掺稀土磷酸盐玻璃陶瓷材料的研究

论文摘要

采用熔融法和退火技术合成出磷酸盐透明玻璃陶瓷。根据差热分析的结果制定玻璃的晶化热处理制度,基于X-ray衍射（XRD）分析结果确定了晶相组成和结构。性能良好的磷酸盐玻璃在400℃670℃核化,530℃740℃晶化;含SiO2的系统的主晶相为Al2SiO5,不含SiO2的系统的主晶相为聚磷酸铝。采用扫描电子显微镜（SEM）分析了样品的显微结构,晶粒尺寸在1.66436.05nm之间,其中P5系统的晶粒尺寸分布最平均,在70.34149.05nm之间。测量了基质玻璃和不同热处理制度下的样品的荧光光谱,确定了晶相组成、结构对钕离子发光性能的影响。钕离子发光光谱与晶相组成和晶粒大小密切相关。中心位于878nm、1054nm和1330nm处的三个发光带分别对应于钕离子的4F3/2→4I9/2、4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2跃迁。钕离子在玻璃陶瓷样品中的荧光强度要高于在基质玻璃中的荧光强度。对比了样品的光透过率,确定了样品在红外区的光透过率,其中P5系统的光透过率在6975%之间,高于其它系统,是有进一步研究价值的最佳体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 玻璃陶瓷概述
• 1.1.1 玻璃陶瓷概念简介
• 1.1.2 玻璃陶瓷国内外发展史
• 1.1.3 磷酸盐玻璃陶瓷
• 1.2 激光材料发光原理
• 1.3 玻璃陶瓷合成方法
• 1.3.1 烧结法
• 1.3.2 溶胶-凝胶法
• 1.3.3 熔融法
• 1.4 玻璃陶瓷的应用前景
• 1.5 论文立题的意义
• 第二章 掺杂钕离子磷酸盐玻璃陶瓷的制备
• 2.1 玻璃陶瓷成份设计原理
• 2.2 样品的合成
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器及设备
• 2.2.3 原料组成
• 2.2.4 玻璃的成型与退火
• 2.2.5 玻璃及玻璃陶瓷的冷加工
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 DTA 分析
• 2.3.2 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）分析
• 2.3.4 荧光分谱分析
• 2.3.5 透过率分析
• 第三章 掺钕磷酸盐玻璃陶瓷样品的表征
• 1 系玻璃陶瓷的表征'>3.1 P₁系玻璃陶瓷的表征
• 1 系基质玻璃DTA 结果分析'>3.1.1 P₁ 系基质玻璃DTA 结果分析
• 1 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析'>3.1.2 P₁ 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析
• 1 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析'>3.1.3 P₁ 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析
• 1 系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析'>3.1.4 P₁系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析
• 1 系透明玻璃陶瓷的光透过率'>3.1.5 P₁系透明玻璃陶瓷的光透过率
• 2 系玻璃陶瓷的表征'>3.2 P₂系玻璃陶瓷的表征
• 2 系基质玻璃DTA 结果分析'>3.2.1 P₂ 系基质玻璃DTA 结果分析
• 2 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析'>3.2.2 P₂ 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析
• 2 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析'>3.2.3 P₂ 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析
• 2 系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析'>3.2.4 P₂系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析
• 2 系透明玻璃陶瓷的光透过率'>3.2.5 P₂系透明玻璃陶瓷的光透过率
• 3 系玻璃陶瓷的表征'>3.3 P₃系玻璃陶瓷的表征
• 3 系基质玻璃DTA 结果分析'>3.3.1 P₃ 系基质玻璃DTA 结果分析
• 3 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析'>3.3.2 P₃ 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析
• 3 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析'>3.3.3 P₃ 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析
• 3 系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析'>3.3.4 P₃系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析
• 3 系透明玻璃陶瓷的光透过率'>3.3.5 P₃系透明玻璃陶瓷的光透过率
• 4 系玻璃陶瓷的表征'>3.4 P₄系玻璃陶瓷的表征
• 4 系基质玻璃DTA 结果分析'>3.4.1 P₄ 系基质玻璃DTA 结果分析
• 4 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析'>3.4.2 P₄ 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析
• 4 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析'>3.4.3 P₄ 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析
• 4 系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析'>3.4.4 P₄系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析
• 4 系透明玻璃陶瓷的光透过率'>3.4.5 P₄系透明玻璃陶瓷的光透过率
• 5 系玻璃陶瓷的表征'>3.5 P₅系玻璃陶瓷的表征
• 5 系基质玻璃DTA 结果分析'>3.5.1 P₅ 系基质玻璃DTA 结果分析
• 5 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析'>3.5.2 P₅ 系透明玻璃陶瓷的XRD 分析
• 5 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析'>3.5.3 P₅ 系透明玻璃陶瓷微观结构SEM 分析
• 5 系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析'>3.5.4 P₅系透明玻璃陶瓷荧光光谱分析
• 5 系透明玻璃陶瓷的光透过率'>3.5.5 P₅系透明玻璃陶瓷的光透过率
• 第四章 玻璃陶瓷性能影响因素的研究
• 4.1 材料组分的影响
• 4.1.1 对热处理制度的影响
• 4.1.2 对主晶相及晶粒大小的影响
• 4.1.3 对晶粒形貌的影响
• 4.1.4 对透过率的影响
• 4.2 成核时间的影响
• 4.3 析晶时间的影响
• 1 系统的影响'>4.3.1 析晶时间对P₁系统的影响
• 2 系统的影响'>4.3.2 析晶时间对P₂系统的影响
• 4.4 成核剂的影响
• 4.4.1 成核剂对主晶相的的影响
• 4.4.2 成核剂对晶粒形貌的的影响
• 4.4.3 成核剂对透过率的的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录