掺Er3+碲酸盐玻璃热稳定性的改进

制备了掺Er3+ -TeO2-ZnO-Na2O-Nb2O5和TeO2-PbO-B2O3系统玻璃,测定了玻璃的热稳定性和吸收光谱,在碲-锌-钠多组分玻璃中具有不同的玻璃转变温度Tg和开始析晶温度Tx,按照Hruby's参数HR=(Tx-Tg)/(Tl-Tc);(Tx-Tg)越大则玻璃稳定性越好,在TeO2-ZnO-Na2O系统玻璃中ZnO含量增加则(Tx-Tg)增大,加入少量(小于10%(摩尔分数))Nb2O5,Pb0使(Tx-Tg)变大,玻璃的热稳定性变好.     

Er3+掺杂TeO2-WO3-ZnO玻璃的发光性质

制备了不同组成和掺Er3 量的TeO2 WO3ZnO(TWZ)玻璃样品 ,测量了样品的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱、荧光寿命。对制得的Er2 O3掺杂摩尔分数为 0 .6%的玻璃样品 ,由吸收光谱测得的 1.5 μm峰值吸收截面及计算的受激发射截面分别为 0 .74～0 .77pm2 和 0 .86～ 0 .90pm2 ,且玻璃的组成对其影响很小 ;Er3 在摩尔组成为 75TeO2 2 0WO35ZnO的TWZ玻璃中具有较大的荧光发射半高宽 (fullwidthathalfmaximum ,FWHM) ,且随掺Er3 量的增加 ,Er3 1.5 μm发射荧光强度和FWHM总体呈增加趋势 ,实验得到掺Er3 量为 3 .3 4× 10 2 0 /cm3时的FWHM为 80nm。研究同时发现Er3 在TWZ玻璃中具有很好的溶解性且其浓度猝灭效应较小     

Er3+和Yb3+共掺锗硅酸盐玻璃的上转换发光性能

采用熔融-淬火法制备了基体为30SiO2-20GeO2-15Al2O3-5B2O3-30CaF2的Er3+和Yb3+共掺锗硅酸盐玻璃.采用X射线衍射仪、荧光光谱仪和热分析仪对样品进行了表征.结果表明:Er2O3含量从0.5％(摩尔分数,下同)增加到2.0％时,玻璃转变温度Tg和Tx-Tg(Tx为第一析晶温度)数值均有明显下降.Yb2O3含量从1.5％增加到4.5％时,玻璃上转换红光发光强度数量级由103提高到105,对其中1个样品在740℃热处理12h后发现,微晶化处理并未对Er的上转换发光产生有益影响.     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺锗酸盐氧氟微晶玻璃的白光输出

对组成为50GeO_2-20Al_2O_3-15CaF_2-15LiF稀土离子锗酸盐氧氟玻璃在550℃微晶化热处理24h,得到了透明的微晶玻璃。X射线衍射表明:玻璃中析出了CaF_2纳米晶粒,晶粒尺寸在17 nm左右。在980 nm泵浦光的激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)双掺微晶玻璃产生了蓝绿红上转换荧光。随着玻璃中Yb~(3+)的掺杂浓度的增加蓝光和红光荧光强度增大,其中5%Yb~(3+)/1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)的微晶玻璃样品的上转换发光已经出现白光效果。通过研究一系列高Yb~(3+)/Er~(3+)浓度比的共掺微晶玻璃样品,实现了对上转换红光绿光与蓝光的荧光强度比例的调整,当Yb~(3+)掺杂浓度为12%、Er~(3+)掺杂浓度为0.01%时,微晶玻璃的上转化发光接近白光。     

Sm2O3掺杂对BaO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃形成及结构的影响

借助魔角旋转核磁共振技术,探讨掺Sm2O3后BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)玻璃(BBASS玻璃)的形成、结构及热处理条件下玻璃结构的变化情况.研究表明:随着稀土掺量的增加,BBASS玻璃的形成区域先扩大后缩小.在Sm2O3外掺摩尔分数为30%时BBASS玻璃具有最大的形成区域.在BBAS玻璃结构中,随着BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,原先[AlO4],[AlO5],[AlO6]共存的铝氧多面体结构逐渐转变为大量[AlO4]和少量[AlO5]共存的结构.在BBASS玻璃结构中,随着5m2O3掺入量的增加,Sm2O3对铝氧多面体结构变化的影响与BaO类似;对硼氧多面体而言,Sm3 强大的积聚作用使玻璃结构中硼氧多面体形成了巨大的网络.以上差异说明了Al3 比B3 更容易进入稳定的四面体结构.热处理对玻璃结构影响甚微.     

Yb3+和Ce3+对Er3+掺杂碲酸盐玻璃光谱性质的影响

;在掺Er3 的70TeO2-20ZnO-5La2O3-5Nb2O5(各组成以摩尔比计)玻璃中引入Yb3 和Ce3 ,分析比较了975nm泵浦下Yb3 和Ce3 对于Er3 的1.5μm波段红外荧光和可见上转换发光特性的影响.结果表明:在掺Er3 的碲酸盐玻璃中引入Yb3 ,有效地提高了Er3 的1.5μm波段红外荧光强度、展宽了其荧光谱,也显著增强了可见上转换发光强度.随着玻璃中Ce3 的引入,进一步提高了Er3 的4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,1.5μm波段红外荧光也得到进一步增强,但可见上转换发光大幅减弱.与Er3 /Yb3 共掺相比,Er3 /yb3 /Ce3 共掺碲酸盐玻璃是一种更为理想的应用于1.5 μm波段宽带放大器的增益介质.     

Y3+掺杂对Al2O3陶瓷硬度的影响

本实验主要研究了稀土Y2O3添加量、成形压力和烧结温度等对氧化铝陶瓷的影响.研究结果表明,在Y2O3掺量为0.5wt%、压力20MPa和1 600℃烧成(保温2h)的条件下,Al2O3陶瓷的密度可达3.9g/cm3以上,其硬度也得到了很大程度的提高.微观结构分析表明,添加Y2O3不仅可以细化晶粒,还能抑制氧化铝晶粒的异常长大,使晶粒尺寸均匀而形成致密化结构.     

Eu~(3+)掺杂Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃的制备与荧光性能研究

采用高温熔融法制备了Eu3+掺杂Y2O3-Al2O3-SiO2荧光玻璃,探讨了成分对该体系玻璃形成能力的影响,并对不同Eu3+掺杂浓度下的荧光性能进行了研究.结果表明,熔融温度为1500℃条件下,SiO2含量对该体系的玻璃形成能力影响明显,Y/Al摩尔比为3/5时,SiO2含量在52%—68%(摩尔分数)范围内时可以获得玻璃.掺杂Eu3+的Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃具有荧光性能,在395nm波长激发下,在588 nm和614 nm处出现明显的发射峰.随着Eu3+掺杂浓度的增加,该荧光玻璃的发射波长不变,但发射强度有所变化;当Eu3+掺杂浓度为1.5%(摩尔分数)时,特征发射峰强度最大.     

Gd3+/Ce3+对Tb3+掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO₂-B₂O₃-BaF₂组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd₂O₃掺量下Tb³⁺的发光性能,并确定了Gd₂O₃更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的发光都具有敏化作用,且Gd₂O₃掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce₂O_3<...     

Yb3+掺杂的TeO2-WO3-PbO碲酸盐玻璃的光谱性质研究

通过熔融淬冷法制备了掺Yb的(80%-x)TeO_2-20%WO_(3-x) PbO(x=0%,10%和20%)的碲酸盐激光玻璃,通过拉2 3曼光谱、透过光谱和荧光衰减曲线,研究了随着氧化铅含量的增加,玻璃的光学性能变化。结果表明,随着氧化铅的含量增加,玻璃的发射截面从1.24 pm增加到1.31 pm,荧光寿命从0.70 ms先增加到0.78 ms后减小到0.77 ms。60%TeO_2-20%WO-20%Pb O的玻璃有望用作制备大发射截面的固体激光增益介质。     

Er3+:Yb3+:Y3Al5O12单晶中Er3+离子光谱参数的计算

采用提拉法生长出光学质量的Er3 :Yb3 :Y3Al5O12(YAG)单晶,测定了晶体的吸收光谱和上转换荧光光谱,根据Judd-Ofelt理论,计算出Er3 在YAG晶体中的强度参数Ω2=1.074 1×10-20cm2,Ω4=1.295 3×1020cm2,Ω6=0.923 8×1020cm2.由此得到部分波段跃迁的荧光分支比、辐射寿命和积分发射截面积.提出将679 nm波段的4F9/2→4I15/2跃迁作为激光输出进一步研究的新通道.     

Sm~(3+)和Co~(3+)共掺杂对BiFeO_3多晶陶瓷介电特性的影响

用快速液相烧结法制备Bi0.95Sm0.05Fe1-xCoxO3(x=0,0.05,0.1)陶瓷样品,用X射线衍射仪分析样品结构,用HP4294A型阻抗分析仪分别测量系列样品的介电特性及相对介电常数(εr)随频率(f)的变化。结果表明:掺杂样品主衍射峰与纯BiFeO3相吻合且具有良好的晶体结构;随着Sm3+、Co3+引入,测量频率在1kHz～1MHz,所有样品的εr和介电损耗(tanδ)随测量f的增加而减少,f=10kHz时,Bi0.95Sm0.05FeO3的εr是BiFeO3的40倍。样品的εr、tanδ随Sm3+和Co3+掺量的变化可以在空间电荷限制电流理论框架下进行解释。样品的磁电耦合效应(Me)随磁场、Co3+掺量的增加而增大,其原因系Sm3+与Fe3+或Co3+通过交换相互作用使铁电极化矢量增大所致,其中Bi0.95Sm0.05Fe0.95Co0.05O3呈现较强的磁电耦合效应,其Me在8kOe(1Oe=79.5A/m)磁场的作用下已达到4.2%。     

Fe3+和Al3+对阻垢效果的影响

本研究采用静态法评价了在Fe^3 和Al^3 存在下，各种比较典型的单体阻垢剂(包括有机膦酸盐和聚羧酸盐)对碳酸钙和硫酸钡的阻垢能力。实验研究表明：对于阻碳酸钙垢来说，各种阻垢剂受Fe^3 和Al^3 的影响不大；对于阻硫酸钡垢来说，所有药剂在Al^3 存在下其阻垢性能均大幅度下降；而Fe^3 对阻硫酸钡的影响则可以分为三种情况：(1)在所考察的药剂中，大部分药剂的阻钡垢的效果均大幅度降低；(2)氨基三甲叉膦酸(ATMP)受其Fe^3 和Al^3 的影响不大；(3)羟基叉二膦酸(HEDP)的阻钡垢的能力有所增加。     

微乳液膜法萃取钕

进行了微乳液膜法萃取Nd3+的研究,考察了不同盐酸浓度时微乳液的溶水量及其对Nd3+的萃取率、内相富集浓度的影响,同时还考察了温度、料液浓度、缓冲剂对萃取Nd3+的影响.结果表明,随着盐酸浓度增大,微乳液溶水量增加;内相Nd3+富集倍数最高为24.3倍,料液Nd3+浓度相同时,内相Nd3+富集浓度和富集倍数随溶水量增加而减小,萃取率则变化不大,一般在70%～80%范围,于料液中加入缓冲剂对Nd3+的萃取率有很大影响.根据微乳液膜渗透速率方程计算了传质系数.通过在微乳液和料液之间加载一层亲水性微孔滤膜,避免了微乳液与料液直接接触所产生的乳化,内相泄漏也得到了抑制.     

Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺锗铌酸盐玻璃的中红外发光性质

用高温熔融法制备了Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺的86GeO_2-4Nb_2O_5-10Na_2O锗铌酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Tm~(3+)的强度参量及Tm~(3+)的自发辐射跃迁几率、辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm~(3+)能级~3H_6→~3F_4跃迁和Ho~(3+)能级~5O_8→~5I_7跃迁和Ho~(3+)的吸收截面σ_a受激发射截面σ_a和增益光谱G(λ)。在808 nm激光二极管激发下,研究分析了Tm~(3+)敏化Ho~(3+)的2.0μm的红外发射光谱。结果表明:Ho~(3+)的共掺提高了Tm~(3+)(~3F_4)→Ho~(3+)(~5I_7)之间的能量转移效率,增强了2.0μm的红外发光。     

Dy3+和Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的发光性能

用高温熔融法分别制备了Tb3 抖和Dy3 单掺和共掺的硅酸盐发光玻璃,并分析了其光谱性质.根据Dy3 和Tb3 掺杂硅酸盐玻璃的激发和发射光谱、发光衰减时间谱等特性,研究了Dy3 与Tb3 之间的能量传递关系.结果表明:在硅酸盐玻璃中,Dy3 能敏化Tb3 的特征发光,其能量传递方式为非辐射共振传递.Dy3 和Tb3 共掺的硅酸盐玻璃的发光性能明显提高,1%(质量分数,下同)D广的掺入可使7%Tb3 掺杂的硅酸盐玻璃中Tb3 的550nm特征发光强度增加55%～60%.     

Sr^2＋的掺入对CaAl2O4：Eu^2＋，Nd^3＋，La^3＋陷阱分布和余辉性能的影响

用固相反应法制备了发射峰为446 nm的蓝紫色长余辉材料CaAl2O4：Eu^2 ，Nd^3 ，La^3 ，它有两个激发峰276 nm和335 nm。Sr^2 的加入使材料的激发和发射主峰向短波方向发生了移动。不同Sr^2 含量样品的X射线衍射分析表明：随着Sr^2 含量的增加，材料中的杂相CaAl4O7逐渐消失，变为纯的CaAl2O4；从测得的相应的热释光曲线分析，热释峰由强度较弱、分布分散的5个峰(峰值温度分别为：153，180，327，355K和399K)，逐渐变为分布集中、强度较大的2个峰(峰值温度分别为175K和346K)，这说明材料中的陷阱能级分布趋于集中。用一般阶动力学模型对热释光曲线进行拟合，得出了它们的陷阱参数。在Sr^2 添加量为0．20 moll时，材料的余辉性能最好，它的两个热释峰所对应的陷阱深度分别为0．17 eV和0．37 eV。陷阱分布趋于集中的状况和合适的深度使材料的余辉性能得到了很大的提高。     

Eu~(3+)和Gd~(3+)共掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

采用溶胶-凝胶法制备纯TiO2和Gd3+/Eu3+共掺杂TiO2复合粉体,采用X射线衍射、漫反射光谱和扫描电镜等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝(methyleneblue,MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性,探讨Gd3+/Eu3+共掺杂对TiO2粉体光催化的影响机制。结果表明:Gd3+/Eu3+共掺杂可以显著提高TiO2粉体光催化活性。Gd3+/Eu3+共掺杂在TiO2粉体中产生协同作用,可以抑制TiO2由锐钛矿向金红石相转变,使TiO2的粒径减小。Gd3+/Eu3+共掺杂增大了TiO2粉体的晶格畸变,使TiO2粉体吸收带边蓝移。当Gd3+和Eu3+的质量掺量分别为0.05%和0.4%时,TiO2粉体光催化活性最高,降解率达到95.31%。     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃中Tm3+交叉弛豫主导的2.0μm发光特性

研究了不同摩尔分数Tm3 掺杂下Tm3 /Ho3 共掺碲酸盐玻璃在2.0μm处的发光特性.此发光包括两个过程:Tm3 之间的交叉弛豫过程;通过Tm3 与Ho3 之间的能量转移,将能量传递给Ho3 而使Ho3 跃迁至5I7能级上产生布居,当Ho3 跃迁回基态时则发出波长为2.0μm的光.计算了Tm3 的交叉弛豫速率,并根据速率方程分析了Tm3 的交叉弛豫机理.结果表明:随着Tm3 浓度增加,交叉弛豫逐渐增强;2.0μm处发光的强度逐渐增强.证明了在Tm3 /Ho3 共掺情况下,2.0μm处的发光强度取决于Tm3 的交叉弛豫强度.