导读:本文包含了硼硅酸盐微晶玻璃论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:透明微晶玻璃,变价离子,选择性掺杂,局域化学环境
硼硅酸盐微晶玻璃论文文献综述
陈杰杰[1]（2019）在《变价离子掺杂硅酸盐微晶玻璃结构与光学性能研究》一文中研究指出在如今信息容量以太字节(TB)为单位的信息时代,光子玻璃与光纤在大容量信息光传输、高精度光纤激光加工制造和高精密平面触摸显示等光电信息产业发挥着不可替代的作用。可调谐的极端光源用玻璃光纤材料与光子器件是网络信息安全和国防军事领域的重点新材料,这类关键材料的生产和应用基本都受限于西方发达国家。作为光子玻璃的一个重要分支,光功能微晶玻璃兼具光学晶体和光子玻璃的优点:有着晶体材料相近甚至更优的光学性能;又存在类似于玻璃材料制备工艺简单、掺杂浓度较高且易制成大尺寸高功率的异型器件的优势;还具有机械强度和化学稳定性高、抗激光和热损伤阈值高等优点。因此对光功能微晶玻璃的结构与光学性能开展研究具有重要意义,可以为这类材料的开发和实用化提供设计准则和理论支撑。本论文总结了透明微晶玻璃的成核与生长理论、析晶机理和分类,综述了光功能微晶玻璃在光学方面的应用。针对变价离子,特别是过渡金属离子在玻璃结构中难以激活的特点,从材料学角度出发,通过结构研究-光学性能调控-应用演示的研究路线,选取了具有代表性的变价过渡金属离子(Cr和Fe离子)和稀土离子(Eu离子)作为光学中心,对多种类的变价离子掺杂微晶玻璃体系开展了深入研究。基于晶体场理论和选择性掺杂机制,采用单一元素的多价态离子与多种格位取代形式相互组合的思路,采用热分析、X射线衍射、高分辨透射电镜、X射线吸收、透过/吸收光谱和光致发光光谱等结构和光谱表征手段研究了Cr、Eu和Fe离子掺杂玻璃与微晶玻璃的微观结构和光学性能。获得了具有优异温度传感性能、超宽带近红外发光、可饱和吸收特性、可见波段多色可调发光、近红外波段吸收宽带可调等一系列特殊光学应用的透明微晶玻璃。设计并制备了Cr离子掺杂含Al_6Si_2O_(13)单晶相和含Al_6Si_2O_(13)和Ga_2O_3双晶相的两种B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃。利用选择性掺杂机制和晶体场理论实现了Cr~(3+)离子在单晶相微晶玻璃中掺杂进Al_6Si_2O_(13)纳米晶的八面体格位中,而在双晶相微晶玻璃中掺杂进Ga_2O_3纳米晶的八面体格位中。与未掺杂样品相比,低浓度(0.1和0.2 mol%)的Cr~(3+)离子掺杂对单晶相微晶玻璃中的Al_6Si_2O_(13)纳米晶的析出起抑制作用,而对双晶相微晶玻璃中的Ga_2O_3纳米晶的析出起促进作用。根据吸收光谱计算得了系列Cr~(3+)离子掺杂玻璃和微晶玻璃的晶体场强度,相应的Dq/B值在2.17~2.74范围内可调。吸收光谱与光致荧光光谱证实了Cr~(3+)离子的选择性掺杂机制遵循能量最小原理,即追求系统总能量达到最低的稳定状态是Cr~(3+)离子格位选择的驱动力。0.1 mol%的Cr~(3+)离子在双晶相微晶玻璃中的特征发光峰强度随环境温度升高呈现增强的趋势,主要是源于高温下Ga_2O_3中的陷阱中心热激活后将能量传递给了Cr~(3+)离子的~4T_2能级。采用荧光强度比技术表征了Cr~(3+)离子的~2E和~4T_2这一对热耦合能级的光学温度传感性能,结果表明其相对灵敏度S_R在423K时达到最大值1.60%K~(-1)。设计并制备了Cr离子掺杂含Mg_2SiO_4纳米晶的MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃。将玻璃组成中的K_2CO_3替换成KNO_3,虽然不改变微晶玻璃的微结构和相组成,却能极大地促进Cr~(3+)向Cr~(4+)离子的转变,提高了微晶玻璃中Cr~(4+)离子的数量。光谱分析表明在玻璃析晶过程中,部分Cr~(3+)离子掺杂进了[MgO_6]八面体的六配位环境,而几乎全部Cr~(4+)离子掺杂进了[SiO_4]四面体的四配位环境。上述的格位取代形式可以有效抑制微晶玻璃中Cr~(3+)和Cr~(4+)离子间的能量传递过程,实现了样品在850~1400 nm范围内的超宽带近红外发光的增强,发射峰的半高宽达340 nm。Z扫描测试结果证实了Cr离子掺杂Mg_2SiO_4微晶玻璃对1064 nm脉冲激光具有饱和吸收的特性,其基态和激发态吸收截面的值分别为1.39×10~(-16) cm~2和1.20×10~(-16) cm~2。将Cr离子掺杂微晶玻璃作为可饱和吸收体,实现了Nd~(3+)离子掺杂激光晶体在1064 nm处的调Q脉冲激光输出,重复频率为250 kHz,脉宽为176 ns。采用“管中-熔体法”成功制备了微晶玻璃光纤,纤芯和包层之间基本没有发生元素的相互扩散,Cr离子在微晶玻璃光纤中得到了激活。设计并制备了一种在微米级BaAl_2Si_2O_8单晶中嵌有大量LaF_3纳米晶的多尺度结构的BaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃。多尺度结构微晶玻璃中的微米级单晶能极大地提升样品内部光散射发生的概率,增加了光传输的平均自由程,有利于光与物质的非弹性相互作用。将选择性掺杂机制拓展到多价态的稀土离子掺杂微晶玻璃体系中,通过在多尺度结构微晶玻璃中掺入Eu离子,使Eu~(3+)和Eu~(2+)离子分别掺杂进LaF_3纳米晶和BaAl_2Si_2O_8单晶的八面体格位中。上述的格位取代形式可以有效抑制Eu~(3+)和Eu~(2+)离子间的能量传递过程。利用Eu~(3+)离子的红光发射和Eu~(2+)离子的蓝光发射的组合,通过改变激发波长,实现了可见波段的蓝光、白光到红光的多色可调发光;通过改变环境温度,实现了微晶玻璃发光颜色由白色向粉红色的转变。设计并制备了Fe离子掺杂含ZnO纳米晶的微晶玻璃,研究了不同浓度的Fe离子掺杂对K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的析晶行为、相结构以及光学性能的影响。采用修正的JMA公式表征了玻璃的非等温析晶动力学,结果表明不同浓度的Fe离子掺杂会影响玻璃的析晶能力,0.6 mol%的Fe离子掺杂玻璃的析晶能力最强,2.0 mol%的Fe离子掺杂玻璃的析晶能力最弱。在“一步法”热处理工艺下,0.2 mol%的Fe离子掺杂微晶玻璃中的ZnO纳米晶的平均晶粒尺寸和结晶完整性都为最高,析晶形式为整体析晶。探讨了近红外波段的局域表面等离子体共振(LSPR)吸收峰出现以及随Fe离子浓度增加而红移的原因:只有当Fe~(3+)离子掺杂进ZnO纳米晶中才能引入浓度约为10~(21) cm~(-3)量级的载流子,与入射光发生共振导致强烈的LSPR吸收峰的出现;但是过量的Fe~(3+)离子则会捕获大量的自由电子,且杂质和缺陷引入的深能级也能促进电子和空穴的复合,降低了载流子浓度,导致了LSPR吸收峰的红移。Fe离子浓度的增加导致了Fe离子局域d电子间的s-d和p-d交换耦合作用的增强,使微晶玻璃的光学带隙变窄。瞬态吸收光谱测试表明,微晶玻璃中载流子的衰减包含两个过程:快态衰减过程和慢态衰减过程,分别起源于电子-声子和声子-声子相互作用,对应的时间常数分别为10~2 fs和ps量级。基于宽带的LSPR吸收特性,0.2 mol%的Fe离子掺杂微晶玻璃具有优良的红外辐射性能和光热转换效率。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-09）
王鑫,黎文浩,王鹏飞[2]（2018）在《在氟硅酸盐微晶玻璃中的可调控多彩上转换发光的研究》一文中研究指出在本文实验中,将Mn~(2+)和Yb~(3+)离子同时掺入到氟硅酸盐玻璃中制得前驱体玻璃,并通过热处理制得微晶玻璃。在980nm激光激发下,玻璃中同时观测到Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的上转换发光,并探讨了发光机理和能量传递机制。通过改变玻璃中SiO_2含量和Yb~(3+)离子掺杂浓度调整Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的发光相对强度,从而调控玻璃中的发光,得到多色上转换发光。相比于前驱体玻璃,微晶玻璃中Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的上转换发光均出现增强。通过控制微晶化程度,实现Mn~(2+)和Yb~(3+)离子上转换发光不同程度的增强,进一步调控玻璃中的复合发光。(本文来源于《第十届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛会议摘要集》期刊2018-11-08）
林杨杨,陈铠炀,唐霞艳,赵士龙,徐时清[3]（2015）在《Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性》一文中研究指出采用高温熔融法和热处理工艺制备得到透明的Er3+/Yb3+共掺杂氧氟微晶玻璃。XRD结果证实析出的纳米晶相为Ba YF5。在980 nm激发下,观察到强的绿光发射,源于Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的上转换发光。根据荧光强度比(FIR)的方法研究了微晶玻璃上转换荧光的温度传感特性,其最大灵敏度在523 K时为0.003 4 K-1,表明Er3+/Yb3+共掺氧氟硼硅酸盐微晶玻璃上转换发光在高精度温度传感器方面具有一定的应用前景。(本文来源于《发光学报》期刊2015年09期）
张平[4]（2015）在《硼硅酸盐微晶玻璃的制备及其在SiO_(2f)/SiO_2基体上的涂覆工艺研究》一文中研究指出二氧化硅纤维增强熔石英(SiO2f/SiO2)陶瓷材料具有良好的介电性能和力学性能,但易吸潮,耐湿性能较差。本课题通过熔融法和固相法制备硼硅酸盐釉料,并在釉料中添加助溶剂ZnO和机械合金化法降低釉料的共熔温度及釉层的烧成温度,以期在SiO2f/SiO2复合材料的表面形成一层致密的硼硅酸盐微晶玻璃釉层。采用X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析、热重-差热分析等测试方法深入研究釉料粉末及其块体的微观结构、烧结工艺以及所制备的硼硅酸盐微晶玻璃釉层的微观形貌及其力学性能。在1400℃下把氧化硅-氧化硼-氧化铝(SiO2-B2O3-Al2O3)叁元体系烧成硼硅酸盐玻璃。本文采用机械合金化提高粉体的烧结活性。实验发现,机械合金化20h舌,晶化峰强度降低；机械合金化40h后,原来的晶化峰几乎全部变成非晶峰。随着机械合金化时间的延长,粉体粒径分布越来越集中,但由于合金化过程中的盼体之间的焊接行为导致测量的粉体粒径增大。为了使浆料具有良好的分散性能,选用乙醇：二甲苯(E：X)为50：50的溶剂配比作为制备浆料的溶剂组分。在没有添加分散剂的情况下,玻璃粉体的等电点为2.5左右,Zeta电位的最大值发生在PH为11处。在浆料中添加分散剂蓖麻油,等电点都向酸性方向稍微偏移,粉体Zeta电位值增大,浆料的稳定性得到提高。随着粘结剂PVB含量的增大,浆料的粘度先降低再升高,PVB含量为1.0%时,浆料具有最低的粘度。熔石英复合材料经过正硅酸乙酯预处理2-3次,基体的吸水率从14.17%降低到2.7%,基体表面的缝隙被不同粒径的二氧化硅颗粒填充。先后研究了施釉温度、釉料组分以及机械合金化对釉层性能的影响。实验发现,助熔剂ZnO的含量在2.5%左右釉料的烧结性能最佳,玻璃相在表面均匀铺展。升高至5%时,釉料粉体的烧结性能变差,釉层的致密度有所下降,低于不添加助熔剂釉料的致密度。随着高能球磨时间的延长,烧结活性也相应提高,釉层的致密度提高、孔隙率降低,而且反应生成的玻璃相铺展更加均匀。耐湿性能最佳的釉料组分为Z2.5,吸水率为3.5%-4.68%之间；其次分别为组分Zo与Z5.0的釉层,吸水率在3.89%-6.14%与5.67%-7.4%之间。ZnO含量为2.5%时,介电常数分别介于3.34～3.62之间,介电损耗正切值处在6.61-8.34×10-3之间。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
赵营刚,石冬梅,王晓峰[5]（2015）在《Tb~(3+)掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的制备及性能研究》一文中研究指出结合当前对光学材料发展的需求,制备了Tb3+掺杂的氟硅酸盐微晶玻璃,并研究了其晶化工艺和发光性能。通过DSC分析,确定了母体玻璃的析晶温度652℃。通过研究样品不同保温时间下的晶化热处理工艺制备出含CaF2纳米晶的透明微晶玻璃,且保温时间为24 h时获得最佳晶粒尺寸。探讨了365 nm激发下Tb3+掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的光谱性能,发现在Tb3+掺杂微晶玻璃样品能发出强烈的绿色荧光(545 nm)。随着热处理时间增加,其荧光发射强度呈现增高的趋势,在热处理24 h时发射光谱强度最强。(本文来源于《中国陶瓷》期刊2015年04期）
李雪敏[6]（2012）在《低铝硅酸盐体系中Ca-Mg硅酸盐微晶玻璃的析晶效应研究》一文中研究指出本论文针对陶瓷行业原料资源日益匮乏的问题，从降低能源消耗和提高陶瓷材料力学性能的角度出发，对微晶玻璃核前体的弥散析晶在陶瓷材料中的应用进行了研究。本论文结合传统陶瓷和先进陶瓷的强化机理，将微晶玻璃核前体弥散到陶瓷基体中，分析微晶玻璃核前体在陶瓷基体中的析晶行为及其对陶瓷的强化效应。首先制备出一种或几种硬度高，耐磨性好的微晶玻璃核前体，选择了主晶相为透辉石、硅灰石的两种微晶玻璃。通过改变碱金属氧化物的含量以及Al_2O_3和SiO_2的含量，选择了四组性能良好的R_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃核前体。将制备的微晶玻璃核前体以1:1的比例弥散到无机粉体中制成混合粉体，无机粉体是由石英粉、玻璃粉和长石粉以不同比例混合而成的。对制成的几组混合粉体做DTA测试，根据DTA曲线制定出合理的热处理制度，将纯玻璃核前体和混合无机粉体进行烧成。然后分别对各配方经过热处理的试样进行XRD测试、SEM测试、力学性能测试，探讨热处理对玻璃核前体析晶行为的影响及其强化效应。结果表明，在组成较合理的无机粉体中加入一定量的微晶玻璃核前体，热处理后能够形成新晶相，形成的晶相呈纤维状，能对陶瓷基体起着强化的作用。(本文来源于《华侨大学》期刊2012-03-16）
李雪敏,俞平利,吴祖云[7]（2011）在《Ca-Mg硅酸盐微晶玻璃强化效应的研究》一文中研究指出设计并制备两种析晶性能良好的R2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃核前体;将石英粉、窗玻璃粉、石材粉按不同比例混合并分别添加不同比例的玻璃核前体,制成混合粉体。研究纯的玻璃核前体与混合粉体的析晶特性差异,探讨热处理时粉体之间的成分交换对玻璃核前体析晶特性的影响。结果表明,在组分合理的低铝无机粉体中,加入一定量核前玻璃体,经高温处理,核前玻璃体析晶形成新晶相,可以起到强化陶瓷坯的作用。(本文来源于《陶瓷学报》期刊2011年04期）
苏文娟,高占勇,李保卫[8]（2011）在《低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的制备》一文中研究指出利用DSC,XRD,SEM等检测手段研究了低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的析晶行为和微晶玻璃的微观结构.结果表明,随着热处理温度的升高,微晶玻璃的主晶相由锌钙透辉石相转变为钛酸锌相,晶粒的形貌为长条状.当热处理温度为730℃时,微晶玻璃的抗弯强度最大为120.4 MPa,体积密度最大为2.75 g/cm3,吸水率最小为0.17%.(本文来源于《内蒙古科技大学学报》期刊2011年02期）
苏文娟[9]（2011）在《低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的研究》一文中研究指出由于低软化点玻璃和微晶玻璃同时具有低的熔化温度和封接温度，因此在封接、导电浆料等领域得到了广泛的应用。多年以来，铅玻璃一直被用作低软化点的玻璃，但随着环保意识的增强，铅玻璃必将被淘汰，而可用于低软点玻璃的硼硅酸盐玻璃体系，由于具有良好的热稳定性、化学稳定性以及适应性强、成本低等优点，势必引起人们的重视。本课题以对具有低的软化温度和熔融温度玻璃的研究为主旨，通过调整玻璃中各氧化物的含量，来研究不同组分的含量变化对玻璃各特征温度和化学稳定性的影响规律。利用差示热分析（DSC）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等测试手段，研究了玻璃组分和热处理制度的不同，对低软化点微晶玻璃的力学性能、化学稳定等方面的影响规律。研究结果表明：在硼硅酸盐玻璃的成型范围内，玻璃的软化温度、熔融温度以及化学稳定性会随着玻璃组分中氧化物含量的变化而变化。实验采用二步热处理法得到低软点微晶玻璃，热处理制度和玻璃组分的不同可以改变微晶玻璃的晶相种类，进而影响微晶玻璃的性能。当玻璃组分中ZnO的含量不变，核化温度为580℃、晶化温度为730℃时，微晶玻璃的主晶相为钛酸锌相，次晶相为锌钙透辉石相；抗弯强度最大可达120.4MPa，体积密度最大为2.75g/cm~3，吸水率最小为0.17%。调节玻璃的组分，当玻璃组分中ZnO的含量为20%，制成的微晶玻璃晶相分布均匀、致密。抗弯强度最大为140MPa，显微硬度最大为690.6Hv，体积密度最大为2.8g/cm~3，且微晶玻璃的化学稳定性好。(本文来源于《内蒙古科技大学》期刊2011-06-08）
李晨霞,韦萍,尹雷,叶仁广,华有杰[10]（2011）在《Ti~(4+)掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的光谱特性》一文中研究指出制备了Ti4+掺杂硼硅酸盐玻璃,根据玻璃样品的差热分析(DTA)进行微晶化处理,测试了Ti4+掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的X射线衍射(XRD)谱、透射电镜(TEM)图像、吸收光谱和发射光谱。根据Scherrer公式计算了BaYF5微晶的平均晶粒尺寸并与TEM图像进行比对。在紫外光激发下,观察到Ti4+掺杂BaYF5硼硅酸盐微晶玻璃强烈的宽带发光(300~800 nm),对应于Ti4+(3d0)-O2-(2s23p6)的电荷迁移跃迁,与未经热处理玻璃样品相比,微晶玻璃的发光强度增强。通过优化热处理温度和掺杂浓度,得到了紫外光激发下发白光的Ti4+掺杂BaYF5硼硅酸盐玻璃,对应的色坐标为(0.261,0.351)。(本文来源于《发光学报》期刊2011年04期）
硼硅酸盐微晶玻璃论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在本文实验中,将Mn~(2+)和Yb~(3+)离子同时掺入到氟硅酸盐玻璃中制得前驱体玻璃,并通过热处理制得微晶玻璃。在980nm激光激发下,玻璃中同时观测到Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的上转换发光,并探讨了发光机理和能量传递机制。通过改变玻璃中SiO_2含量和Yb~(3+)离子掺杂浓度调整Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的发光相对强度,从而调控玻璃中的发光,得到多色上转换发光。相比于前驱体玻璃,微晶玻璃中Mn~(2+)和Yb~(3+)离子的上转换发光均出现增强。通过控制微晶化程度,实现Mn~(2+)和Yb~(3+)离子上转换发光不同程度的增强,进一步调控玻璃中的复合发光。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硼硅酸盐微晶玻璃论文参考文献
[1].陈杰杰.变价离子掺杂硅酸盐微晶玻璃结构与光学性能研究[D].华南理工大学.2019
[2].王鑫,黎文浩,王鹏飞.在氟硅酸盐微晶玻璃中的可调控多彩上转换发光的研究[C].第十届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛会议摘要集.2018
[3].林杨杨,陈铠炀,唐霞艳,赵士龙,徐时清.Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性[J].发光学报.2015
[4].张平.硼硅酸盐微晶玻璃的制备及其在SiO_(2f)/SiO_2基体上的涂覆工艺研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[5].赵营刚,石冬梅,王晓峰.Tb~(3+)掺杂氟硅酸盐微晶玻璃的制备及性能研究[J].中国陶瓷.2015
[6].李雪敏.低铝硅酸盐体系中Ca-Mg硅酸盐微晶玻璃的析晶效应研究[D].华侨大学.2012
[7].李雪敏,俞平利,吴祖云.Ca-Mg硅酸盐微晶玻璃强化效应的研究[J].陶瓷学报.2011
[8].苏文娟,高占勇,李保卫.低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的制备[J].内蒙古科技大学学报.2011
[9].苏文娟.低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的研究[D].内蒙古科技大学.2011
[10].李晨霞,韦萍,尹雷,叶仁广,华有杰.Ti~(4+)掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的光谱特性[J].发光学报.2011