的增加先增加后降低。在紫外光3+照射下，含Tb离子的玻璃析晶前后皆表现出发黄绿光。I通过对磁

6、光玻璃进行析晶动力学研究分析，以及分析对比析晶前后的物化性能、光学性能，对在磁光玻璃在实际生产中有很好的参考意义。关键词：磁光玻璃，析晶动力学，活化能II3+3+StudyonCrystallizationKineticsofDy/TbdopedaluminumborosilicateglassABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofnewtechnologiessuchaslaser,computer,informationandopticalfibercommunication,theresearchandapplicationofmagn

7、eto-opticaleffecthasbeendevelopingtothedepthandbreadth.Somanynewmagneto-opticalmaterialsandmagneto-opticaldeviceshaveemerged.Inthispaper,aluminumborosilicateglassisselectedasmatrix3+3+glasswithdifferentcontentofDyandTb