稀土掺杂玻璃陶瓷的退火工艺和上转换特性的分析

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1、Theannealingprocessandup-conversionpropertiesofrare-earthdopedglassceramicsCandidateChenMinpengSupervisorAssociate-ProfessorRenGuozhongCollegeFacultyofMaterialandPhotoelectronicPhysicsProgramMaterialPhysicsandChemistrySpecializationPreparationandPropertiesofFunctionMaterialDegreeMasterofEngineer

2、ingUniversityXiangtanUniversityDateMay,2011湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学

3、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学硕士学位论文摘要稀土离子掺杂的SiO2-PbF2上转换透明玻璃陶瓷因其具有氟化物晶体低声子能量和氧化物玻璃高机械强度、高化学稳定性的优点而引起学者们广泛的重视。本文采用高温固相烧结法制备以Yb3+离子作敏化剂、Tm3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+离子共掺杂的50SiO2-50PbF2透明玻璃和玻璃陶瓷样品，并对其上转换特性、J-O参数、退火过程中微观结构的变化进行了研究。(1)在50SiO2-50PbF2-1

4、YbF3-xTmF3玻璃陶瓷样品中，通过分析XRD图谱，发现玻璃样品在退火后析出了β-PbF2微晶而成为玻璃陶瓷，经计算得出其晶格常数为5.74Å，纳米晶粒的大小为14nm。在玻璃和玻璃陶样品中其蓝色上转换荧光的Tm3+离子猝灭浓度分别约是0.05mol％和0.02mol％，低于通常的浓度。在50SiO2-50PbF2-1YbF3-xTmF3玻璃陶瓷样品中，低Tm3+离子浓度(0.02mol％)的玻璃陶瓷的蓝色上转换荧光强度非常强，并且有强的紫色上转换荧光。(2)50SiO2-50PbF2-1YbF3-0.5HoF3玻璃样品经退火处理后具有很强的绿色上转换荧光，其中在玻璃陶瓷中的绿色上

5、转换荧光强度明显强于玻璃中的绿色上转换荧光强度；经计算，玻璃陶瓷中Ho3+离子的J-O参数Ω2值很低，约为0.17×10-20cm2。(3)50SiO2-50PbF2-1YbF3-0.5HoF3玻璃样品在退火炉温设定在440℃时，当炉温达到设定温度163s后开始有微晶形成，并且随着时间的增加晶体在持续长大，经过600s，析晶过程趋于稳定。关键词：上转换；J-O参数；玻璃陶瓷I湘潭大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,rareearthdopedSiO2-PbF2up-conversionopticaloxyfluorideglassceramicshaveattr

6、actedmuchmoreattentionowingtotheirlowerphononenergyenvironmentofheavymetalfluoridecrystalandthebettermechanical,thermalstabilityofoxideglasses.Alargenumberofstudiesshowthatup-conversionsensitizationmechanismisaneffectivemechanismtoincreasetheintensityofluminescence.Inthisdissertation,Yb3+ionsass

7、ensitizers，theTm3+/Yb3+andHo3+/Yb3+codoped50SiO2-50PbF2glassandglassceramicssampleswerepreparedbyhightemperaturesinteringmethod.Wehadstudiedtheiropticalproperties,J-Oparameters,andthechangeofmicro-structureduringtheannealing