熔制气氛对掺铈锂铝硅系统玻璃耐辐照性能的影响

以Li2O-Al2O3-SiO2为基础玻璃,CeO2为稳定剂,在不同的熔制气氛下制备出耐辐照玻璃.实验结果表明采用耐辐照应用因子Z表征玻璃的耐辐照性能较为合理;熔制气氛影响铈离子在玻璃中的价态,进而影响玻璃的耐辐照性能.     

硫系红外玻璃材料耐辐射性能研究进展

硫系玻璃在航空航天、核子反应监测与探测等领域有着广阔的发展前景和重要的应用价值,是目前光电子技术领域中最受关注的材料之一。本文对近年来国内外关于硫系玻璃耐辐照性能研究的相关情况进行了综合评述,重点阐述了硫系玻璃在γ射线辐照环境中的损伤机理,同时对影响耐辐照性能的因素进行分析,提出了增强硫系玻璃耐辐照性能的可行途径,最后展望了未来该领域的研究方向和发展前景。     

耐辐照助剂对三元乙丙橡胶性能的影响

研究了4种耐辐照助剂[四氧化三铅(Pb_3O_4)、碳化钨(WC)、氧化铈(CeO_2)、氧化钇(Y_2O_3)]对三元乙丙橡胶胶料性能的影响。结果表明:添加耐辐照助剂的胶料保持了较好的耐热老化性能,耐辐照性能大幅提高;耐辐照助剂品种及用量对胶料力学性能、耐热老化性能和耐辐照性能的影响差异较大;耐辐照助剂最优组合为:Pb_3O_4 30,WC 5,CeO_2/Y_2O_3 10,在此条件下胶料具有良好的耐辐照性能和综合物理性能,可延长橡胶制品在辐照环境下的使用寿命。     

光吸收玻璃对耐辐照光纤面板性能的影响

耐辐照光纤面板可广泛应用于工业X射线探测和医疗非晶硅平板探测器等领域,目前正在开发的光纤面板在430～900 nm难以精准调控光吸收玻璃的透过率,除此之外还存在抗析晶性能差的问题。本文重点研究了玻璃着色组分对光吸收玻璃透过率与抗析晶性能的影响,研制出对紫外-可见-近红外波长吸收效果极佳、抗析晶性能良好的光吸收玻璃。结果表明,调整光吸收玻璃引入量后,制备的耐辐照光纤面板透过率均能达到74%以上;光吸收玻璃引入量为2.0%(质量分数)和2.4%的面板在空间频率为10 lp/mm时,调制传递函数(MTF)响应仍然很明显,可满足耐辐照光纤面板对透过率、MTF的要求。本工作解决了目前国内耐辐照光纤面板在医疗、工业探伤及空间探测领域中存在的分辨率不足、对比度低、成像质量差等难题,实现了高分辨率、高对比度、高质量耐辐照光纤面板的国产化替代。     

电子束辐照对BaO-SrO-TiO2-SiO2玻璃析晶性能的影响

采用电子束对BaO-SrO-TiO2-SiO2(BSTS)多元玻璃系统进行辐照，研究电子束辐照对BSTS玻璃析晶性能造成的影响。采用恒温析晶工艺制得微晶玻璃，利用差热分析、X射线粉末和面衍射分析，对辐照前后BSTS系统基础玻璃的析晶性能以及微晶玻璃的析晶程度进行研究。差热分析结果表明：BSTS基础玻璃经过900kGy电子束辐照后，析晶温度由876℃降到856℃。X射线衍射分析证实辐照前后，玻璃热处理析出的晶体类型相同，且在同样的析晶温度下，辐照后的玻璃更容易析晶。     

新型精密模压用无氟磷酸盐玻璃

通过一系列有效的组分调节,研制出一种无氟磷酸盐玻璃来替代原美国专利上提出的精密模压用含氟磷酸盐玻璃。性能测试表明：这种无氟磷酸盐玻璃在保持 一定化学稳定性的基础上,不仅比原含氟磷酸盐具有更低的玻璃转变温度,而且还具有含氟磷酸盐玻璃所没有的相当好的耐辐照性能。     

辐照对橡胶老化作用的研究

在核能、航空航天、电离辐射等高能粒子辐照领域,辐照是引起橡胶性能降低的主要因素之一。介绍辐照对橡胶的损伤机理、不同射线粒子辐照对橡胶性能的影响,分析橡胶耐辐照性能的评估指标和几种常见橡胶的耐辐照性能,提出橡胶耐辐照性能的改进方法。辐照对橡胶的老化损伤主要是因为橡胶分子链吸收一定量的辐照能而断裂,生成大量自由基,进行不同程度的降解和交联反应,进而改变了橡胶的化学、机械及电气性能。不同辐射源对橡胶的老化作用差异较大,目前没有一种橡胶可完全满足各种工况环境的使用要求,在实际使用工况下应选择合理的性能指标来评估橡胶经辐照后的性能稳定性。除了选用耐辐照橡胶之外,还可以通过添加填料、抗辐射树脂或有机抗辐射剂等方式进一步改善橡胶制品的耐辐照性能,拓宽橡胶制品应用范围。     

透明玻璃内部金纳米颗粒的空间选择性析出控制

使用飞秒激光或X射线辐照和热处理相结合 ,在掺杂金离子的玻璃中成功诱导出金纳米颗粒。样品经飞秒激光或X射线辐照后产生暗化 ,高温热处理后显示不同深浅的红色。通过吸收光谱和透射电镜测试研究了激光和X射线辐照对诱导金纳米颗粒析出的影响。实验结果表明 :飞秒激光或X射线辐照可以使玻璃内部金纳米颗粒析出的热处理温度降低 3 0℃和减小显色尺寸近 10nm。通过激光和X射线辐照 ,结合热处理可以在一块玻璃样品上实现多色显示。     

Na2O-Gd2O3-P2O5闪烁玻璃的辐照损伤及热漂白性能

讨论了掺稀土离子铈(Ce3+)和铽(Tb3+)的Na2O-Gd2O3-P2O5系统闪烁玻璃的辐照损伤特性及热处理效应.对不同组成及不同掺杂浓度的玻璃样品进行了不同剂量的60Co辐照处理.采用紫外和可见透射光谱及根据实测结果计算的辐照诱导吸收系数比较了辐照前后玻璃样品的光学透过性能.掺Ce3+玻璃样品显示出优良的抗辐照特性,其原因在于可变价的铈离子具有吸收由电离产生的自由电子和/或空穴的能力.该系统玻璃试样具有良好的热漂白特性,经250℃、3小时退火处理即可完全消除由辐照产生的色心.     

PVC耐辐照材料的制备及性能研究

通过添加耐辐照助剂制备了用于辐照灭菌的医用PVC材料,考察了添加耐辐照助剂的PVC材料经过辐照、老化后的力学性能和黄色指数,并与未添加耐辐照助剂的PVC材料进行了对比.结果表明,耐辐照改性的PVC具有更低的黄色指数和更稳定的拉伸性能.     

稀土离子(Ce3+,Tb3+, Pr3+)掺杂重金属锗酸盐玻璃的光谱透过及抗辐射性能

从新型抗辐射闪烁体材料的应用背景出发，对某些稀土离子掺杂重金属锗酸盐玻璃进行了紫外与可见光谱区的透过性能及抗辐射性能的表征，重点讨论玻璃基质组成与短波截止波长之间的关系以及一些元素对玻璃抗辐射性能的影响。玻璃基质组成涉及GeO2，Gd2O3，BaO，SnO，La2O3，掺杂的稀土元素包括Ce^3 ，Tb^3 ，Pr^3 。实验结果表明：这些重金属锗酸盐玻璃的紫外截止波长适中(350min)，适于用作掺杂稀土离子的基质材料。Sn^2 和Ce^3 使玻璃的紫外截止波长明显红移，其原因与特殊的紫外吸收机理有关。在所加入的元素中，Sn^2 和稀土离子Ce^3 ，Tb^3 ，Pr^3 均对玻璃的抗辐射性能有增强作用，其中以Ce^3 抗辐射效应最为明显，这主要归因于这些离子的变价特性。     

Enhancement of the radiation resistance of cerium-containing fluorophosphate glasses through codoping with Sb2O3 and Bi2O3

The growing demand for radiation-resistant optical glasses for space and nuclear radiation applications has attracted significant research interest. However, radiation-resistant fluorophosphate glasses have been poorly studied. In this work, we report on the tailoring and performance of radiation-resistant fluorophosphate glasses that contained cerium through codoping with Sb₂O₃ and Bi₂O₃. The physical properties, optical properties, microstructure, and defects of fluorophosphate glasses were investigated using transmittance measurements, absorption measurements, as well as Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The results showed that the radiation resistance of all codoped fluorophosphate glasses was better than the undoped cerium-containing fluorophosphate glasses after 10–250 krad(Si) irradiation. Especially in glasses doped with Bi₂O₃, the optical density increment at 385 nm was only 0.1482 after 250 krad(Si) irradiation. The CeO₂ prevented the development of phosphate-related oxygen hole center (POHC) defects, whereas further codoping with Bi₂O₃ suppressed the formation of oxygen hole center (OHC) and POEC defects, reducing the breaking of phosphate chains caused by CeO₂. Bi³⁺ is more likely than Sb³⁺ to change the valence, affecting the transition equilibrium of intrinsic defects and reducing the concentration of defects produced by irradiation. When codoping with Sb₂O₃ and Bi₂O₃, Bi₂O₃ does not enhance radiation resistance owing to the scission effect of Sb₂O₃ on the phosphate chain, which is not conducive to the radiation resistance of glasses. This indicates that the cerium-containing fluorophosphate glasses doped with Bi₂O₃ can effectively suppress the defects caused by irradiation and improve the radiation resistance of the glasses.     

掺Bi的MgO-CaO-Al_2O_3-SiO_2玻璃的吸收和近红外发光特性

研究了4种不同Bi_2O_3掺杂量(0.5%,1%,2%和3%,摩尔分数)的23MgO-11CaO-15Al_2O_3-51SiO_2(摩尔比)玻璃的发光特性。测量了吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。通过电子顺磁共振图谱观察了玻璃受γ辐射前后结构的变化,探讨了玻璃颜色变化和近红外发光的机理。结果表明:在500nm激发下,随着Bi_2O_3掺杂量从1%到3%的逐渐增加,发光波长发生红移,荧光半高宽从312nm增加到352 nm;最优的Bi_2O_3掺杂量为1%,玻璃的受激发射截面和荧光寿命的乘积为3.10×10~(-24)cm~2·s;γ辐射后发光强度的增加和玻璃颜色加深的现象说明Bi掺杂玻璃的近红外发光中心可能是低价态的Bi离子或者Bi团簇。     

SrO、La2O3、ZrO2对无铅水晶玻璃折射率,密度和耐碱性能的影响

熔融法制备不同氧化物含量的SiO2-B2O3 -R2O系无铅水晶玻璃,并表征了玻璃的密度、折射率和耐碱性能.结果表明:随着氧化锶含量的增加,玻璃密度、折射率和耐碱性能都随之增加;适量氧化镧(w(La2O3)≤22%)的加入可以提高玻璃的折射率、密度和耐碱性能,过量则反之;适量氧化锆的加入(w(ZrO2)≤28%)能够显著提高玻璃耐碱性能并提高玻璃折射率和密度,过多则促使玻璃析晶失透.     

ZnO-P2O5-Sb2O3-B2O3系统玻璃的形成与性能优化研究

采用熔体冷却的方法制备了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3(x=10～30 mol%,y=10～45 mol%,z=10～50 mol%)系统无铅玻璃,研究了该体系玻璃的形成区。采用热膨胀仪、失重法等研究了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的性能和含有MnO2的20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3体系玻璃的性能。结果表明,随着Sb2O3含量的增加,xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的转变温度降低。xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的失重随P2O5含量的增加而增加。MnO2的引入降低了20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3系统玻璃的热膨胀系数和失重。     

‘Optical and FT Infrared Absorption Spectra of Soda Lime Silicate Glasses Containing nano Fe<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> and Effects of Gamma Irradiation

The optical absorption spectra of undoped soda lime silicate glass together with two glasses doped with either (1 % nano Fe₂O₃ ) or with both (1 % Nano Fe₂O₃ + 5 % cement dust) have been measured from 200 to 2400 nm before and after gamma irradiation with a dose of 8 Mrad. The undoped glass reveals strong UV absorption with two distinct peaks which are attributed trace ferric iron ions present as impurity. Upon gamma irradiation , this base glass exhibits three peaks at 240,310 and 340 nm and the resolution of an induced broad visible band centered at 530 nm. The two doped glasses show an additional small visible band at about 440 nm and followed by a very broad band centered at 1050 nm. Upon gamma irradiation, the two doped samples reveal the decrease of the intensities of the spectrum. The two additional bands are related to ferric (Fe⁺³) ions to the band at (440 nm) while and the broad band at 1050 nm is due to ferrous iron (Fe⁺²) ions. The decrease of the intensities of the UV-visible spectrum upon irradiation can be related to of capturing freed electrons during irradiation . Infrared spectra of the glasses reveal repetitive characteristic absorption bands of silicate groups including bending modes of Si–O–Si or O–Si–O, symmetric stretching , antisymmetric stretching and some other peaks due to carbonate , molecular water , SiOH vibrations . Upon gamma irradiation, the IR spectra reveal a small change in the base spectrum while the IR spectra of the two doped glasses remain unchanged. The change of the IR spectrum of the base glass is related to suggested changes in the bond angles or bond lengths of the mid band structural units. The doped glasses show resistance to gamma irradiation because the nano Fe₂O₃ can capture released electrons and positive holes.     

硅硼比对镁铝硼硅酸盐玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了镁铝硼硅玻璃。研究了SiO_2取代B_2O_3对玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,随着SiO_2/B_2O_3比的增大,玻璃网络结构中桥氧增多,非桥氧减少。镁铝硼硅酸盐玻璃的耐酸侵蚀能力随SiO_2/B_2O_3比的增大而增强,而耐碱侵蚀的能力则变差。随SiO_2/B_2O_3比的增大介电常数逐渐增大。当SiO_2/B_2O_3摩尔比为2.08时,玻璃具有最小的介电常数值4.9。SiO_2/B_2O_3比为3.11时,玻璃的介电损耗出现最小值。     

La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃,研究添加La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃密度、耐碱性、弹性模量以及析晶上限温度的影响,并借助红外光谱对玻璃的结构进行研究。结果表明：随着La2 O3含量从0升高至5wt%,玻璃的网络结构发生改变;玻璃的密度和摩尔体积均增大;玻璃的耐碱性能降低;弹性模量从90.5 GPa增加至93.6 GPa后降低,最大值对应的La2 O3含量为3wt%;析晶上限温度从1224℃降低至1209℃后增加至1212℃,最后趋于不变,在La2 O3添加含量为2wt%时达到最低温度。     

Bi2O3-Ga2O3-CdO系统玻璃的Raman光谱和X射线光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和Raman光谱研究了Bi2O3-Ga2O3-CdO系统玻璃的结构，Raman光谱曲线被分离成6个谱带，4条谱带分属于不同键长的Bi-O振动，一条谱带属于Ga-O振动，Bi2O3-Ga2O3二元系统玻璃的Raman散射最强峰位于400－420cm^-1,当Ga^3 被Cd^2 离子取代后，Raman散射最强峰移向595－630cm^-1，随着Ga2O3含量的增加，位于高波数属于Bi-O振动的2条谱带强度降低并朝低波数移动，位于低波数属于Bi-O振动的2条谱带强度增加并朝高波数移动，添加CdO则出现相反的效应，X射线光电子能谱显示出非常低的O1s电子结合能，甚至低于碱硅酸盐玻璃中非桥氧的O1s电子结合能，并且不可能分为桥氧和非桥氧，O1s和Bi4f的电子结合能都随Ga2O3和C dO含量增加而增加。