硼-磷及硅-鋁熒光玻璃及玻璃陶瓷中稀土離子價態(tài)控制與光譜性質(zhì)研究.pdf

1、稀土離子摻雜的熒光玻璃材料近年來受到廣泛關(guān)注。由于稀土離子特殊的4f電子結(jié)構(gòu)使其具有良好的熒光特性、發(fā)光色度純、物化性質(zhì)穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高等特點。稀土離子摻雜熒光玻璃的應(yīng)用覆蓋了熒光設(shè)備、激光、光纖放大器、白光LED等領(lǐng)域。而微晶玻璃作為一種晶態(tài)和非晶態(tài)共存的材料，兼具了晶體發(fā)光材料優(yōu)異的發(fā)光性能及玻璃材料優(yōu)異的均勻性，可加工性及穩(wěn)定性，具有重要的研究價值。稀土離子摻雜的熒光玻璃用于白光LED的封裝可以有效的克服傳統(tǒng)封裝模式的缺點，可望在

2、提高熱穩(wěn)定和出光效率、簡化封裝工藝以及發(fā)展面光源方面，發(fā)揮重要作用。因此研究稀土離子在玻璃基質(zhì)中的狀態(tài)及光譜性質(zhì)具有重要意義。本學(xué)位論文探索了稀土離子摻雜的P-B體系及Si-Al體系玻璃和玻璃陶瓷中的稀土離子變價行為及其光譜性質(zhì)。實現(xiàn)了對白光品質(zhì)的有效調(diào)制。主要的工作成果包括以下四個方面：
　　 1，利用高溫熔體冷卻法制備了Eu，Tb摻雜的硼磷酸鹽玻璃基質(zhì)發(fā)光材料，在此玻璃基質(zhì)中存在著基質(zhì)對Eu3+的還原作用，以及Eu離子和Tb

3、離子的共軛作用。樣品的發(fā)射光譜在611，545，430 nm處同時出現(xiàn)了紅、綠、藍三色發(fā)射，并且可以通過控制玻璃成分和Eu，Tb的摻雜濃度能控制紅、綠、藍三基色的發(fā)光強度的比例，來改變樣品的色坐標(biāo)參數(shù)。
　　 2，在空氣中制備了能夠同時發(fā)藍光和紅光的Eu摻雜的硼磷酸鹽玻璃陶瓷。發(fā)射峰值位于430 nm處的藍光發(fā)射為Eu2+的5d-4f躍遷，而位于紅光區(qū)的發(fā)射歸因于Eu3+的5D0→7FJ(J=0，1，2，3，4)躍遷。當(dāng)熱處理溫

4、度為650℃時，在硼磷酸鹽玻璃中析出了很多晶相。這些晶相分布于玻璃樣品的表面從而引起了玻璃的失透。Eu2+的藍光發(fā)射在熱處理后得到了增強，而Eu3+的紅光發(fā)射變化很小。
　　 3，利用高溫熔體冷卻法制備了稀土離子單摻和共摻的Si-Al體系玻璃基質(zhì)發(fā)光材料，研究了不同稀土離子(Eu，Tb，Sm，Ce)在Si-Al玻璃中的光譜性質(zhì)。在某些成分配比中存在著基質(zhì)對Eu3+，Sm3+，Ce4+的還原作用，使它們由原來的特征線狀發(fā)射或不發(fā)光