Co/Ce共掺杂高硅氧玻璃的制备和光谱性能

为开发新型电光源,研究了掺杂高硅氧玻璃的制备和光谱性能,首先制作多孔玻璃,通过掺杂溶液浸渍,制备掺Co和Ce高硅氧玻璃,并研究了在还原气氛下热处理玻璃的光谱性能,实验表明：合理的温度制度是制备掺杂高硅氧玻璃的关键,改进工艺条件可制成耐热性能优良的掺杂高硅氧玻璃,光谱测试表明,Co离子的价态较为稳定,通常以低价Co^2 离子形态存在于玻璃之中,Ce则主工以Ce^4 离子形态存在,在还原气氛下热处理,被还原成低价Ce^3 离子,玻璃的荧光光谱也证实了价态的变化。     

光学碱度与铋离子掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质之间的关系

制备了铋离子掺杂的碱金属和碱土金属锗酸盐玻璃,并研究了玻璃光学碱度与铋离子近红外发光性质之间的关系。结果表明:铋离子的宽带近红外发光的强度、峰位以及荧光半高宽可以通过锗酸盐玻璃的光学碱度进行调控:随着玻璃光学碱度的增加,红外发光强度下降,半高宽增大,同时发光峰红移;玻璃中Bi~(3+)/Bi~(2+)的摩尔比变化趋势与Duffy光学碱度理论相符。而铋离子近红外发光强度与光学碱度的依存关系表明,近红外宽带发光可能源于低价态铋离子。     

氧化锆中嵌入过渡态原子：键合，磁性和掺杂态

通过密度泛函理论（DFT）计算了V、Cr、Mn、Nb、Mo、Tc、W和Re原子掺杂于ZrO2中,掺杂离子与基体的键合能,以及引起的磁性和掺杂态。晶格中掺杂原子与基体的键合与掺杂体的原子尺寸有关。导电载流子的100％极化意味着V、Mn、Nb、Tc和Re元素能够在非磁性氧化锆材料中有效引入自旋极化载流子从而作为室温单自旋注入材料。掺杂体在基体材料禁带中引入的局域态可导致材料光吸收边界的红移,从而加强氧化锆材料的光催化性能。     

氧化锆中嵌入过渡态原子:键合,磁性和掺杂态

通过密度泛函理论(DFT)计算了V、Cr、Mn、Nb、Mo、Tc、W和Re原子掺杂于ZrO2中,掺杂离子与基体的键合能,以及引起的磁性和掺杂态。晶格中掺杂原子与基体的键合与掺杂体的原子尺寸有关。导电载流子的100%极化意味着V、Mn、Nb、Tc和Re元素能够在非磁性氧化锆材料中有效引入自旋极化载流子从而作为室温单自旋注入材料。掺杂体在基体材料禁带中引入的局域态可导致材料光吸收边界的红移,从而加强氧化锆材料的光催化性能。     

实验室模拟过渡金属离子掺杂的中国古代玻璃的着色现象

为了明确中国古代玻璃的着色机理,根据若干典型的古代玻璃系统(PbO-BaO-SiO_2,K_2O-SiO_2,K_2O-PbO-SiO_2和Na_2O-CaO-SiO_2)的平均化学成分,在实验室于空气气氛中制备了一批掺杂不同过渡金属离子的中国古代玻璃的模拟样品.通过对各样品在室温下的电子顺磁共振、紫外-可见吸收光谱分析,确认了各过渡金属离子在不同古代玻璃系统中的着色离子的价态,以及不同古代玻璃系统对过渡金属离子着色的影响.通过对过渡金属离子掺杂的各古代玻璃系统的吸收光谱进行了色度学的标定.实验表明古代玻璃的着色可以用色度学标定来识别其不同的着色离子和玻璃基质.     

鏑离子掺杂铝锗酸盐玻璃的高效可见荧光发射

制备了高质量鏑离子掺杂铝锗酸盐玻璃。对玻璃的吸收、荧光光谱和激发光谱展开了测试与分析。紫外光激发下,Dy~(3+)离子掺杂铝锗酸盐玻璃放出明亮的黄白色光,发射光谱由峰值为479nm蓝光和574nm绿光发射峰组成。激发光谱表明:氩离子激光器和紫外、蓝色激光二极管及发光二极管是Dy~(3+)掺杂铝锗酸盐玻璃有效的泵浦光源。     

利用Ce_2S_3对70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质掺杂改性的研究

为了提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率和电化学性能,提出利用Ce_2S_3掺杂改性的方法。采用高能球磨和热处理相结合的方法制备了一系列组分为70Li_2S-(30-x)P_2S_5-xCe_2S_3 (x=0, 0.5, 1, 2, 3)的玻璃陶瓷态电解质。通过差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD),拉曼光谱,扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等表征手段,对掺杂不同比例Ce_2S_3的Li_2S-P_2S_5基固体电解质进行分析测试。研究结果表明:掺杂适量的Ce_2S_3不仅可以提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率,还可以降低其与正极材料的界面电阻。其中,掺杂1%Ce_2S_3得到的70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3玻璃陶瓷态电解质表现出最高的室温离子电导率(1.52×10~(-3)S×cm~(-1)),明显高于70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的室温离子电导率。对比LiCoO_2/70Li_2S-30P_2S_5/Li-In和LiCoO_2/70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3/Li-In2种全固态锂电池,后者表现出更好的放电性能,在室温下0.1C时的初始放电比容量为105.3 mAh×g~(-1),循环50圈后的放电比容量为91.8 mAh×g~(-1),容量保持率为87.2%。     

掺铝钕高硅氧玻璃的制备及光谱性能研究

采用分相酸溶工艺制备了Na2O-B2O3-SiO2体系纳米多孔玻璃,并以此为基质进行了钕铝掺杂的实验,制备了掺钕铝高硅氧玻璃,光谱分析表明,所制得的玻璃在1064 nm附近有明显的发射峰.研究了掺杂浓度、烧结气氛对玻璃光谱性能的影响,分析了铝离子在共掺杂玻璃中的作用.结果表明在浓度为0.2 mol/L的Nd(NO3)3溶液中制备的掺杂高硅氧玻璃发光强度最强,还原气氛下烧结的掺杂高硅氧玻璃光谱强度高于在空气中烧结得到的高硅氧玻璃,同时在还原条件下铝离子能够明显的提高玻璃的发光强度.     

掺杂氧化物对氧化锌系封接玻璃烧结特性的影响

研究了掺杂不同高价态氧化物对ZnO-B2O3-SiO2系玻璃结构和性能的影响。采用差热分析法、X射线衍射、热膨胀仪和影像式烧结点试验仪等分别对玻璃的各项物理性能进行了测试。结果表明:在ZnO-B2O3-SiO2玻璃系统中掺杂高价态金属氧化物,玻璃的密度略有下降;玻璃的膨胀系数降低明显;玻璃的ΔT上升,可以降低玻璃熔体析晶的能力,提高玻璃封接时的结合力和气密性;XRD结果表明,掺杂氧化物和未掺杂氧化物的玻璃主晶相相同,都为Zn(BO2)2。     

钴铬铜复合离子掺杂黑色玻璃的制备及光吸收特性研究

以钠硼硅玻璃为基质,引入过渡金属离子为着色剂制备了单一离子着色玻璃和复合离子掺杂黑色玻璃,测定了各玻璃样品的透射光谱。结果表明,不同过渡金属离子对不同波段的太阳光产生吸收,钴铬铜复合离子掺杂黑色玻璃对到达地表的所有太阳光波段的吸收率可达到99%以上。     

非均相玻璃态快离子导体导电模型

基于改进的有效介质理论和玻璃态快离子导体中第二相的形成过程,建立了非均相玻璃态快离子导体的导电模型。该导电模型可解释非均相玻璃态快离子导体的显微结构对其电导性质的影响,较好地预言了非均相玻璃态快离子导体的导电行为。     

一种低辐射自清洁复合功能玻璃及其制备方法

本发明公开的一种低辐射自清洁复合功能玻璃为三层膜结构,膜层从玻璃向外依次为SiO2过渡层,离子掺杂SnO：层,离子掺杂SiO2-TiO2层。其在线制备方法为溶胶一凝胶法,结合雾化沉积法,利用溶胶在450℃-550℃温度下的热分解胶凝过程进行热沉积,在在线玻璃板面上依次形成膜层。本发明通过对涂层材料浓度、掺杂离子种类、热分解温度及膜层厚度的合理控制,使镀制该膜的玻璃具有低辐射性能,制成稳定的单片低辐射玻璃,使用成本降低,     

Li2O—P2O5—MnO2系统玻璃的光谱学研究

做了Li_2O—P_2O_5—MnO_2系统玻璃的形成实验,结果表明该系统玻璃有很大的形成范围.P_2O_5含量为25mo1%仍可形成玻璃.用Raman光谱,红外光谱和可见光谱分析了该系统玻璃的结构,锰的价态和配位数.研究了该系统玻璃在可见区内光吸收与组成之间的关系.讨论了该系统中玻璃中锰的价态、配位数与着色.Mn~(2+)离子使玻璃着浅黄色,以六配位八面体存在,Mn~(3+)使玻璃着紫、蓝紫或褐色,主要是六配位.但是,随着Li_2O含量增加,锰氧键将具有更多的共价键成分.     

稀土离子共掺杂钠钙硅玻璃的光谱性质

研究了Ce离子与不同浓度的Sm、Eu、Tb、Dy 4种稀土离子共掺杂玻璃的光谱性质,利用荧光光谱仪测试了玻璃的发射光谱和激发光谱,并分析研究了这5种离子共掺杂的敏化效应。     

高硅氧发光玻璃的制备及其荧光性能

石英玻璃具有低膨胀、耐热冲击、高机械强度和高化学隐定性等优点,是稀土和过渡金属发光离子掺杂的优选的基质材料。但发光离子在石英玻璃中容易自发形成团簇,产生浓度淬灭效应,介绍一种用二氧化硅质量分数超过95%的纳米微孔玻璃来抑制发光离子团簇的自发形成的新方法,以制备高发光强度的石英破璃和激光玻璃。该方法是将发光离子浸入微孔玻璃中并在适当气氛中烧结,目前已经制得多种颜色、量子效率接近于1的强发光玻璃,真空紫外光激发发光玻璃,高铒离子掺杂的高硅氧玻璃,还获得了新颖的低膨胀、耐高温的掺钕高硅氧激光玻璃和掺铋红外宽带发光玻璃用这种方法还容易进行多种发光活性离子掺杂,实现不同离子间的能量转换,提高发光强度和改变激发光的波长范围。这种新方法有望扩大石英发光玻璃的应用范围。     

基于Li2O-TiO2-P2O5体系玻璃/微晶玻璃电解质的研究进展

近年来人们对具有NASICON结构的LiTi2(PO4)3作为快离子导体进行了深入的研究,一些研究者以Li2O-TiO2-P2O5为体系通过改变其氧化物配比或掺杂等方法将其制成玻璃或微晶玻璃以提高其离子导电率等性能。本文介绍了以Li2O-TiO2-P2O5体系为基础进行掺杂Al2O3以及其他氧化物做成玻璃或微晶玻璃的一些方法、离子传导率等性能对比。     

铋掺杂铝硅酸盐玻璃的超宽带近红外发光性质

采用高温熔融法制备了组分为50SiO_2-xAl_2O_3-(50-x)MgO-Bi_2O_3(x=5,10,15,20,摩尔比)的铋掺杂铝硅酸盐玻璃。研究了铋掺杂铝硅酸盐玻璃超宽带近红外发光性质,探讨了玻璃基质的光学碱度对铋离子宽带发光特性的影响。结果表明:在690nm和808nm的激发下,铋掺杂铝硅酸盐玻璃的红外荧光中心分别位于1106nm和1294nm;随光学碱度的增强,铋离子的红外发光强度减弱。并对铋离子超宽带发光的机理进行了探讨,认为其红外发光源于低价的Bi~+和Bi~(2+)。     

Fe3+掺杂NaTaO3纳米粒子的制备及光吸收机理

采用水热法合成了一系列铁离子掺杂NaTaO3 纳米粒子,研究了铁离子掺杂对宽禁带钽酸钠半导体光吸收性能的影响。XRD结果表明铁离子掺杂导致NaTaO3晶胞体积膨胀;紫外可见漫反射光谱表明铁离子掺杂引起钽酸钠吸收带边红移,并且随着铁离子掺杂浓度的增加,红移增大;密度泛函计算结果揭示,铁离子取代钽离子进入NaTaO3晶格会形成一个杂质能级,这个杂质能级主要由铁离子的3d轨道形成,是导致NaTaO3光吸收带边红移的原因。     

基于ZnO对Yb~(3+)能量传递的宽带光谱转换微晶玻璃

通过熔融冷却方法制备出无掺杂和Yb~(3+)掺杂的40SiO_2·10Al_2O_3·40ZnO·10K_2CO_3·xYb_2O_3(x=0,0.3)玻璃,之后分别在680、730、780℃下对其进行热处理得到含ZnO纳米晶的微晶玻璃。通过X射线衍射、透射电子显微镜验证了不同温度热处理后ZnO纳米晶在玻璃基质中的析出以及Yb~(3+)掺杂对析晶尺寸和析晶度的影响;通过稳态和时间分辨光谱研究了Yb~(3+)掺杂玻璃及微晶玻璃的发光性能。结果表明:微晶玻璃中.ZnO纳米晶尺寸和析晶度均随热处理温度的升高以及Yb~(3+)掺杂浓度的增加而增大。紫外光激发下Yb~(3+)掺杂玻璃的红外发射是基于Yb~(3+)电荷迁移态(CTS)吸收;395 nm激发下Yb~(3+)掺杂微晶玻璃的红外发射是源于ZnO纳米晶对Yb~(3+)离子的能量传递。ZnO纳米晶的可见发光强度随着热处理温度的提高而随之减弱:而源于Yb~(3+)的~2F_(5/2)→~2F_(7/2)跃迁的红外发射的强度在730℃热处理的微晶玻璃中最强。     

氧化物玻璃研究动态及其进展

系统阐述了近十年氧化物玻璃的研究进展,介绍了稀土离子掺杂的氧化物玻璃的类别、性质及作用以及氧化物玻璃的析晶与分相,氧化物玻璃性质的研究等,并对纳米玻璃做出介绍。