掺镱硅酸盐玻璃的光谱性质

采用高温熔融工艺制备了掺Yb^3＋硅酸盐玻璃。测试了玻璃的吸收光谱和荧光光谱,计算并分析了Yb^3＋离子在975nm附近的吸收截面和积分吸收截面随掺杂浓度的变化趋势。玻璃光谱曲线表明：吸收主峰位于975nm,在900—960nm范围内有一个弥散的吸收峰,中心波长为930nm;荧光主峰位于975nm,荧光次峰位于1010nm。综合其性能表明实验中硅酸盐玻璃的最佳Yb^3＋掺杂浓度为4mol%。     

硼硅酸盐玻璃的电子辐照效应

在高放废物长期地质处置过程中,作为第一层工程屏障的固化体玻璃会受到持续的电子辐照,研究其电子辐照效应对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。在透射电子显微镜(TEM)上对硼硅酸盐玻璃样品进行原位电子辐照实验。在电子束的作用下,两种硼硅酸盐玻璃均很快发生相分离现象,这主要是由于电离作用导致Na的迁移或逃逸引起网络体结构重组的结果。引入简单的结构模型解释了两种不同组分硼硅酸盐玻璃相分离的不同,结果表明,相分离的不同与玻璃组分中Na成分的多少密切相关。     

辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能变化

为了模拟研究高放废物玻璃固化体在处置过程中因辐照导致的机械性能变化,本文采用5 MeV Xe离子和1.2 MeV电子辐照硼硅酸盐玻璃,利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量,并利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱测试,研究了辐照导致玻璃机械性能变化的微观机理.结果表明:当能量沉积达到6.6×10~(21)keV/cm~3时,Xe离子辐照样品的硬度和模量下降都达到饱和,其中硬度下降约24%,模量下降约7.4%;电子辐照后样品的硬度和模量也有轻微下降,但在实验所用剂量范围内硬度和模量下降未出现饱和现象,当吸收剂量达到最大值(1×10~9 Gy)时,硬度和模量分别下降约4.7%和2.9%.分析表明:Xe离子辐照后样品的恢复阻力增大,韧性提高,整体机械性能提升,而电子辐照后样品的机械性能无明显变化.研究结果证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积.     

掺Yb硅酸盐玻璃的热漂白性能研究

采用传统高温熔融法制备了掺Yb硅酸盐玻璃, 玻璃组成为 60SiO₂-12Al₂O₃-28CaO-1.0 mol%Yb₂O₃. 将玻璃分成两组, 一组经总剂量3 kGy的Co⁶⁰γ辐射源辐射, 另一组做空白对照. 然后测试了玻璃未辐射、辐射后及热漂白后的吸收谱和近红外发光谱. 实验结果表明: 一定的热处理会使得玻璃在辐射过程中产生的色心缺陷发生分解, 即辐射后的玻璃在300–900 nm波段的吸收系数显著地降低了, 在400 nm处未经辐射、经3 kGy辐射以及热漂白后的玻璃吸收系数分别是0.93, 2.9, 1.89 cm^-1. 另外, 玻璃的近红外发光强度明显增强, 在1028 nm处未经辐射、经3 kGy辐射以及热漂白后的玻璃近红外发光相对强度分别是588, 261, 436, 从而极大地改善了玻璃的光学性能. 所以一定的热处理可以使辐射后的玻璃产生热漂白的现象. 研究结果为进一步发展抗辐射玻璃材料提供了新的实验依据.     

高铁硅酸盐玻璃体系的穆斯堡尔研究

通过穆斯堡尔谱学研究Na₂O-Fe₂O₃-SiO₂及Na₂O-Fe₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系,由穆斯堡尔参数分析其中铁离子的状态,得到铁在这些玻璃中基本状态的大致模型。 关键词：     

Er/Yb共掺硅酸盐玻璃的光致发光

采用固相反应方法，制备了Er³⁺离子浓度为0.5 at.%，Yb掺杂浓度范围为0.0— 6.0 at.%的Er/Yb共掺激光玻璃，并对激光玻璃的吸收光谱和光致荧光光谱进行了分析.研究 结果显示，Yb³⁺掺杂对Er³⁺在980 nm附近的吸收起到了非常显著的 增强作用.在 980 nm的激光抽运下，激光玻璃在1530 nm处的光致发光强度随着Yb离子浓度 的增加而先增大后减小， 当Yb³⁺离子浓度为Er³⁺离子浓度6倍时光 致发光强度达到最大值.同时还发现了Yb³⁺对Er³⁺的光致荧光光谱 的展宽作用，并讨论了荧光光谱的展宽机理. 关键词： Er/Yb共掺玻璃 光致发光 吸收光谱     

钠硼硅酸盐玻璃粘度计算与实验

本文介绍用计算法调整钠硼硅酸盐皮玻璃粘变使与含铊钠硼硅酸盐芯玻璃粘度匹配且满足膨胀系数匹配、具有一定折射率差和比重接近等条件。实验证明,计算结果与实验测量一致。     

Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃的发光特性

采用高温熔融法制备了Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃,通过测试激发光谱和发射光谱,研究了其光谱性质.研究了玻璃组分及Dy3+掺杂浓度对发射光谱及发光强度的影响,并计算了色坐标,均位于白光区域.通过改变玻璃组分及掺杂浓度,调节黄、蓝发射峰的强度比,在387 nm长紫外光激发下实现了单一基质上有效的白光发射.     

硅酸盐玻璃和熔体结构的拉曼光谱定量解析

采用核磁共振谱和拉曼光谱对不同Na_2O浓度的系列二元钠硅酸盐玻璃进行了测定。采用精细结构Q_i~(jklm)对所得的核磁共振谱进行分峰拟合,得到不同Q_i~(jklm)结构在核磁共振谱中的化学位移和相对含量以及初级结构Q_i的相对含量。此外,通过构建系列硅酸盐玻璃和熔体中存在的团簇结构模型,采用量子化学从头计算方法模拟团簇的振动波数和拉曼活性,获取拉曼光谱散射截面函数。结果表明,开发的拉曼光谱定量方法与核磁共振方法在硅酸盐玻璃结构的解析上吻合良好,实验也表明适合高温原位检测的拉曼光谱技术可以实现硅酸盐熔体结构的定量解析。     

Eu3+掺杂硅酸盐玻璃的变温发射光谱特性

研究了从77K到670K不同基质、不同掺杂浓度下硅酸盐玻璃中Eu^3 离子在488nm激光激发下的变温荧光发射特性。发现有些样品荧光发射强度先随温度升高而增强而后又随温度升高而减弱;而有些样品的荧光发射强度在观察温度区域内随温度升高一直增强。本文用热激后、声子辅助吸收过程和无辐射能量传递过程造成的温度猝灭相互关系的机制解释了样品荧光发射强度随温度的变化关系,用同一公式拟合了这些样品的变温曲线。比较了不同激发通道的数量关系,计算了样品的温度猝灭值。     

新型掺Tb3+硅酸盐发光玻璃的研制

在数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用,其性能直接影响成像系统的性能。针对特殊用途开发了一种新型掺Tb^3 硅酸盐发光玻璃转换屏,可用于30MeV的γ光子的成像探测;在低能X光(100keV)作用下的空间分辨能力与301型发光玻璃相当,而在能量高达12MeV的X光的照射下,其空间分辨能力不低于1．5lp／mm,发光效率约为301型发光玻璃的3倍。并对其性能进行了实验研究,相应的测量结果为：SiO2的质量分数达到50％以上时才能得到玻璃性质较好的材料．并使发光性能得到提高,BaO和Cs2O的质量分数接近相等的条件下,Tb^3 离子的质量分数为10．5％时发光性能最好;适量的Gd^3 离子可以敏化Tb^3 发光,也能增加玻璃密度,而Ce^3 离子可以降低发光的余辉;其它的微量元素则主要影响玻璃的熔融温度。     

阳离子对硅酸盐玻璃激光拉曼光谱影响的研究

运用拉曼光谱技术研究了Na2O(K2O)—CaO(MgO)—SiO2,Na2O(K2O)—Al2O3—SiO2,Na2O(K2O)—B2O3—SiO2,Na2O(K2O)—PbO—SiO2和PbO—BaO—SiO2五个系统的玻璃。结果表明,阳离子对玻璃近程结构的改造会引起拉曼特征的变化。部分样品是根据古玻璃平均成分在实验室烧制的,这项研究对于运用激光拉曼光谱区分不同系统的古代硅酸盐玻璃有重要意义。     

铒镱共掺锂硅酸盐玻璃的光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+∶Yb3+共掺的锂硅酸盐玻璃,在室温下,用976 nm半导体激光器泵浦该掺铒玻璃,在1550nm波段实现强的荧光发射,中心波长为1.5399μm,荧光半宽高为57.4nm.研究结果表明,锂硅酸盐玻璃系统能接受非常高的Er3+、Yb3+掺杂率,有较宽的荧光线宽,且具有良好的化学稳定性和热稳定性,是光纤放大器用理想的候选材料.     

含水玻璃夹层状硅酸盐的合成与XRD表征

120℃时膨润土、高岭土分别用水玻璃固化，固化物晶形仍以蒙脱石、高岭石结构为主，且蒙脱石可包含更多的水玻璃成分，其固化机理为水玻璃加强了这些硅酸盐的层间作用力，讨论了新型夹层物质形成的可能。     

掺镱氟铅硅酸盐玻璃光谱性质研究

采用高温熔融法制备了组成为(80-x)SiO2·xPbO·(17~19)( R2O+RF) ·(1~3)Yb2O3（R=Li、Na、K）（mol%）的掺镱氟铅硅酸盐玻璃,测量了样品的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,利用McCumber理论计算了该玻璃系统中Yb3+离子2F5/2→2F7/2能级跃迁受激发射截面.结果表明,该玻璃在1 013 nm处的σemi为0.21×10－20 cm2,荧光有效线宽为94.8 nm,荧光寿命为2.36 ms.激光性能评价结果表明,该玻璃是实现大能量超短脉冲激光的理想材料.     

离子交换铒掺杂硅酸盐玻璃波导光放大特性

将集成光学放大器用于光纤通信系统中是人们越来越感兴趣的课题，由此导致人们寻找与此相适应的稀土掺杂玻璃材料。给出了一系列Er^3 ／Yb^3 共掺杂硅酸盐玻璃波导的制备和光谱特性的基本结果。平面和条型波导均由Ag^ -Na^ 离子交换技术制备。光谱测量显示，所有样品在1532nm都观测到了荧光发射峰．其半高谱宽为19nm。用波长为514．5nm和980nm的激光抽运，测得多数样品中Er^3 离子在亚稳态^4I13.2能级上的荧光寿命均为7ms左右。Er^3 ／Yb^3 共掺杂玻璃的上转换均低于单掺Er^3 玻璃。用250mW，波长为980nm的激光抽运3．5cm长的条形波导，在1536nm波段下得到的最大净增益是5dB，增益谱的半峰全宽是14nm。     

掺铒硅酸盐玻璃上转换发光的温度特性

研究了掺铒硅酸盐玻璃上转换发光强度随温度的变化,结果显示上转换光强随温度呈增强趋势.利用速率方程,结合与温度有关的多声子辅助激发和无辐射跃迁过程建立了理论模型,并与实验进行比较,结果相一致.讨论了峰值波长分别为534 nm和549 nm的两个波段的上转换发光强度比值与温度的关系,并给出了理论上的解释.研究结果显示掺铒硅酸盐玻璃适合于做基于峰值比的温度传感材料.     

γ辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱研究

玻璃固化体是用来固化放射性废物的硅酸盐。作为放射性废物处理的第一道工程屏障,它的耐辐照性能尤其引人注目。本工作使用硼硅酸盐玻璃模拟玻璃固化体材料,用不同剂量的γ射线辐照硼硅酸盐玻璃模拟天然放射性对固化体的辐照损伤。通过测量和分析辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱,证实了辐照后在玻璃中产生了E'缺陷,非桥氧空位色心、过氧自由基以及过桥氧联接等缺陷。此外,还得出了不同微观结构随吸收剂量的演化关系。对于辐照后产生的缺陷,它们的浓度都随吸收剂量的增加而增大。同时,发现玻璃在辐照后其吸收光谱的带隙随着剂量的增加而逐渐变窄;而当吸收剂量大于等于105 Gy时,玻璃的带隙则达到饱和值。Vitrification is one kind of silicates which is used for immobilization of high-level waste (HLW). As the first engineered barrier of HLW disposition, its anti-irradiation characteristic is particularly noticeable. Vitrification is replaced by borosilicate glass to investigate radiation effect, and the irradiation damage generated by natural radioactivity in vitrification is simulated by different doses gamma rays on borosilicate glass. By measuring and analyzing the absorption spectrum of irradiated borosilicate glasses, it is confirmed that E'defect, non-bridging oxygen hole center, peroxy dangling bond and bridge oxygen link, etc. are induced in borosilicate glass after irradiation. Furthermore, the relations between the defects and absorbed doses are shown. For the concentrations of these defects induced by irradiation, all of them increase with absorbed dose. Meanwhile, absorption band gap in borosilicate glass after irradiation decreases with absorbed dose and the band gap becomes saturated when absorbed dose is equal to or greater than 105 Gy.     

铅硅酸盐玻璃氢还原表面层最佳结构探讨

目前广泛用于制造通道电子倍增器(CEM)和微通道板(MCP)的材料是铅硅酸盐玻璃。因为这种玻璃在一定温度下经氢还原处理之后,其表面会形成一个半导体二次电子发射层。该层的结构对二次电子发射特性及CEM和MCP的增益特性有直接的影响。本文根据可得到的关于这种表面层特性的资料及二次电子发射的唯象理论,归纳出一个较完整的结构模型,并提出一个最佳结构方案。