稀土离子掺杂ZnO-P2O5-SiO2长余辉发光玻璃的研究

论文摘要

选择ZnO-P2O5-SiO2作为长余辉发光的基质材料,Tb3+作为激活剂,用高温熔融法和溶胶-凝胶法制备了ZnO-P2O5-SiO2: Tb3+长余辉发光玻璃。总结了长余辉发光玻璃的研究进展、应用前景及其面临的主要问题。用高温熔融法制备长余辉玻璃,得出:在用254nm的紫外灯激发15min以后,有明亮的绿色长余辉发光现象,其余辉在黑暗中持续9h仍肉眼可辨。当SiO2含量一定时,ZnO的含量越大玻璃的长余辉性能越好;Tb3+掺杂浓度越大,玻璃的长余辉性能越好,掺杂浓度为5%时,长余辉性能最好;用2%的RO（RO=CaO、SrO、BaO）替代2%ZnO时,玻璃的长余辉性能以CaO、SrO、BaO的顺序依次减弱;同种物质替代时,替代浓度越小,玻璃的长余辉性能越好。溶胶-凝胶法制备玻璃,系统考察了合成工艺条件对凝胶形成和玻璃形态的影响,结论如下:此玻璃的烧成温度为1200℃,比高温熔融法低200℃;柠檬酸/ZnO（摩尔比）、加水量、pH值和反应温度均对凝胶的形成和玻璃形态有影响,当加水量为75125ml,pH=0.52,反应温度为7090℃,柠檬酸/ZnO=1.52时,均可形成性能良好的凝胶和均质、透明的玻璃。溶胶-凝胶法制备长余辉玻璃,系统考察合成工艺条件对玻璃长余辉性能的影响,结论如下:Tb3+掺杂浓度、柠檬酸的加入量、加水量、pH值均对玻璃的长余辉性能有影响,当加水量为100ml,pH=1.5,柠檬酸/ZnO=1.5时,形成的玻璃余辉性能最好。与高温熔融法相比,玻璃的荧光和余辉性能都有所增强,这是由于溶胶-凝胶法制备的玻璃组分比较均匀,没有出现离子的偏析和淀析所致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 长余辉发光玻璃
• 1.1.1 长余辉发光玻璃的发展历史及现状
• 1.1.2 长余辉玻璃的激活离子与余辉颜色
• 1.1.3 长余辉发光玻璃中的稀土离子
• 1.1.4 长余辉发光玻璃的发光机理
• 1.1.5 长余辉发光玻璃的制备方法
• 1.1.6 存在的问题和展望
• 1.2 课题的提出
• 1.2.1 高温熔融法制备长余辉玻璃方面
• 1.2.2 溶胶-凝胶法制备长余辉玻璃方面
• 2 高温熔融法制备长余辉玻璃
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验内容
• 2.1.3 样品表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 荧光光谱
• 2.2.2 余辉光谱
• 2.2.3 玻璃基质组成对长余辉性能的影响
• 3+掺杂浓度对长余辉性能的影响'>2.2.4 Tb³⁺掺杂浓度对长余辉性能的影响
• 2.2.5 替代离子种类对长余辉性能的影响
• 2.2.6 替代离子浓度对长余辉性能的影响
• 2O₅-SiO₂: Tb³⁺体系长余辉发光机理'>2.3 ZNO-P₂O₅-SiO₂: Tb³⁺体系长余辉发光机理
• 2.4 本章小结
• 3 溶胶-凝胶法制备玻璃
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料及设备
• 3.1.2 实验过程
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 溶胶-凝胶的形成过程
• 3.2.2 柠檬酸/ZnO 对凝胶形成和玻璃形态的影响
• 3.2.3 pH 值对凝胶形成和玻璃形态的影响
• 3.2.4 反应温度对凝胶形成和玻璃形态的影响
• 3.2.5 加水量对凝胶形成和玻璃形态的影响
• 3.3 本章小结
• 4 溶胶-凝胶法制备长余辉玻璃
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料及设备
• 4.1.2 实验过程
• 4.1.3 样品表征
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 差热-热重分析
• 4.2.2 荧光光谱
• 4.2.3 余辉衰减曲线
• 4.2.4 热释光谱
• 3+掺杂浓度对玻璃长余辉性能的影响'>4.2.5 Tb³⁺掺杂浓度对玻璃长余辉性能的影响
• 4.2.6 pH 对玻璃余辉性能的影响
• 4.2.7 柠檬酸/ZnO 对玻璃余辉性能的影响
• 4.2.8 水的加入量对玻璃余辉性能的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集