稀土离子掺杂ZnO-P2O5-SiO2长余辉发光玻璃的研究

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选择ZnO-P2O5-SiO2作为长余辉发光的基质材料,Tb3+作为激活剂,用高温熔融法和溶胶-凝胶法制备了ZnO-P2O5-SiO2: Tb3+长余辉发光玻璃。总结了长余辉发光玻璃的研究进展、应用前景及其面临的主要问题。用高温熔融法制备长余辉玻璃,得出:在用254nm的紫外灯激发15min以后,有明亮的绿色长余辉发光现象,其余辉在黑暗中持续9h仍肉眼可辨。当SiO2含量一定时,ZnO的含量越大玻璃的长余辉性能越好;Tb3+掺杂浓度越大,玻璃的长余辉性能越好,掺杂浓度为5%时,长余辉性能最好;用2%的RO(RO=CaO、SrO、BaO)替代2%ZnO时,玻璃的长余辉性能以CaO、SrO、BaO的顺序依次减弱;同种物质替代时,替代浓度越小,玻璃的长余辉性能越好。溶胶-凝胶法制备玻璃,系统考察了合成工艺条件对凝胶形成和玻璃形态的影响,结论如下:此玻璃的烧成温度为1200℃,比高温熔融法低200℃;柠檬酸/ZnO(摩尔比)、加水量、pH值和反应温度均对凝胶的形成和玻璃形态有影响,当加水量为75125ml,pH=0.52,反应温度为7090℃,柠檬酸/ZnO=1.52时,均可形成性能良好的凝胶和均质、透明的玻璃。溶胶-凝胶法制备长余辉玻璃,系统考察合成工艺条件对玻璃长余辉性能的影响,结论如下:Tb3+掺杂浓度、柠檬酸的加入量、加水量、pH值均对玻璃的长余辉性能有影响,当加水量为100ml,pH=1.5,柠檬酸/ZnO=1.5时,形成的玻璃余辉性能最好。与高温熔融法相比,玻璃的荧光和余辉性能都有所增强,这是由于溶胶-凝胶法制备的玻璃组分比较均匀,没有出现离子的偏析和淀析所致。
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