鍺硅酸鹽玻璃的制備和發(fā)光性能研究.pdf

1、當(dāng)今世界,能源危機(jī)和環(huán)境問題已成為影響人類可持續(xù)發(fā)展的重大問題,人們迫切希望應(yīng)用節(jié)能環(huán)保的新技術(shù),而光學(xué)玻璃就是具有這種魅力的新技術(shù)之一。鍺硅酸鹽光學(xué)玻璃因具有較低的聲子能量,良好的玻璃形成能力以及較高的稀土離子溶解度,在光學(xué)領(lǐng)域,尤其是在信息處理,大屏幕顯示,軍事探測及激光醫(yī)療領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展?jié)摿?近年來已引起學(xué)者的廣泛興趣。
　　 本文首先回顧了稀土離子摻雜鍺硅酸鹽光學(xué)玻璃的發(fā)展應(yīng)用及研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,采用高溫熔融-退火

2、法制備了鍺硅酸鹽光學(xué)玻璃及鍺硅酸鹽氟氧化物微晶玻璃。通過拉曼光譜,吸收-透過光譜,熒光光譜,X射線衍射等手段研究了氧化鍺和氧化硅的比例、二價(jià)堿土金屬氧化物的含量及種類、Dy2O3摻雜濃度、熱處理時(shí)間和熱處理溫度對(duì)鍺硅酸鹽玻璃和鍺硅酸鹽氟氧化物微晶玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要得到了以下結(jié)果:
　　 采用高溫熔融法制備了不同氧化鍺和氧化硅比例的鍺硅酸鹽玻璃。研究結(jié)果表明,在鍺硅酸鹽玻璃中同時(shí)存在[SiO4],[GeO4]以及[SiO4

3、]&[GeO4]混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。含不同比例氧化鍺和氧化硅的鍺硅酸鹽玻璃,其Dy3+離子的猝滅濃度和發(fā)光強(qiáng)度存在很大不同。當(dāng)GeO2:SiO2為20 mol％:30 mol％,Dy2O3的摻雜濃度為1.00 mol％時(shí),Dy3+離子的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大。二價(jià)堿土金屬氧化物主要影響玻璃中[GeO4]網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但玻璃基質(zhì)中Dy3+離子的發(fā)光強(qiáng)度卻隨著MgO→CaO→BaO的順序減弱,原因是堿土金屬離子半徑越小,越能改善玻璃三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高稀土離

4、子的分散率和發(fā)光效率。
　　 通過對(duì)鍺硅酸鹽氟氧化物玻璃進(jìn)行熱處理得到微晶玻璃。XRD結(jié)果表明,玻璃中生成了晶粒尺寸為納米級(jí)的Ba3AlF9晶相。玻璃在可見—紅外光區(qū)有較高的透明度(90％)。580℃下熱處理4 h后的微晶玻璃其發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。而對(duì)玻璃樣品在620℃熱處理后,玻璃中同時(shí)析出Ba3AlF9晶相和BaAl2Si2O8雜相,玻璃樣品出現(xiàn)渾濁。另外,考察了Dy2O3摻雜濃度對(duì)玻璃析晶行為及光學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Dy2O3摻