论文摘要
稀土离子掺杂的荧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。稀土离子掺杂荧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。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。稀土离子掺杂的荧光玻璃用于白光LED的封装可以有效的克服传统封装模式的缺点,可望在提高热稳定和出光效率、简化封装工艺以及发展面光源方面,发挥重要作用。因此研究稀土离子在玻璃基质中的状态及光谱性质具有重要意义。本学位论文探索了稀土离子掺杂的P-B体系及Si-Al体系玻璃和玻璃陶瓷中的稀土离子变价行为及其光谱性质。实现了对白光品质的有效调制。主要的工作成果包括以下四个方面:1,利用高温熔体冷却法制备了Eu, Tb掺杂的硼磷酸盐玻璃基质发光材料,在此玻璃基质中存在着基质对Eu3+的还原作用,以及Eu离子和Tb离子的共轭作用。样品的发射光谱在611, 545, 430 nm处同时出现了红、绿、蓝三色发射,并且可以通过控制玻璃成分和Eu,Tb的掺杂浓度能控制红、绿、蓝三基色的发光强度的比例,来改变样品的色坐标参数。2,在空气中制备了能够同时发蓝光和红光的Eu掺杂的硼磷酸盐玻璃陶瓷。发射峰值位于430 nm处的蓝光发射为Eu2+的5d-4f跃迁,而位于红光区的发射归因于Eu3+的5D0→7FJ （J=0, 1, 2, 3, 4）跃迁。当热处理温度为650℃时,在硼磷酸盐玻璃中析出了很多晶相。这些晶相分布于玻璃样品的表面从而引起了玻璃的失透。Eu2+的蓝光发射在热处理后得到了增强,而Eu3+的红光发射变化很小。3,利用高温熔体冷却法制备了稀土离子单掺和共掺的Si-Al体系玻璃基质发光材料,研究了不同稀土离子（Eu,Tb,Sm,Ce）在Si-Al玻璃中的光谱性质。在某些成分配比中存在着基质对Eu3+,Sm3+,Ce4+的还原作用,使它们由原来的特征线状发射或不发光变为低价的带状发射,低价稀土离子Eu2+的发射带的中心位于438 nm,Sm2+的发射带的中心位于437 nm,Ce3+的发射带的中心位于430 nm。4,尝试从宏观玻璃碱度概念和微观结构方面解析稀土离子在玻璃基质中的异常价态现象。认为,玻璃微观结构的改变对于稀土离子的还原行为有着决定性的作用。研究结果对认识稀土离子在玻璃中的状态及发光特性有重要意义。