稀土掺杂钨酸钙多晶的制备方法
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- 发布于 2015年7月15日 星期三 11:35
- 作者：xinyi
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ZnxCa(1-x)WO4多晶制备方法的选择
目前对于稀土发光材料，其基质成分主要包括玻璃盐体系，晶体材料及纳米材料。常用的制备方法有高温固相反应法、燃烧法、沉淀法、水热法等。
该实验所采用的原料为ZnO、CaO、WO3及稀土氧化物粉末，经研磨后可达到细小颗粒，且样品需要多批次重复制备。因此选用实验重复性好，引入杂质较少的高温固相反应法。首先各物质按化学计量比进行称量，然后在研钵中充分研磨4小时使其混合均匀，再进行压片处理，最后进行高温合成，所得样品即为ZnxCa(1-x)WO4多晶。工艺流程如图所示。
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稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究实验的药品与设备
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年7月15日 星期三 11:15
- 作者：xinyi
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1 实验药品
本实验所需药品及原料如表2-1所示。
2 仪器设备
本实验所需仪器设备如表2-2所示。
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稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究的国内外研究现状
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年7月15日 星期三 10:08
- 作者：xinyi
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以下为稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究中上转换发光的国内外研究现状。
随着激光技术的迅猛发展，上转换发光也越来越受到人们的关注。自从上世纪60年代上转换发光首次报到以来，各式各样的上转换发光材料不断涌现。上转换发光是指在近红外或红外光的照射下，稀土离子吸收能量发生能级跃迁从而发射出特定波长的可见光。上转换发光强度与激活离子、敏化离子浓度和基质材料种类有关。虽然稀土离子为发光主体，但基质材料所提供的晶体场环境会对稀土离子的能级跃迁和发光强度产生影响。此外，基质材料的声子能量也会影响上转换效率，一般认为氯化物声子能量较高，氟化物次之，氧化物最小。但是氧化物不稳定，氟化物稳定性最好，二者相互矛盾。因此不断寻找上转换效率高且结构稳定的基质材料已经成为学者们研究的热点。
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稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究
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- 发布于 2015年7月15日 星期三 10:54
- 作者：xinyi
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该课题选用声子能量低且结构相对稳定的Zn0.1Ca0.9WO4多晶作为上转换基质材料，以Ho3+、Tm3+离子作为激活剂，Yb3+离子为敏化剂，分别合成Ho3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+双掺及Ho3+/ Tm3+/Yb3+三掺样品。通过980nm二极管激光器的激发，研究稀土离子的浓度变化对上转换发光强度及光强比的影响，并对发光机理进行分析。具体研究内容如下：
（1）钨酸钙锌多晶工艺参数的确定及结构表征：采用高温固相法制备一系列不同Zn2+离子浓度的ZnxCa(1-x)WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶，通过上转换发光及XRD测试确定最佳锌钙比作为本实验的基质材料；在不同烧结温度和烧结时间下对样品进行烧结，通过上转换发光及XDR测试确定最佳制备工艺。利用紫外可见吸收光谱及XRD测试对稀土双掺样品进行结构表征，研究其掺杂规律。
（2）稀土双掺Zn0.1Ca0.9WO4多晶上转换发光性能研究：利用高温固相法制备了不同Ho3+离子浓度的Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/Yb3+多晶，不同Yb3+离子浓度的Zn0.1Ca0.9WO4：Tm3+/Yb3+多晶。分别对其进行上转换稳态发射光谱、荧光寿命及功率曲线测试，研究稀土离子浓度对发光强度的影响，通过功率曲线分析其发光机理。
（3）Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶上转换白光性能研究：在稀土双掺样品分析的基础上进行Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 三掺，通过无相互作用正交实验确定掺杂浓度。研究稀土离子浓度及泵浦功率的变化对蓝绿红三色光发光强度的影响。调整稀土离子的掺杂浓度及泵浦功率，最终实现上转换白光输出。通过功率曲线测试分析Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶上转换发光机理。
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稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上装换性能研究-上转换发光机理的光子雪崩过程
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- 发布于 2015年7月15日 星期三 10:00
- 作者：xinyi
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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研究中上转换发光机理的光子雪崩过程的分析。
光子雪崩过程是指随着泵浦功率不断增大，稀土离子发光中心会在某一中间能级出现大量电子布局，电子呈雪崩式增加，最后达到饱和状态。光子雪崩过程简单示意图如图1所示，电子通过光子雪崩在2能级上不断聚集，呈雪崩式增加，直到饱和。
以Pr3+：LaCl3为例，在泵浦光源的连续激发下，Pr3+离子形成3H5→3P1能级之间的激发态吸收跃迁，在激发密度较低时这个吸收过程非常弱。然而，当入射功率超过一定阈值时，Pr3+离子的3H6、3H4能级和3H5能级之间发生交叉弛豫过程，就会形成3H5能级的有效增益，产生从3P1辐射跃迁导致的荧光。该过程如图1-6所示。
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