高密度钨合金是一种以W为基体，同时加入少量的Ni，Fe等元素组成的合金。由于其具有高密度、高辐射屏蔽能力、无毒环保性、较好的强度与韧性配合成为制造辐射屏蔽件的理想材料，在核工业及核医疗中有广泛的应用。静液挤压技术是一种先进的变形加工工艺，特别是在脆性材料变形强化方面具有很大潜在优势。钨合金经静液挤压后其变形强化效果是非常明显的。和通常的钨合金变形强化工艺即旋锻工艺相比，静液挤压工艺对钨合金变形强化的优势主要体现在两个方面，其一是在变形量相同的条件下，静液挤压后钨合金的强度要高于经旋锻处理后钨合金的强度；其二是在静液挤压工艺下，特别是合理地选择挤压工艺参数后，钨合金的变形能力相对而言得到了很大幅度的提高，即对静液挤压工艺而言，仅一次挤压就能使钨合金获得60%~80%的变形量；而锻造工艺，当一次变形量超过20%时废品率就会大大提升。因此，静液挤压工艺是钨合金目前最为有效的变形强化工艺。

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对Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺掺杂钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶进行无相互作用正交实验，并对所得样品进行上转换稳态发射光谱测试，CIE坐标计算及功率曲线分析，最后提出上转换发光机理。具体结论如下： 

（1）通过上转换稳态发射光谱测试，并对正交结果进行分析，得出稀土离子浓度改变对蓝绿红三色光发光强度的影响规律。Tm³⁺离子浓度改变对上转换蓝光发射强度影响较大，Ho³⁺离子浓度改变会影响上转换绿光发射强度，上转换红光发射强度主要受到Tm³⁺、Yb³⁺离子浓度的影响。适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho³⁺离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例。 

（2）分析了泵浦功率对蓝绿红三色光发光强度的影响。随着泵浦功率的增加上转换蓝绿红三色光发光强度均有不同程度的增加，但同时三色光比例变大。因此泵浦功率的增大虽然能提高发光强度，但不利于上转换白光的输出。 

（3）根据正交实验分析结果，对掺杂稀土离子浓度进行调节，实现上转换白光输出。制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品，上转换发光测试表明三色光比例接近1:1:1，CIE坐标计算结果为（0.35,0.37），在白光发光范围内。 

（4）对Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品进行功率曲线测试。测试结果表明上转换蓝光主要为三光子能量传递过程，上转换绿光为两光子能量传递过程，上转换红光同时存在两光子和三光子能量传递过程。上转换发光机理表明蓝绿红光分别由Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆跃迁，Ho³⁺离子的⁵S₂，⁵F₄→⁵I₈、⁵F₅→⁵I₈能级跃迁产生的。蓝光、绿光和红光发光过程均为连续能量传递过程。

 

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以下为稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上装换性能的研究总结。

本课题采用高温固相法分别制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺、Zn_0.1Ca_0.9WO：Tm³⁺/Yb³⁺及Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶，对其进行结构表征及发光性能研究，具体结论如下： 

(1) 确定了Zn_xCa_（1-x）WO₄多晶的最佳基质成分为Zn_0.1Ca_0.9WO₄，即锌钙比为1:9；通过高温固相法合成Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶的最佳工艺条件为烧结温度1000℃，烧结时间3h。XRD测试表明稀土离子的掺杂并没有改变Zn_0.1Ca_0.9WO₄基质的晶格结构。随着稀土离子浓度的增加，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶和Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶紫外吸收边均先红移后蓝移，说明稀土离子浓度过大会使晶格内部能量增加，阻碍自由电子跃迁，不利于上转换发光。 

(2) Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在545nm和659nm处有明显的绿光和红光发射峰，分别对应Ho³⁺离子的⁵S₂,⁵F₄→⁵I₈和⁵F₅→⁵I₈能级跃迁。固定Yb³⁺离子浓度为4mol%时，随着Ho³⁺离子浓度的增加上转换发光强度先增大后减小，当Ho³⁺离子浓度为0.4mol%时上转换发光强度最强。Ho3+离子浓度对红绿光比例影响显著，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：1.0mol%Ho³⁺/4mol%Yb³⁺多晶的红绿光比例接近1:1。通过荧光寿命分析，绿光和红光的衰减时间分别为67µs和106µs。功率曲线测试表明上转换绿光和红光均为两光子能量传递过程。 

(3) Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶在475nm处有明显的蓝光发射峰，在650nm处有微弱的红光发射峰，分别对应Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆和¹G₄→³F₄能级跃迁。固定Tm³⁺离子浓度为2mol%时，随着Yb³⁺离子浓度的增加上转换发光强度先增大后减小，当Yb³⁺离子浓度为6mol%时上转换发光强度最强。Yb³⁺离子浓度对蓝红光比例影响显著，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：2mol%Tm³⁺/5mol%Yb³⁺多晶的蓝红光比例最大。通过荧光寿命分析，蓝光衰减时间为82µs。功率曲线测试表明上转换蓝光以三光子能量传递过程为主。 

(4) 通过无相互作用正交实验制备了一系列Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶并对其发光性能进行研究。结果表明适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho3+离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例。随着泵浦功率的增加上转换蓝绿红三色光发光强度均有不同程度的增加，但同时三色光比例变大。 

(5) 在正交实验结果的基础上制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品，上转换发光测试结果表明蓝绿红三色光比例接近1:1:1，CIE坐标计算结果为(0.35,0.37)，在白光区域范围内。功率曲线测试结果表明上转换蓝光主要为三光子能量传递过程，上转换绿光为两光子能量传递过程，上转换红光同时存在两光子和三光子能量传递过程。

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聚钨酸钠又名偏钨酸钠，它的的物理性质如下所示：化学式：Na₆O₃₉W₁₂，分子量：2968，密度：3.1g/cm3，CB号：CB1128947，CAS号：12141-67-2。
聚钨酸钠因其密度高、无毒、易配制及可循环利用等优点,在许多领域都被广泛的应用，例如地质学、土壤学及海洋生物学等领域密度分离研究中得到广泛应用。在地质学中主要应用于矿物及沉积岩的分离,为微细粒纯矿物的分离提供了一条新途径。在土壤学中主要应用于分离土壤中的团聚体大颗粒、有机质及腐殖酸等。而在海洋生物学中主要应用于分离古微生物以及有机质。且利用聚钨酸钠溶液进行密度分离具有操作流程简单、效果稳定等特点,更重要的是不改变被分离物质的物化性能。

 

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