稀土离子掺杂氟氧化物玻璃陶瓷及高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究

发布时间：2017-08-17 15:06

  本文关键词：稀土离子掺杂氟氧化物玻璃陶瓷及高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究

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【摘要】：稀土离子掺杂氟氧化物玻璃陶瓷同时具有氧化物玻璃和氟化物晶体的优点,是一种优良的新型功能材料,也是玻璃闪烁体材料的重要研究方向。而稀土离子掺杂高密度氧化物玻璃由于具有比较高的密度以及优良的热稳定性,也是应用于高能物理,核医学等领域的新型闪烁材料。本文制备了稀土离子掺杂的含LiLuF_4纳米晶的玻璃陶瓷与稀土离子掺杂的高密度氧化物玻璃,运用X射线衍射仪、透射电子显微镜研究了玻璃陶瓷的微晶种类、微晶的析出,采用差热分析、X射线光谱以及荧光光谱等方法研究了玻璃与玻璃陶瓷的热性能和稀土离子的发光光谱性质等。制备了Ce~(3+)离子掺杂含LiLuF_4纳米晶的透明氟氧化物玻璃陶瓷。Ce~(3+)离子在该基础玻璃中的最佳掺杂浓度为0.8mol%。在紫外光与X射线激发下,玻璃陶瓷的发光强度明显强于基础玻璃的,Ce~(3+)离子在玻璃及玻璃陶瓷中均表现出其特征的宽带发射。制备了Tb~(3+)离子掺杂含LiLuF_4纳米晶的透明氟氧化物玻璃陶瓷。玻璃陶瓷能保持很高透明性,在玻璃中析出LiLuF_4纳米晶后,发光强度明显增强。在X射线激发下发出明亮的绿光,是潜在的玻璃闪烁体材料。制备了Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃。玻璃Ce~(3+)离子在该玻璃中的最佳掺杂浓度为1.5mol%。玻璃的荧光寿命在40ns左右,是潜在的玻璃闪烁体材料。制备了Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃。在紫外光与X射线激发下,玻璃发出明亮的绿光,Tb~(3+)离子在该玻璃中的最佳掺杂浓度为12mol%。制备了Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃。Eu~(3+)在该玻璃中的最佳掺杂浓度在7mol%左右。玻璃的荧光寿命随着掺杂的Eu~(3+)浓度的增加而变短。
【关键词】：稀土离子 LiLuF_4纳米晶 高密度氧化物玻璃 光谱性质
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1. 绪论15-26
• 1.1 引言15-16
• 1.2 稀土离子的光谱学特性16-19
• 1.2.1 稀土元素简介16-18
• 1.2.2 稀土元素的光谱理论18-19
• 1.3 透明氟氧化物玻璃陶瓷19-22
• 1.3.1 玻璃陶瓷的简介19-20
• 1.3.2 玻璃陶瓷的制备20-21
• 1.3.3 稀土掺杂玻璃陶瓷的研究进展21
• 1.3.4 氟氧化物玻璃陶瓷的特点21-22
• 1.4 闪烁体和闪烁玻璃22-24
• 1.4.1 闪烁体的简介22-23
• 1.4.2 闪烁体的发光机理及性质表征23
• 1.4.3 闪烁玻璃及闪烁玻璃陶瓷23-24
• 1.5 本文的工作24-26
• 2. 实验制备过程与测试方法26-30
• 2.1 实验制备用原料和仪器26-27
• 2.1.1 实验制备用原料26
• 2.1.2 实验仪器26-27
• 2.2 设计玻璃组分27
• 2.3 制备玻璃的方法和工艺27-28
• 2.4 性能测试28-30
• 2.4.1 密度测试28-29
• 2.4.2 结构测试29
• 2.4.3 差热测试（DTA）29
• 2.4.4 荧光光谱测试29
• 2.4.5 荧光寿命测试29
• 2.4.6 X射线光谱测试29-30
• 3. Ce~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其光谱性质研究30-37
• 3.1 LiLuF_4: Ce~(3+)透明玻璃陶瓷的制备30
• 3.2 Ce~(3+)掺杂氟氧化物玻璃的热性质30-31
• 3.3 Ce~(3+)掺杂氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷的结构表征31-33
• 3.4 Ce~(3+)掺杂氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷的发光性质33-34
• 3.5 LiLuF_4: Ce~(3+)透明玻璃陶瓷的荧光衰减性质34-35
• 3.6 LiLuF_4: Ce~(3+)透明玻璃陶瓷的X射线光谱性质35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 4. Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其光谱性质研究37-44
• 4.1 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的制备37
• 4.2 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的热性质37-38
• 4.3 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的结构表征38-40
• 4.4 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的荧光光谱性质40-42
• 4.5 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的荧光寿命42
• 4.6 Tb~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧化物玻璃陶瓷的X射线光谱性质42-43
• 4.7 小结43-44
• 5. 稀土离子掺杂高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究44-58
• 5.1 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究44-49
• 5.1.1 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备44
• 5.1.2 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的密度及其热性质44-45
• 5.1.3 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的透过光谱性质45-46
• 5.1.4 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的荧光光谱性质46-47
• 5.1.5 Ce~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的荧光寿命47-48
• 5.1.6 小结48-49
• 5.2 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究49-54
• 5.2.1 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备49
• 5.2.2 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的密度及其热性质49-50
• 5.2.3 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的透过光谱性质50-51
• 5.2.4 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的荧光光谱性质51-52
• 5.2.5 Tb~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的X射线光谱性质52
• 5.2.6 小结52-54
• 5.3 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究54-58
• 5.3.1 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的制备54
• 5.3.2 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的密度及其热性质54-55
• 5.3.3 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的透过光谱性质55-56
• 5.3.4 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的荧光光谱性质56-57
• 5.3.5 Eu~(3+)掺杂高密度氧化物玻璃的荧光寿命性质57
• 5.3.6 小结57-58
• 6. 结论与展望58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-68
• 作者简历68

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1 黄文e，

本文编号：689633