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钐掺杂的MAS系微晶玻璃的制备及性能研究

作　者: 周小欢
导　师: 张洪波
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃热处理稀土离子
分类号: TQ171.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微晶玻璃作为新型结构和功能材料,以其优良的光、电、磁、化学等性能在国防尖端技术、机械制造、微电子技术等领域都得到了广泛的应用。本文阐述了MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的制备方法及性能研究。采用熔融和退火技术合成出MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,并掺杂稀土Sm3+离子。实验中以TiO2作为晶核剂,根据DSC结果制定出玻璃的晶化热处理制度。根据XRD曲线可知,随着热处理温度的升高,主晶相未发生变化,仍为Mg2Al4Si5O18。采用UV-Vis-NIR分光光度计测定钐掺杂MgO-Al2O3-SiO2系玻璃及微晶玻璃的光透过率,随着晶化热处理温度的升高,光透过率逐渐降低。在可见光区域内光波段透过率为40%-81%。在近红外区域内光波段透过率为50%-83%。采用SEM观察微晶玻璃的形貌,利用比例尺估算出晶粒尺寸为10-20nm。测量了基质玻璃和微晶玻璃的荧光光谱,稀土离子在微晶玻璃中的发光性能强于基质玻璃。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-24
  1.1 微晶玻璃的概念  8
  1.2 微晶玻璃的介绍  8
  1.3 微晶玻璃的发展  8-10
    1.3.1 MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的发展  9-10
  1.4 微晶玻璃的性质  10-12
    1.4.1 化学性质  10
    1.4.2 热学性质  10-11
    1.4.3 电学性质  11
    1.4.4 力学性质  11-12
    1.4.5 密度  12
  1.5 微晶玻璃的特点  12-13
  1.6 微晶玻璃的种类  13-16
    1.6.1 碱及碱土金属氧化物铝硅酸盐微晶破璃  14-15
    1.6.2 碱及碱土金属氧化物硅酸盐微晶玻璃  15
    1.6.3 硼酸盐、硼硅酸盐微晶玻璃  15-16
    1.6.4 磷酸盐微晶玻璃  16
  1.7 微晶玻璃的制备方法  16-19
    1.7.1 熔融晶化法  16-17
    1.7.2 烧结法  17-18
    1.7.3 溶胶-凝胶法  18-19
  1.8 微晶玻璃的应用  19-20
  1.9 稀土发光材料  20-23
    1.9.1 稀土元素的组成  20
    1.9.2 稀土元素的性质  20-21
    1.9.3 稀土元素的发光机理  21-22
    1.9.4 稀土元素发光的优点  22-23
  1.10 本文研究的主要内容及目的  23-24
第二章实验原理及实验所需仪器、试剂  24-30
  2.1 实验原理  24
  2.2 MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃工艺流程  24-25
  2.3 MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的热处理  25-26
  2.4 实验配料分析  26-27
    2.4.1 基础玻璃配料分析  26-27
    2.4.2 稀土氧化物分析  27
  2.5 实验测试仪器  27-28
  2.6 实验设备  28
  2.7 实验试剂  28
  2.8 实验过程  28-30
    2.8.1 配置原料  28-29
    2.8.2 玻璃熔制  29
    2.8.3 玻璃成型与退火  29
    2.8.4 玻璃的加工及检测  29-30
第三章热处理温度对MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶的影响  30-37
  3.1 引言  30
  3.2 基质玻璃的组成  30-31
  3.3 差示扫描量热分析(DSC)  31-32
  3.4 X射线衍射分析(XRD)  32-33
  3.5 扫描电镜分析(SEM)  33-35
  3.6 透过率分析  35-36
  3.7 本章小结  36-37
第四章热处理时间对MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶的影响  37-43
  4.1 引言  37
  4.2 基质玻璃的组成  37
  4.3 差示扫描量热分析(DSC)  37-39
  4.4 X射线衍射分析(XRD)  39
  4.5 扫描电镜分析(SEM)  39-41
  4.6 光透过率分析  41-42
  4.7 本章小结  42-43
第五章 Sm_2O_3掺杂MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的制备及表征  43-50
  5.1 引言  43
  5.2 基质玻璃的组成  43
  5.3 差示扫描量热分析(DSC)  43-44
  5.4 X射线衍射分析(XRD)  44-45
  5.5 扫描电镜分析(SEM)  45-47
  5.6 光透过率分析  47-48
  5.7 荧光光谱分析  48-49
  5.8 本章小结  49-50
结论  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-54

钐掺杂的MAS系微晶玻璃的制备及性能研究

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