稀土掺杂钠霞石玻璃陶瓷的制备

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本文采用熔融晶化法制备了单掺铽、单掺铕、铽铕共掺钠霞石透明玻璃陶瓷,并运用正交实验设计确定原料最佳配比。通过差示扫描量热分析(DSC)确定最佳热处理制度分别为:掺铽钠霞石玻璃陶瓷为480℃成核1h,580℃析晶1h;单掺铕钠霞石玻璃陶瓷为480℃成核1h,585℃析晶1h;铽铕共掺钠霞石玻璃陶瓷为480℃成核1h,580℃析晶1h。通过X射线衍射法(XRD),确定钠霞石透明玻璃陶瓷的主晶相为NaAlSiO4(35-0424),且稀土离子的掺入不会对晶相产生影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察晶相的形貌特征和晶粒大小。通过透过率曲线确定样品在可见光区最佳光透过率分别为:单掺铽钠霞石玻璃陶瓷为75%;单掺铕钠霞石玻璃陶瓷为74%;铽铕钠霞石玻璃陶瓷为78%。制备单掺铽、单掺铕、铽铕共掺钠霞石透明玻璃陶瓷,并分别对其荧光光谱进行分析。由单掺铽钠霞石玻璃陶瓷的荧光光谱可知,在229nm波长激发下,最高峰位于544nm波长处,对应于Tb3+的5D4→7F5磁偶极子跃迁。单掺铽掺杂质量浓度为4%时,荧光强度最高。由单掺铕钠霞石玻璃陶瓷的荧光光谱可知,在394nm波长激发下,最高峰位于592nm波长处,对应于Eu3+的5D0→7F1磁偶极子跃迁。单掺铽掺杂质量浓度为3%时,荧光强度达到最大。在铽铕共掺发现存在Tb3+向Eu3+能量传递现象,当Tb3+:Eu3+=1:1时发光效果最佳。
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