【摘 要】
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近些年来,高透明氟氧化物微晶玻璃受到了广泛地研究,相对于其他稀土掺杂材料来说,这是一种新型纳米复合材料,由氟化物纳米晶体和氧化物基质玻璃共同构成。正是由于这种复合结构,使得这种材料不仅有着稳定的结构特性,还拥有优异的发光性能,在荧光显示、LED照明、X射线探测器、医学成像等领域中都有着十分重要的应用。本文实验先采用高温熔融法获得稀土掺杂的硅酸盐玻璃作为基质玻璃,再通过二次热处理制备了包含YF3、L
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近些年来,高透明氟氧化物微晶玻璃受到了广泛地研究,相对于其他稀土掺杂材料来说,这是一种新型纳米复合材料,由氟化物纳米晶体和氧化物基质玻璃共同构成。正是由于这种复合结构,使得这种材料不仅有着稳定的结构特性,还拥有优异的发光性能,在荧光显示、LED照明、X射线探测器、医学成像等领域中都有着十分重要的应用。本文实验先采用高温熔融法获得稀土掺杂的硅酸盐玻璃作为基质玻璃,再通过二次热处理制备了包含YF3、LiYF4纳米晶的微晶玻璃,并采用DSC、XRD、TEM、透过光谱等方法研究了这两种微晶玻璃的析晶行为;通过荧光光谱和寿命衰减曲线等手段研究了微晶玻璃的发光性质;通过X射线光谱来探究Tb3+掺杂的YF3和LiYF4微晶玻璃作为闪烁材料的潜在可能性。还研究了Ce3+/Tb3+共掺LiYF4微晶玻璃的光谱性能以及Ce3+离子和Tb3+离子之间的能量传递关系。本论文研究内容概括如下:1、YF3:Tb3+透明微晶玻璃闪烁体的制备与光谱性能的研究:制备了Tb3+离子掺杂的高透明YF3微晶玻璃。实验发现,热处理温度的高低对于析晶的过程影响较大,温度越高,析出纳米晶的尺寸越大,微晶玻璃的透射率不断下降。研究结果表明,当Tb3+掺杂的基质玻璃中析出YF3纳米晶后,这种微晶玻璃能在保持很高透明性的同时在近紫外和X射线激发下发光强度均得到明显增强。2、LiYF4:Tb3+透明微晶玻璃闪烁体的制备与光谱性能的研究:对文献中的原料组分进行优化后采用高温熔融并适当热处理的方法,制备了Tb3+离子掺杂的高透明LiYF4微晶玻璃。研究了热处理温度和时间对纳米晶生长的影响,并通过一系列表征手段研究了样品的微观结构和光学性能。研究表明,经过热处理析晶后,Tb3+离子逐渐进入到具有更低声子能量的LiYF4纳米晶中,PL和XEL光谱强度都有明显增强,荧光寿命得到延长。3、LiYF4:Ce3+/Tb3+透明微晶玻璃的制备和光谱性能的研究:采用高温熔融并适当热处理的方法,制备了Ce3+/Tb3+共掺含LiYF4纳米晶的透明微晶玻璃。通过XRD图谱和TEM图分析了样品中的晶体结构,测试了Ce3+/Tb3+共掺的LiYF4微晶玻璃的发射光谱,并通过发射光谱和Ce3+离子和Tb3+离子的能级图讨论了两者之间能量传递关系。
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