磷酸盐微晶玻璃制备及光学非线性研究

论文摘要

本文通过使用熔融法实验室制备了P2O5-CaO系统磷酸盐玻璃以及低浓度铜离子掺杂的P2O5-CaO磷酸钙玻璃。介绍了目前国内外磷酸盐玻璃的发展现状,从磷酸盐玻璃的结构出发,分析了玻璃网络形成机理。首先在磷酸盐玻璃基底上研究磷酸盐玻璃的网络结构,以及P2O5中四面体结构[PO4]四条键的震动模式,通过对样品的傅里叶红外光谱的分析,判断玻璃中结构组成的特点。其次在实验室中制备纳米铜粒子,通过不同方式的尝试,比较最适合实验室制备的方法,并且在实验中,大胆引入塑料瓶的使用,使药品混合相对均匀。由于P2O5极易吸水,在称量时严格控制操作速度及程序很重要。再制备铜粒子掺杂的磷酸钙玻璃时,降低了铜氧化物的摩尔百分比,为了更好的控制铜粒子的大量生长。在以前文献中5-10%摩尔百分比的基础上,主要研究1-5%浓度添加的磷酸钙玻璃的性质。在使用XRD图谱分析玻璃内部结构的同时,使用傅里叶红外吸收谱分析了不同配比,不同热处理制度下各样品的物理性质和化学性质。文章还从光学方面对玻璃的性质分析,得出结论,不止是玻璃的密度、化学稳定性,还是三阶非线性极化系数都随着铜粒子的升高而得到增强,并且热处理制度使玻璃内部开始晶化,使得玻璃的稳定性显著上升,在光学、电子、生物等方面提供很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微晶玻璃
• 1.2.1 微晶玻璃特性
• 1.2.2 微晶玻璃的分类
• 1.2.3 微晶玻璃的制备方法
• 1.2.4 微晶玻璃的应用现状及发展前景
• 1.2.5 微晶玻璃的性质
• 1.3 本论文的主要研究内容及目的
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 磷酸盐玻璃结构的研究理论
• 2.1 前言
• 2.2 磷酸盐玻璃的结构组成
• 2.3 玻璃结构的研究方法及性能表征
• 2.4 本章小结
• 2O₅微晶玻璃研究'>第三章 CaO-P₂O₅微晶玻璃研究
• 3.1 磷酸钙微晶玻璃制备实验
• 3.1.1 实验试剂及实验设备
• 3.1.2 实验过程
• 3.2 样品性能测试及实验结果分析
• 3.2.1 热重差热分析
• 3.2.2 X射线衍射结果分析
• 3.2.3 傅里叶红外光谱分析
• 3.2.4 化学稳定性分析
• 3.2.5 密度
• 3.3 本章小结
• 第四章 掺铜磷酸钙玻璃制备及性能研究
• 4.1 掺铜磷酸钙玻璃制备
• 4.1.1 纳米铜粒子掺杂的磷酸钙玻璃制备
• 4.1.2 析晶法制备掺铜磷酸钙玻璃
• 4.2 掺铜磷酸钙玻璃的制备
• 4.2.1 实验过程以及结构参数计算
• 4.2.3 实验结果分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 Z-扫描技术及磷酸盐玻璃的光学非线性
• 5.1 光学非线性简介
• 5.1.1 三阶光学非线性系数
• 5.1.2 Z扫描技术
• 5.2 用Z扫描技术测量样品的非线性系数
• 5.2.1 Z扫描技术测量原理
• 5.2.2 Z扫描技术测量样品并计算三阶非线性极化系数
• 5.4 总结及展望
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢