CeO2对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光和耐辐照性能的影响.pdf

祖成奎等：CeOz对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光和耐辐照性能的影响 1761 Ce02对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光和耐辐照性能的影响。 祖成奎，王衍行，陈 江，刘永华，赵慧峰，韩 滨 (中国建筑材料科学研究总院石英与特种玻璃研究所，北京100024) 摘 要： 采用高温熔制工艺制备出Tb3+掺杂硅酸盐稀土氧化物纯度为99．99％，其它原料为分析纯试剂。 玻璃，研究了Ce02对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光和耐 将配合料按一定比例混合均匀，用铂金坩埚在1550～ 辐照性能的影响。结果表明，Ce3+的激发带与Tb3+的 1580℃下熔制4～6h。试样浇注成形后在马弗炉中退 激发带部分重叠，使激发Tb3+离子发光的能量减少， Tb3+离子在550nm的发光被淬灭；激发停止后，Ce3十／． 10mm的试样。 Ce4十减少了由陷阱中逃选出的空穴和电子的直接复合 F- 玻璃试样的发射光谱分别采用日本Hitachi 而传递给Tb3+的激发能量，Tb3+发光余辉缩短。通 过铈离子价态变化：Ce4++e掣Ce3+，Ce02引入可 和电流6mA)测定。玻璃试样的发光余辉的测定是用 以减少辐照对基础玻璃和Tb3+的损伤。综合考虑发 Xe灯光源，由光电倍增管接收衰减信号，经瞬态(波 光和辐照稳定性，Tb3+掺杂硅酸盐玻璃中CeOz的引 形)转换器取样，送至X—Y函数记录仪自动记录。将 入量应控制在0．4％0．8％(质量分数)。 关键词：硅酸盐玻璃；稀土离子掺杂；辐照；发光 进行丫射线照射来进行耐辐照性能测试，试样离板源 中图分类号：TQl71．73 文献标识码：A 文章编号：1001-973lf2010}10一1761—04 旋共振(ESR)谱确定发光玻璃内色心的产生及其种 1 引 言 稀土掺杂玻璃是一种新型的发光材料，与其它类 中心磁场0．32T，扫描宽度0．04T，微波功率3mW。 型的发光材料相比，具有发光均匀、理化性能稳定、制 3结果与讨论 备成本低、可制作大尺寸和异形器件等优点，在光通 信、上转换激光和发光及非线性光学等领域中受到充 3．1 CeO：对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光性能的影响 分重视和应用[1‘3】。在稀土掺杂发光玻璃中，由于 Tb3+掺杂硅酸盐玻璃具有较高的发光强度，在高能射 线成像和辐射检测等领域具有诱人的应用前景，材料 子而以三价或四价态存在，Ce3+离子处于激活状态，而 工作者对于该种玻璃的研究和开发格外关注[4_7]。Ce什离子属于非激活离子。在空气中熔制的硅酸盐玻 Tb3+掺杂硅酸盐玻璃在实现其发光功能的同时，必须 始终处于辐照激发状态。为保证Tb3+掺杂硅酸盐玻 在论文研究的Tb3+掺杂硅酸盐玻璃中，分别加入 璃的发光性能稳定，需要提高其耐辐照损伤性能。目 前，一般通过向基础玻璃中掺杂稳定剂来改善耐辐照 量来代替，玻璃其它组分的含量不变。图1是Tb3+掺 性能，常见的稳定剂有Ce02、Fe20。、TiO：和Mn03 等，其中Ceoz对提高玻璃的耐辐照稳定性较为有 长处发光强度与CeO：含量的关系曲线。可以看出， 效口’1…。为此，作者研究了CeO：对Tb3+掺杂硅酸盐