●目 錄 章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 稀土離子概述 1 1.2.1 稀土離子簡介 1 1.2.2 稀土離子的發光 3 1.2.3 稀土離子間的相互作用 5 1.3 白光LED及其應用 6 1.3.1 白光LED概述 6 1.3.2 白光LED的發光原理 7 1.3.3 白光LED的實現方式 8 1.3.4 白光LED的研究意義 9 1.4 稀土摻雜上轉換發光 9 1.4.1 上轉換發光材料的研究意義 9 1.4.2 上轉換發光過程與發光機制 10 1.4.3 影響上轉換發光效率的因素 11 1.5 熒光溫度傳感 12 1.5.1 熒光溫度傳感的研究意義 12 1.5.2 熒光溫度傳感器的分類 13 1.5.3 基於FIR技術的測溫現狀與存在的問題 14 1.6 發光玻璃與玻璃陶瓷發光材料 15 1.6.1 發光玻璃 15 1.6.2 玻璃陶瓷發光材料 16 1.6.3 發光玻璃與玻璃陶瓷發光材料的制備方法 17 參考文獻 18 第2章 白光LED用ZnO-SrO-P2O5（SZP）體繫磷酸鹽玻璃結構及其發光 性能 25 2.1 引言 25 2.2 玻璃組成對SZP玻璃形成能力的影響 25 2.2.1 K2O對SZP玻璃形成能力的影響 26 2.2.2 B2O3對SZP玻璃形成能力的影響 27 2.2.3 Al2O3對SZP玻璃形成能力的影響 28 2.2.4 Sb2O3對SZP玻璃形成能力的影響 29 2.3 不同P2O5含量磷酸鹽玻璃的結構和性能研究 30 2.3.1 不同P2O5含量磷酸鹽玻璃的結構研究 30 2.3.2 不同P2O5含量磷酸鹽玻璃的熱穩定性研究 33 2.3.3 不同P2O5含量磷酸鹽玻璃的析晶特性研究 36 2.4 單摻離子SrO-ZnO-P2O5-K2O（SZPK）玻璃的發光性能研究 40 2.4.1 玻璃的制備和組成 40 2.4.2 單摻離子SZPK玻璃的發光性能研究 41 2.5 雙摻離子SrO-ZnO-P2O5-K2O（SZPK）玻璃的發光性能研究 47 2.5.1 玻璃的制備和組成 47 2.5.2 雙摻離子SZPK玻璃的發光性能研究 48 2.6 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能與能量傳遞研究 51 2.6.1 玻璃的組成 51 2.6.2 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 52 2.6.3 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 57 2.7 Tm3+/Tb3+/Mn2+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能與能量傳遞研究 60 2.7.1 玻璃的組成 60 2.7.2 Tm3+/Tb3+/Mn2+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 61 2.7.3 Tm3+/Tb3+/Mn2+共摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 65 參考文獻 68 第3章 白光LED用Tm3+/Dy3+雙摻ZnO-SrO-P2O5-TiO2體繫磷酸鹽玻璃 73 3.1 Tm3+/Dy3+雙摻磷酸鹽玻璃的組成 73 3.2 Tm3+/Dy3+雙摻磷酸鹽玻璃的發光性能與能量傳遞研究 73 3.2.1 Tm3+/Dy3+雙摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 73 3.2.2 Tm3+/Dy3+雙摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 78 3.3 Dy3+/Tm3+雙摻磷酸鹽玻璃的發光性能與能量傳遞研究 80 3.3.1 Dy3+/Tm3+雙摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 80 3.3.2 Dy3+/Tm3+雙摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 81 參考文獻 84 第4章 白光LED用不同離子摻雜Na2O-CaO-P2O5-B2O3-ZrO2體繫磷酸鹽玻璃 85 4.1 引言 85 4.2 Eu3+離子摻雜磷酸鹽玻璃 85 4.2.1 Eu3+離子摻雜磷酸鹽玻璃的結構研究 86 4.2.2 Eu3+離子摻雜磷酸鹽玻璃的發光性能研究 88 4.3 Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃 92 4.3.1 Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 92 4.3.2 Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 95 4.3.3 Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的I-H模型分析 97 4.4 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃 99 4.4.1 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 100 4.4.2 Tm3+/Tb3+/Sm3+共摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞研究 102 4.5 Tm3+/Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃 105 4.5.1 Tm3+/Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的制備 105 4.5.2 Tm3+/Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的結構研究 106 4.5.3 Tm3+/Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的熱分析研究 108 4.5.4 Tm3+/Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 111 參考文獻 115 第5章 白光LED用稀土共摻Na2O-ZnO-P2O5-B2O3體繫磷酸鹽玻璃 118 5.1 引言 118 5.2 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的組成、結構和性能 118 5.2.1 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的制備和組成 118 5.2.2 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的結構研究 119 5.2.3 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的熱分析研究 121 5.2.4 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能研究 123 5.2.5 Tm3+/Dy3+共摻磷酸鹽玻璃的能量傳遞分析 126 參考文獻 130 第6章 稀土摻雜磷硼酸鹽玻璃及玻璃陶瓷的下轉換發光和光學測溫研究 132 6.1 Tb3+/Eu3+共摻Na2O-ZnO-P2O5-B2O3體繫磷酸鹽玻璃 132 6.1.1 Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的制備與組成 132 6.1.2 Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的結構研究 132 6.1.3 Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的發光性能及能量傳遞研究 134 6.1.4 Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的I-H模型分析 138 6.1.5 Tb3+/Eu3+共摻磷酸鹽玻璃的光學測溫研究 139 6.2 Tb3+/Eu3+共摻Na2O-CaO-P2O5-B2O3-ZrO2體繫磷硼酸鹽玻璃 141 6.2.1 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃的制備與組成 141 6.2.2 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃的發光性能研究 141 6.2.3 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃的能量傳遞研究 144 6.2.4 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃的熒光溫敏特性研究 146 6.3 Tb3+/Eu3+共摻Na2O-CaO-P2O5-B2O3-ZrO2體繫玻璃陶瓷 147 6.3.1 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃陶瓷的制備和化學組成 147 6.3.2 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃陶瓷的微觀結構研究 147 6.3.3 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃陶瓷的發光性能與能量傳遞研究 149 6.3.4 Tb3+/Eu3+共摻磷硼酸鹽玻璃陶瓷的熒光溫敏特性研究 151 參考文獻 153 第7章 白光LED用稀土摻雜NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的制備與性能 155 7.1 引言 155 7.2 稀土三摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷 155 7.2.1 稀土三摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的組成與制備 155 7.2.2 稀土三摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的結構 156 7.2.3 稀土單摻NaZnPO4玻璃和NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的吸收光譜及Judd-Ofelt理論計算分析 158 7.2.4 稀土單摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的激發光譜及發射光譜 162 7.2.5 熱處理對樣品吸收光譜、發射光譜和熒光壽命的影響 163 7.2.6 稀土三摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的發射光譜、熒光壽命和能量傳遞 165 7.2.7 稀土三摻NaZnPO4納米透明玻璃陶瓷的色度坐標及色溫 167 參考文獻 168 第8章 Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷制備與光學性能研究 170 8.1 引言 170 8.2 Tm3+/Dy3+雙摻Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷 170 8.2.1 Tm3+/Dy3+雙摻Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷的制備 170 8.2.2 Tm3+/Dy3+雙摻Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷的結構 171 8.2.3 Tm3+/Dy3+雙摻Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷的光學特性 173 8.2.4 Tm3+/Dy3+雙摻Ca5(PO4)3F納米透明玻璃陶瓷的能量傳遞 176 參考文獻 180 第9章 稀土摻雜磷硼酸鹽玻璃及玻璃陶瓷的上轉換發光和光學測溫性能 182 9.1 Yb3+/Er3+共摻Na-Zn-P-B體繫玻璃與玻璃陶瓷 182 9.1.1 Yb3+/Er3+共摻Na-Zn-P-B體繫玻璃與玻璃陶瓷的制備 182 9.1.2 Yb3+/Er3+共摻Na-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的結構研究 183 9.1.3 Yb3+/Er3+共摻Na-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的上轉換發光 186 9.1.4 Yb3+/Er3+共摻Na-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的光學測溫性能 190 9.2 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷 192 9.2.1 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃與玻璃陶瓷的制備 192 9.2.2 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的結構研究 193 9.2.3 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的熱分析研究 196 9.2.4 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的上轉換發光研究 198 9.2.5 Yb3+/Er3+共摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的光學測溫性能 202 9.3 Yb3+/Tb3+/Ho3+三摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷 204 9.3.1 Yb3+/Tb3+/Ho3+三摻K-Zn-P-B體繫玻璃與玻璃陶瓷的制備 204 9.3.2 Yb3+/Tb3+/Ho3+三摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的結構研究 205 9.3.3 Yb3+/Tb3+/Ho3+三摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的上轉換發光 207 9.3.4 Yb3+/Tb3+/Ho3+三摻K-Zn-P-B體繫玻璃及玻璃陶瓷的光學測溫性能 211 9.4 雙摻Yb3+/Er3+的Ca5(PO4)3F玻璃陶瓷 213 9.4.1 雙摻Yb3+/Er3+的Ca5(PO4)3F玻璃陶瓷的制備 213 9.4.2 雙摻Yb3+/Er3+的Ca5(PO4)3F玻璃陶瓷的上轉換發光 213 9.4.3 雙摻Yb3+/Er3+的Ca5(PO4)3F玻璃陶瓷的光學測溫特性 218 參考文獻 219 附錄 部分術語中英文對照 222
內容簡介
本書以作者承擔的國家自然科學基金項目、廣西自然科學基金項目及作者多年來在發光玻璃與玻璃陶瓷材料研究開發方面取得的科研成果為基礎，較繫統地總結了靠前外在玻璃科學研究方面和光致發光玻璃與納米透明玻璃陶瓷材料方面的近期新成果，具體內容包括：稀土離子的發光及其相互作用，白光LED的發光原理及其實現方式，熒光溫度傳感的原理及其應用現狀，稀土離子的能量轉換，稀土摻雜發光玻璃與納米透明玻璃陶瓷材料的研究現狀、應用領域及發展方向。本書可供材料、電子、能源、環境、生物、醫學等領域從事科學研究、新材料開發、生產和管理的科技工作者閱讀與參考，也可作為材料科學與工程專業、無機非金屬材料工程專業、功能材料專業、新能源材料與器件專業的本科生和研究生的教學參考書。
