稀土釤摻雜鈦酸鉍鈉基無鉛壓電材料的熒光特性.pdf

1、隨著能源的日益緊缺,多功能材料越來越受到人們的重視,并且在一些高新技術領域已經(jīng)有了廣泛的使用。
　　壓電材料是科技領域中不可或缺的一種非常重要的材料,廣泛應用于軍事,航空航天,農(nóng)業(yè)等各個領域。但是,目前使用較廣泛的是鉛基壓電材料,雖然性能優(yōu)越,但是對人類的生活環(huán)境和自身健康都有嚴重的危害。近年來,學者們對無鉛壓電材料的研究越來越深入,并取得了可喜的成果。本文就是以被認為是最有希望取代鉛基壓電材料的鈦酸鉍鈉無鉛壓電材料為基體,通過摻

2、雜具有色純度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、熒光壽命長以及對抗輻照穩(wěn)定性強等優(yōu)點的稀土,研究其光電性能。本論文采用傳統(tǒng)的高溫固相法,圍繞Sm3+摻雜鈣鈦礦結(jié)構的鈦酸鉍鈉材料的結(jié)構和發(fā)光性能進行了系統(tǒng)的研究。其主要內(nèi)容包括以下:
　　采用高溫固相法制備了(Bi0.5Na0.5)1-xSmxTiO3無鉛壓電陶瓷,對其相結(jié)構及發(fā)光性能進行了研究。首先研究了釤濃度及燒結(jié)溫度對BNT:Sm3+發(fā)光性能的影響。發(fā)現(xiàn)其發(fā)光性能隨釤濃度的增大而升高,并在摻雜

3、濃度為x=0.015時達到最大值,之后產(chǎn)生濃度猝滅效應發(fā)光強度迅速下降。燒結(jié)溫度對發(fā)光性能也有很大影響,在900℃-1200℃范圍內(nèi),隨著燒結(jié)溫度的升高,樣品發(fā)光強度逐漸增強,并在1150℃時達到峰值,之后發(fā)光強度呈下降趨勢。
　　另外,對樣品發(fā)光強度最大即摻雜濃度為x=0.015時在不同溫度下進行了發(fā)光性能的測試,在從室溫開始加熱時,發(fā)光強度迅速增強,在160℃左右達到最大值,之后隨著測試溫度的升高而降低。
　　根據(jù)電荷補

4、償原理在BNT:S m3+樣品 A位摻雜堿金屬離子形成(Bi0.5Na0.5)1-2xSmxMxTiO3(M=Li+、Na+、K+),結(jié)果發(fā)現(xiàn)一價堿金屬離子的引入都能顯著提高樣品的發(fā)光強度,其中K+離子提升幅度最大。
　　本文還研究了鉍的濃度和B位摻雜Zr4+取代Ti4+對鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷發(fā)光性能的影響,都顯示除了規(guī)律性特征,只影響了樣品的熒光發(fā)射強度,但是上述所有的摻雜取代并沒有改變BNT:S m3+發(fā)光的分布狀況。依然保