氟氧化物玻璃陶瓷微晶結(jié)構(gòu)和摻雜引起的結(jié)構(gòu)畸變的研究.pdf

1、近年來，稀土摻雜氟氧化物玻璃陶瓷由于其優(yōu)良的機械特性和發(fā)光性質(zhì)引起了研究者的廣泛注意和討論。目前，稀土離子摻雜的發(fā)光材料在固體激光器、光纖放大器、三維顯示、通訊器件等方面展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。微晶結(jié)構(gòu)及其畸變對于稀土離子的發(fā)光有著重要的影響，因此對微晶的化學(xué)組分及微晶結(jié)構(gòu)的研究有助于優(yōu)化稀土摻雜發(fā)光材料的性能。
　　本文首先利用高溫固相法制備了化學(xué)組分為(45-x)SiO2-5Al2O3-40PbF2-10CdF2-xRe2O3(

2、x=1，5，10)(mol％)的不同稀土離子摻雜的氟氧化物玻璃前驅(qū)體，對玻璃樣品進行熱處理后，樣品晶化并得到透明的玻璃陶瓷樣品。
　　為了研究微晶結(jié)構(gòu)，利用X射線衍射對玻璃陶瓷的微晶結(jié)構(gòu)進行了表征，在橫向維度上，比較了稀土離子種類對微晶結(jié)構(gòu)及其畸變的影響;在縱向維度上，分析了摻雜濃度不同的樣品形成的微晶結(jié)構(gòu)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，稀土離子進入了氟化物微晶中，形成了β-PbF2:RE固溶體。低濃度摻雜的玻璃陶瓷樣品中，形成的微晶主晶相為立

3、方的Pb3REF9晶相，空間群為Pm-3m;中濃度摻雜玻璃陶瓷中，微晶結(jié)構(gòu)主要為為四方結(jié)構(gòu)的PbREF5晶相，空間群為P4-m mm;而高濃度摻雜樣品中，形成了立方相的PbRE3F11晶相，空間群為Pm-3m。這樣，β-PbF2納米晶中稀土離子的對稱性經(jīng)歷了Oh---D4h---Oh的轉(zhuǎn)變。
　　基于第一性原理，計算了不同稀土離子摻雜的上述三種結(jié)構(gòu)的束縛能，比較了不同結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　針對中等濃度下形成的四角結(jié)構(gòu)X射線衍射