过渡金属掺杂白光玻璃的制备及性能研究

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近年来,随着白光LED在照明领域的快速发展,拥有宽谱发射的荧光材料成为了研究的一大重点。其中,过渡金属离子掺杂白光玻璃,因为具有高显色指数,高量子效率,以及优异的物理性能等特性,受到了广泛关注。本文制备了Sn2+掺杂的硅酸盐玻璃(FSS)和Sn2+/Mn2+掺杂的氟磷酸盐玻璃(PSM)两种不同的玻璃体系,分别获得了光学性能和物理性能较为优异的白光玻璃。更是在二者的基础上进行了微晶化处理的研究,获得了光学性能和物理性能更为优异的白光微晶玻璃。全文的主要研究内容及研究结果如下:1、基于硅酸盐玻璃良好的光学性能,优异的物理性能等优点,制备了Sn2+单掺的FSS白光玻璃;研究了Sn2+的掺杂浓度及CaF2的引入浓度对FSS玻璃的光学性能的影响。获得了在280 nm波长的激发下,显色指数高达98,量子效率高达85%,色坐标为(0.32,0.33),色温为6111 K的样品;此外,其在可见光区域的透过为88%,室温下的热导率为1.44 W/m·K。2、基于氟磷酸盐玻璃熔点低,易制备,过渡金属离子掺杂浓度高等优点,制备了Sn2+/Mn2+掺杂的PSM白光玻璃;研究了Sn2+/Mn2+的掺杂浓度及不同碱土金属氟化物的引入对PSM玻璃光学性能的影响。获得了在290 nm波长的激发下,显色指数高达91,量子效率高达78%;色坐标为(0.33,0.33),色温为5612 K的样品;此外,其在可见光区域的透过为90%,室温下的热导率为3.25 W/m·K。3、为了进一步提升FSS玻璃及PSM玻璃的光学性能和物理性能,对二者分别进行了微晶化处理,得到晶型及晶粒尺寸可控的白光微晶玻璃。与白光玻璃相比,白光微晶玻璃在吸收峰及发射峰处有明显增强,量子效率有所提升;此外,其热导率也有较大提升。其中,样品FSS-1微晶化后得到的GCF-4微晶玻璃的量子效率提升到89%,室温下的热导率提升到1.59 W/m·K;样品PSM-11微晶化后得到的GCP-6微晶玻璃的量子效率提升到82%,室温下的热导率提升到3.55 W/m·K。
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