【摘 要】
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上转换发光材料可在红外光激发下发射出可见光,所以在照明、生物监测、精密加工、印刷等领域有广泛的应用。本文采用熔融-晶化法制备了一系列Ho3+单掺、Ho3+/Yb3+共掺、Ho3+/Tm3+/Yb3+三掺含Sr3Gd(PO4)3晶相的透明玻璃陶瓷。将测试的X射线衍射数据与标准卡片对比,确定制备的玻璃陶瓷样品中析出Sr3Gd(PO4)3晶相。通过扫描电子显微镜(SEM)分析玻璃陶瓷的微观形貌、晶粒分布
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上转换发光材料可在红外光激发下发射出可见光,所以在照明、生物监测、精密加工、印刷等领域有广泛的应用。本文采用熔融-晶化法制备了一系列Ho3+单掺、Ho3+/Yb3+共掺、Ho3+/Tm3+/Yb3+三掺含Sr3Gd(PO4)3晶相的透明玻璃陶瓷。将测试的X射线衍射数据与标准卡片对比,确定制备的玻璃陶瓷样品中析出Sr3Gd(PO4)3晶相。通过扫描电子显微镜(SEM)分析玻璃陶瓷的微观形貌、晶粒分布以及晶粒尺寸。结合差示扫描量热(DSC)曲线、X射线衍射(XRD)图谱、SEM照片和光透过率曲线,确定Ho3+单掺、Ho3+/Yb3+共掺、Ho3+/Tm3+/Yb3+三掺前驱体玻璃的最佳热处理条件分别是760℃/140 min、780℃/3 h、770℃/2.5 h。比较前驱体玻璃和玻璃陶瓷的维氏硬度、密度和化学稳定性,并分析热处理后玻璃陶瓷硬度、密度增大以及耐酸、耐碱性增强的原因。分析不同浓度Ho3+/Tm3+/Yb3+掺杂玻璃陶瓷的上转换发射光谱,确定稀土离子的最佳掺杂浓度,并计算临界距离分析引起浓度猝灭的原因。利用CIE色度坐标软件分析玻璃陶瓷样品的上转换发光颜色变化,并获取相应的色度坐标,发现调节稀土离子的浓度可以使试样实现由绿色→白色的可调谐上转换发射。其中0.3%Ho2O3-0.8%Yb2O3掺杂时,样品的绿色上转换发光强度最强。0.1%Ho2O3-0.2%Tm2O3-0.8%Yb2O3掺杂时,样品产生白光发射,对应的色度坐标为(0.3384,0.3309),接近标准白光。结合泵浦功率和发光强度的关系,确定Ho3+、Tm3+的上转换发射过程都是双光子过程。根据上转换发光过程示意图分析Ho3+、Tm3+、Yb3+之间的能量传递机制。研究表明,制备的Ho3+/Tm3+/Yb3+掺杂含Sr3Gd(PO4)3晶相的透明玻璃陶瓷在安全通道指示牌、固态照明、医疗等领域有广泛的应用前景。
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