稀土离子掺杂荧光材料凭借其优异的发光性能在白光LED、显示器件、太阳能电池、激光和光学温度传感器等诸多领域有着广泛的潜在应用价值,引起了社会各界的关注。荧光玻璃及玻璃陶瓷具有其他荧光材料不可比拟的优势,例如透明、均匀、成本低廉和易加工等,同时也是一种优异的稀土离子基质材料。因此,开展稀土掺杂荧光玻璃及玻璃陶瓷的研究有重要的科学意义和应用价值。本文通过高温熔融-淬冷法制备了Eu³⁺、Tm³⁺、Tb³⁺和Sm³⁺离子单掺和共掺Na2O-CaO-P2O5-B2O3-ZrO2磷硼酸盐玻璃,并通过可控析晶法制备了Tb³⁺和Eu³⁺离子单掺和共掺磷硼酸盐玻璃陶瓷。利用XRD、红外光谱、TEM和密度测量对磷硼酸盐玻璃及玻璃陶瓷进行了结构分析;采用吸收光谱、激发光谱、发射光谱和色坐标研究了荧光磷硼酸盐玻璃及玻璃陶瓷的光学性能;利用荧光衰减结并合相关的理论及公式计算对稀土离子在磷硼酸盐玻璃及玻璃陶瓷中的能量传递进行了研究;对Tb³⁺/Eu³⁺共掺磷硼酸盐玻璃及玻璃陶瓷进行变温发射光谱测试,并基于荧光强度比技术研究了其荧光温敏特性。得到如下的研究结果:1.Eu³⁺离子掺杂磷硼酸盐玻璃:XRD图谱表明,样品中没有任何析晶,呈典型的非晶态玻璃结构。红外光谱分析结果表明,玻璃的网络结构中主要有[BO3]、[BO4]和[PO4]三种基团,并通过P-O-P,P-O-B,B-O和P=O键互相连接。在393nm激发下,Eu³⁺离子单掺磷硼酸盐玻璃的发射光谱及荧光衰减显示,Eu³⁺离子掺杂浓度达到2.5mol%时样品中发生稀土离子的浓度猝灭现象。通过对Eu³⁺离子单掺磷硼酸盐玻璃的色坐标进行计算发现其色坐标为（0.65,0.34）接近于标准红光的色坐标（0.67,033）。2.Tb³⁺/Sm³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃:在374nm激发下玻璃样品表现出黄色的发射光,通过改变Sm³⁺离子浓度可调控发光性能。发射光谱与荧光衰减结果证实存在Tb³⁺→Sm³⁺的能量传递过程,能量传递过程主要是以无辐射跃迁的共振传递形式进行,相应的传递机理为电四极子-电四极子相互作用。3.Tm³⁺/Tb³⁺/Sm³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃:在358nm激发下玻璃样品发射光进入了白光区域,符合白光LED色坐标的基本要求。随着Sm³⁺离子浓度的增加,玻璃样品的发射光逐渐由冷色调向暖色调移动。当Tm³⁺、Tb³⁺和Sm³⁺离子的掺杂浓度分别为0.4、1.0和0.8mol%时,玻璃样品的色坐标为（0.3339,0.3241）,这与标准白光的色坐标（0.3333,0.3333）非常接近。发射光谱与荧光衰减结果证实存在Tm³⁺→Sm³⁺和Tb³⁺→Sm³⁺的能量传递,能量传递主要以无辐射跃迁的共振传递形式进行。4.Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃:在378nm激发下玻璃样品的发射光主要在黄光区,通过改变Eu³⁺离子浓度可调控发光性能。发射光谱与荧光衰减结果证实存在Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递过程,能量传递过程主要是以无辐射跃迁的共振传递和交叉驰豫传递的形式进行。353K-573K温度范围内的变温发射光谱表明,Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃具备优良的荧光温敏特性,其绝对灵敏度为0.0036K-1。5.Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃陶瓷:XRD图谱表明,玻璃陶瓷中的纳米晶体为NaCaPO4,根据谢乐公式以及TEM分析估算出晶体的尺寸大约13nm。在378nm激发下,Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃陶瓷的发射光处于黄光区,通过改变Eu³⁺离子浓度可调控发光性能。发射光谱与荧光衰减结果证实存在Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递过程,能量传递过程主要是以无辐射跃迁的共振传递和交叉驰豫传递的形式进行。293-573K温度范围内的变温发射光谱表明,相对于Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺磷硼酸盐玻璃,玻璃陶瓷具备更加优异的荧光温敏特性,其最大绝对灵敏度为0.0066K-1,最大相对灵敏度为4.55%K-1。