用溶胶-凝胶法制备Y_2O_3-SiO_2:Tb^(3+)发光材料

采用溶胶-凝胶法制备了Y2O3-SiO2∶Tb3+发光材料。研究了Tb3+浓度、Y2O3和SiO2配比、烧结温度、烧结时间对发光强度的影响及其发光行为。

室温下锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料对甲醛气体传感特性的研究

采用水热法合成了一种锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)的高性能甲醛传感器.通过XRD、SEM、EDS和XPS分析了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的结构、形貌以及组成成分.通过表征结果发现,锰元素掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)使得Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)颗粒分布更加均匀,表面氧空位缺陷增多,有可能提供更多的活性位点来吸附甲醛气体,增强了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)的气敏性能.气敏测试结果表明:基于锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的甲醛传感器相比Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)不仅具有高灵敏度和良好的选择性,而且能够在室温下表现出快速的响应和恢复特性.最后讨论了锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)对甲醛气敏性增强的传感机制,进一步说明基于锰掺杂Y(OH)_(3)/Fe_(2)O_(3)复合材料的甲醛传感器在实际应用中的潜在价值.

Y_2O_2S纳米晶中Tb^(3+)发光的浓度猝灭

制备了Tb^(3+ )浓度不同而粒径相同的一系列纳米晶Y2 O2 S。由于表面态对发光的猝灭作用 ,Tb3 + 离子5D3发光的寿命与体材料比较明显缩短。研究了5D3和5D4 能级发光的浓度猝灭 ,发光强度与浓度的关系以及发光的衰减曲线都表明 :5D3的浓度猝灭是电偶极 电偶极相互作用引起的 ,而5D4 的浓度猝灭是交换相互作用引起的。

Ce^(3+)和Tb^(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce3+和Tb3+掺杂的BaO-La2O3-B2O3-SiO2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱。实验结果表明:由于Ce3+在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce3+后吸收截止边明显红移;掺Ce3+的BaO-La2O3-B2O3-SiO2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410nm附近的宽带,对应于Ce3+的5d-4f跃迁;由于SiO2比B2O3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利于提高玻璃中Ce3+的含量,从而增强发光强度;对Ce3+和Tb3+共掺玻璃,Ce3+和Tb3+在波长200～311nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb3+的发光有所减弱;Ce3+和Tb3+在311～444nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce3+和Tb3+之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce3+强烈敏化Tb3+的发光。

Eu^3＋或Tb^3＋掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Eu或Tb)掺杂浓度和不同平均粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末和体材料样品。研究发现随着粒径的减小,Y2O3∶Eu电荷迁移带的位置发生红移;并且,由于存在于近表面低结晶度环境中的Eu3+数量的增加,小粒径样品(5nm)的电荷迁移带还向长波方向发生了明显的展宽。实验中还观察到Y2O3∶Tb纳米晶激发谱中4f5d(4f8→4f75d1)跃迁吸收对应激发峰(带)的谱线形状随样品粒径变化存在较大的差异,这是由于Tb3+存在于近表面的低结晶度和颗粒内部的高结晶度两种不同环境中,Tb3+的4f5d跃迁在两种环境中对应的吸收峰位置不同,当样品粒径发生变化时Tb3+处于两种环境中的比例随之变化,造成相应吸收跃迁对应的激发峰(带)强度发生变化,并改变了激发谱的谱线形状。实验中还发现,随着Tb3+(或Eu3+)浓度的减小,Y2O3基质激子跃迁吸收的激发峰对比4f5d跃迁(或电荷迁移带)激发峰的相对强度随之增强。

MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-Y_2O_3玻璃的弹性模量

根据硬盘基板用材料的要求,制备了ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２－Ｙ２Ｏ３高弹性模量玻璃(１２０ＧＰａ)玻璃的弹性模量随组成的变化服从Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论,ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３等具有较高单位体积离解能的氧化物有利于提高玻璃的弹性模量．但玻璃弹性模量的理论计算值低于测试值．这是因为Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论没有考虑玻璃内阳离子的具体配位状态,对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３堆积密度因子的推导存在误差．因此利用Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论发展高弹性模量玻璃时应对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３等氧化物的计算进行修正．

Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉的近红外量子剪裁效应

硅材料带隙与太阳光子光谱的失配导致了比较严重的光子损失,大大降低了硅太阳能电池的效率。为了减少入射光子的损失,可以利用具有近红外量子剪裁效应的光谱转换材料来提高硅太阳能电池的效率。本研究采用溶胶凝胶法制备了Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉,并研究了其近红外量子剪裁效应。实验结果表明:在320 nm的紫外光激发下,Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉发射出Tb^(3+):5D4→~7F_j的可见光;另外,由于Tb^(3+)、Yb^(3+)离子之间的合作能量传递,得到了Yb^(3+):~7F_(5/2)→7F7/2的近红外发光。荧光寿命衰减证明Tb^(3+)到Yb^(3+)之间的确存在合作能量传递,而且存在量子剪裁效应,其中,能量传递效率为35.9%,量子剪裁效率为135.9%。由于Yb^(3+)的发射光谱与硅太阳能电池的吸收匹配,Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉有可能作为潜在的光谱转换材料应用于硅太阳能电池以提高其光电转换效率。

ZnO含量对Tb^(3+)掺杂ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃余辉性能及光致变色的影响

选择制备了Tb_(3+)掺杂的不同ZnO含量、组成为xZnO-[(100-x)/2]B_2O_3-[(100-x)/2]SiO_2(x=55,60,65,70)的ZBS玻璃。并通过光致发光光谱、余辉衰减曲线、热释光谱以及紫外-可见吸收光谱系统地研究了该玻璃系统的余辉发光特性和光致变色现象。随着ZnO含量的增加,基质玻璃中Tb^(3+)的~5D_4→~7F_5跃迁对应的余辉发光强度增大、其寿命变长。热释光谱表明ZnO含量的提高没有形成新的陷阱,而是增加了陷阶的浓度导致余辉寿命增长。光致变色实验发现:不同样品在紫外照射后其变色程度随ZnO含量增加而增加。玻璃的变色主要由色心引起,本研究中ZnO含量的增加使玻璃基质中Zn离子相关的氧空位浓度增大,从而在紫外光照射后,具有不同陷阱能级深度的色心浓度也相应增加,最终导致了所观察到的余辉特性和光致变色特性的变化结果。另外,通过对不同温度热处理后样品的透过率变化实验分析认为,陷观能级浅的色心对长余辉有贡献,能级深的将稳定存在于基质中,并对光致变色有较大贡献。

掺杂离子对白色长余辉发光材料Y_2O_2S：Tb^3＋,Eu^3＋,M^2＋(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Zr^4＋性能的影响

采用高温固相法制备了白色长余辉发光材料Y2O2S∶Tb3+,Eu3+,M2+(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Zr4+,利用X晶体衍射、发光光谱、余辉曲线和热释光曲线等对制备的材料进行表征。结果表明:掺杂离子没有改变样品晶体结构和发射峰的位置,但对其发光强度、余辉时间及陷阱深度有较大的影响。在263 nm紫外光的激发下,469 nm和626 nm的发射分别对应于Eu3+的5D2→7F0、5D0→7F2跃迁,544 nm的发射对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁,主要通过它们的混合产生白光。掺杂不同二价离子样品的余辉性能按Mg2+、Sr2+、Ca2+、Ba2+的顺序递减,其中掺杂Mg2+的样品,色度坐标为(0.29,0.32),陷阱深度为1.17 eV,余辉时间长达320 s(≥1 mcd/m2),表现出最佳的发光性能。

Y_2O_3掺杂CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的研究

在CaO-Al2O3-SiO2(CAS)系统微晶玻璃中引入稀土氧化物Y2O3,结合XRD、SEM等测试手段,研究了Y2O3的引入对微晶玻璃烧结过程、微观结构以及性能的影响。实验结果表明:随着Y2O3的引入,微晶玻璃烧结温度降低,烧结时间变短。当Y2O3质量分数为3.25%时,CAS微晶玻璃具有最佳的制备工艺和最好的力学性能。

Y_2O_3对CaO-MgO-SiO_2系可溶性陶瓷纤维析晶性能的影响

利用DTA、XRD研究了Y_2O_3的添加对CaO-MgO-SiO_2系陶瓷纤维析晶行为的影响。根据Ozawa和Kissinger法对系统中析晶活化能的计算结果表明,少量Y_2O_3的添加并没有改变材料中析出的晶相种类,但是可以提高玻璃化转变温度和析晶温度,增大晶相的析晶活化能,从而能够在一定程度上抑制材料中晶相的析出。

Three-photon-excited fluorescence of Tb^(3+)-doped CaO-Al_2O_3-SiO_2 glass by femtosecond laser irradiation

A near infrared to visible blue, green, and red upconversion luminescence in a Tb^3＋-doped CaO-Al2O3-SiO2 glass was studied, which was excited using 800 nm femtosecond laser irradiation. The upconversion luminescence was attributed to ^5D3→^7F5, ^5D3→^7F4, ^5D3→^7F3, ^5D4→^7F6, ^5D4→^7F5, ^5D4→^7F4, and ^5D4→^7F3 transitions of Tb^3＋. The relationship between upconversion luminescence intensity and the pump power indicated that a three-photon simultaneous absorption process was dominant in this upconversion luminescence. The intense red, green, and blue upconversion luminescence of Tb^3＋-doped CaO-Al2O3-SiO2 glass may be potentially useful in developing three-dimensional display applications.

SrO-ZnO-B_2O_3-SiO_2-M_2O_3(M=Y,La,Gd)玻璃的制备和发光

采用传统熔体冷却技术制得了新型SrO-ZnO-B2O3-SiO2-M2O3(M=Y,La,Gd)发光玻璃。对玻璃密度、紫外-可见光区的透过性能以及荧光发射进行了检测。结果表明:SrO-ZnO-B2O3-SiO2(SZBS)玻璃在可见光区具有高透过性能,稀土氧化物的引入增强了玻璃在可见光区的透过率。SZBS玻璃的激发主峰位于221nm附近,发射光谱则是峰值位于410、475和502nm附近的宽带,且蓝绿光强于紫外光发射,紫外光和蓝绿光发射分别归属于ZnO激子复合发光、Zn间隙原子的复合发光以及电子和深俘获的空穴复合发光。在SZBS玻璃组成中引入稀土氧化物造成激发峰红移并能增强玻璃的蓝绿光发射。

Sm^(3+)/Ce^(3+)/Tb^(3+)共掺CaO-B_2O_3-SiO_2发光玻璃的制备及发光性能研究

采用高温熔融法制备了Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂的CaO-B2O3-SiO2发光玻璃材料,并用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其发光性能进行了研究。发射光谱表明,在374nm激发下,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的发射光谱中同时观测到了红橙光、蓝光和绿光的发射带,这些发射带的混合实现了白光发射。此外,在Sm2O3和Tb4O7含量不变的情况下,随着CeO2含量的减小,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂发光玻璃的发光颜色在白光区逐渐由蓝光区附近过渡到黄光区附近。

燃烧法制备Y_2Zr_2O_7:Tb^(3+)纳米晶及其发光性质研究

以甘氨酸作燃烧剂采用燃烧法制备Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶粉末。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计对Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶的相结构、形貌和发光性质进行研究。结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构。发光光谱的测试表明:Tb3+呈现其特征绿色发射,最强峰位于542nm处。Tb3+的掺杂摩尔浓度在0.5%~6%的范围内,3%为最佳掺杂浓度。

Y_2O_3掺杂对Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5(ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y3+离子会加强玻璃中P-O-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1.5wt%时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1.5wt%时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1.5wt%时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3(PO4)2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3(PO4)2的析出量。

Y_2O_3对高分子网络凝胶法制备Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃性能的影响

以丙烯酰胺、N,N′亚甲基双丙烯酰胺、碳酸锂、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,采用高分子网络凝胶法成功地制备出多组分氧化物Li2OAl2O3SiO2(LAS)微晶玻璃超微粉末,并掺杂了稀土氧化物Y2O3。将粉体压制烧结得到微晶玻璃块体。用IR,XRD,SEM等测试手段研究了掺杂对微晶玻璃组织与性能的影响,测定了微晶玻璃的热膨胀系数。实验表明:Y2O3使微晶玻璃的相变温度降低到900℃;掺杂后微晶玻璃的粒径减小;高分子网络凝胶法制备的Li2OAl2O3SiO2(LAS)微晶玻璃热膨胀系数达到107数量级,掺Y2O3使Li2OAl2O3SiO2(LAS)微晶玻璃的热膨胀系数提高。

Tb^(3+)掺杂的Y_2(C_2O_4)_3-SiO_2的结构和性质研究

利用溶胶-凝胶法和沉淀法相结合的方法以及高温焙烧法,制备了以Y2(C2O4)3-SiO2为基质掺杂稀土离子Tb3+掺杂的无机发光材料。TG-DTA、IR和荧光光谱研究了材料的结构和发光性质。TG-DTA谱图表明,400℃时材料中的水、乙醇及其它挥发性组分已除净,草酸钇开始分解。IR光谱显示,Si-O-Si、O-Si-O是发光材料的主要结构,并不随退火温度的升高而变化。激发光谱和发射光谱表明,在613nm监测波长下,测得最佳激发波长为273nm;最适pH为pH=4时;最佳退火温度为200℃。

Y2O3对Na2O-BaO-CaO-B2O3-SiO2封接玻璃析晶的影响

中温固体氧化物燃料电池在新能源发展领域中占据重要的地位,而良好的封接玻璃对于其商业化发展影响显著,以Na2O-BaO-CaO-B2O3-SiO2封接玻璃为基础,结合热膨胀曲线、物相分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段,探究Y2O3对其析晶行为的影响。结果表明,Y2O3的引入对于Na2O-BaO-CaO-B2O3-SiO2封接玻璃的热膨胀系数影响较小,均处于11.0-11.6×10^-6℃-1之间,但根据其含量的变化与温度转变点的关系,Y2O3有助于提高玻璃的稳定性;XRD的结果显示,Y2O3的引入有利于析出Ba1.55Ca0.45SiO4晶体,同时抑制Ba0.9Ca0.1SiO3晶体的生成,再结合SEM可知Y2O3的引入有利于细化晶粒,促进单一晶体的析出,且Ba1.55Ca0.45SiO4晶粒形貌呈片状生长,Ba0.9Ca0.1SiO3晶体呈柱状生长。根据Y2O3-Na2O-BaO-CaO-B2O3-SiO2封接玻璃的热稳定性及其与半电池间的断面可知,当封接玻璃中Y2O3含量为1mol%时,其与固体氧化物燃料电池间的结合性良好。

AI_2O_3-SiO_2:Tb^(3+)发光材料的溶胶-凝胶合成及发光特性

采用溶胶 -凝胶 (sol-gel)法低温合成了AI2 O3-SiO2 :Tb3+绿色发光材料 ,研究了AI2 O3和SiO2 配比、Tb3+浓度、烧结温度、烧结时间对光强度的影响 。