稀土掺杂caomgosiolt2gt系发光微晶玻璃的研究

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1、中文摘要稀土离子掺杂的发光玻璃材料近年来受到广泛关注。由于稀土离子特殊的4f电子结构使其具有良好的荧光特性、发光色度纯、物化性质稳定、转换效率高等特点。稀土离子掺杂发光玻璃的应用覆盖了荧光设备、激光、光纤放大器、白光LED等领域。稀土掺杂的基质材料有晶体和非晶态玻璃材料。而微晶玻璃作为一种晶态和非晶态共存的材料，兼具了晶体发光材料优异的发光性能及玻璃材料优异的均匀性，可加工性及稳定性，具有重要的研究价值。本文制得了Sm3+、Tb3+、Eu“掺杂的钙镁硅系发光玻璃及微晶玻璃。用XRD、GEM测量微晶玻璃的晶相种类与形貌，寻找制得发光微晶玻璃较为合适的晶核

2、剂，以及合适热处理制度；使用JascoFP．6500型荧光光谱仪测量发光微晶玻璃的荧光光谱，得到在不同的热处理温度、热处理时间、不同的稀土掺杂量、共掺离子条件下制得的发光玻璃及微晶玻璃的发光性能变化规律；采用XRD、拉曼光谱、电子探针研究了稀土离子在微晶玻璃中的分布与发光机理。结果表明：1．此组成的钙镁硅体系微晶玻璃主晶相为透辉石(CaMgSi206)。在相同的热处理时间下，随着热处理温度的升高，晶体含量逐渐增多。2．在本实验钙镁硅玻璃中，Sm“能够在紫光或近紫外光的激发下发射出红色的．光，其发射谱属于Sm“的4G5／2_6HJ0=5／2，7／2，9／

3、2，11／2)跃迁。Tbn能够在紫外光的激发下发射出蓝绿色的光，其发射谱属于Tbn的5D4，3—7F6，5，4，3跃迁。Eu2+能够受紫光或近紫外光激发得到蓝色光。3．随着热处理温度的升高，Sm3+、Tb3+荧光光谱强度逐渐增强。随着外加稀土离子浓度的升高，Sm3+的荧光光谱强度增强，当Sm3+浓度达到0．1m01％时强度达到最大，继续提高Sms+浓度，出现浓度猝灭现象。Tb3+的浓度范围在0m01％-O．2m01％之间时荧光光谱强度随着浓度的增加而增强，未发现其猝灭现象。Gd3+表现出敏化一+的现象，通过能级图分析可知，Gd3+将能量传递给了Tb“。

4、在该系统的玻璃中Dy+能够敏化Eu2+的发光。在Sm3+、Tb3+共掺微晶玻璃中，谱线由两种离子的特征谱线共同构成，两种离子之间互不影响。激发光在350nm--一385nm和475nm--一500nm波段时，Smn与Tb3+同时受激发光。激发光在390nm-420nm波段时，仅有Sm升受激发光。4．通过结构分析可知，稀土离子在玻璃中均匀分散，经过热处理后，部分稀土离子进入晶相取代Ca“，对晶相结构有微小影响，但并非全部稀土离子都富集于晶相中，仍有部分稀土离子存在于玻璃相中。关键词：发光，CaO—MgO—Si02，微晶玻璃，稀土，结构AbstractRa

5、reearthdopedglassesaleconsideredtobeoneofthepromisingmaterialsforfiberamplifiers，lasers，fluorescentdevicesandwhitelightemittingdiode(LED)．Forthepastdecades，alargeamountofluminescenceresearchhasfocusedmainlyontwoaspects．Oneiscrystalmatrix，anotherisnon—crystallinematrix．Butthepoor

6、stabilityofcrystalandtheweakluminescencepropertiesofglasslimitedtheirfurtherapplicationfortheopticaldevices．Glassceramic，astheglassandcrystalcomposites，hasattractedstronginterestsfortheirexcellentluminescenceproperties，machinability,highuniformityandstability．Sm3+，Tb3+，Eu2+doped

7、CaO．MgO．Si02luminescentglassceramicswerepreparedinthispaper．X·rayDiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscope(SEM)wereavailedtomeasurethecrystallinephaseandmicrostructureoftheglassceramicstofindthepropernucleationagentandheat-treatment．JascoFP-6500fluorescencespectrometerwasuse

8、dtOgettheemissionandexcitationspectraofsamples．