Dy3+Tb3+摻雜鋁硼硅系統(tǒng)玻璃的析晶動力學研究

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1、v-論文分類號:2學校代碼:10708學號:1502002纖淡蚤#技AfSHAANXIENCE&TECHNOLOGYIUNVERSITYOFSCI碩士學位論文T’hesisforMastersDegree3+3+Dy/Tb摻雜鋁硼硅系統(tǒng)玻璃的析晶動力學研究宋建波指導教師姓名:郭宏偉副教授學科名稱:材料科學與工程論文提交日期:2018年3月論文答辯日期:2018年5月學位授予單位:陜西科技大學申請工學碩士學位論文論文題目:3+3+Dy/Tb摻雜鋁硼硅系統(tǒng)玻璃的析晶動力學研究學科門類:工學一級學科:材料科學與工程培養(yǎng)單位

2、:材料科學與工程學院碩士生:宋建波導師:郭宏偉副教授2018年5月3+3+StudyonCrystallizationKineticsofDy/TbdopedaluminumborosilicateglassAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJianboSongSupervisor:HongweiGuoMay20183+3+Dy/Tb摻雜鋁硼硅系統(tǒng)玻璃的析

3、晶動力學研究摘要近幾十年來,隨著通訊、激光等新技術(shù)的迅速發(fā)展,人們對磁光材料的需求和研究也更加深入,因此一系列磁光材料和器件涌現(xiàn)而出。本論文基體3+3+玻璃組成選用鋁硼硅系統(tǒng),控制改變Dy和Tb的摻雜量,此方法制備的玻璃具有磁光特性,屬磁光玻璃的一種。旨在探討一種高性能磁光玻璃,同時對其進行析晶動力學研究,分析其析晶行為。本論文的主要研究內(nèi)容如下:3+3+首先采用高溫熔融冷卻工藝,制備出不同濃度Dy/Tb摻雜鋁硼硅系統(tǒng)玻璃。通過對制得的玻璃進行差示掃描量熱分析,確定玻璃的析晶峰溫度。在析晶放熱峰溫度下進行保溫處理,得到析出晶體。根據(jù)Kissinger方程,計算不同稀土離子摻量的析晶動力學

4、參數(shù)和轉(zhuǎn)變動力學參數(shù)。計算可知:當3+3+Dy/Tb離子摻雜濃度為25mol%時,對應(yīng)玻璃的析晶活化能和玻璃轉(zhuǎn)變活3+化能分別為:532.79kJ/mol和413.22kJ/mol。平均析晶指數(shù)為0.8;隨著Tb離子摻雜濃度增加到33mol%時,其析晶活化能和轉(zhuǎn)變活化能分別為:327.83kJ/mol和323.82kJ/mol。對比以上參數(shù)得知,隨著稀土離子摻雜量的增大,對應(yīng)的玻璃析晶活化能和轉(zhuǎn)變活化能均減小,說明稀土離子濃度越大,玻璃越不穩(wěn)定。對制得的不同稀土離子摻量磁光玻璃進行保溫處理使其析晶,對比析晶前后的膨脹系數(shù)、密度、化穩(wěn)性等。首先對析出的晶體進行X射線衍射分析,確定析出的晶體

5、主要為TbBO3,然后對玻璃析晶前后進行膨脹測試,發(fā)3+3+現(xiàn)析晶前后隨著Dy/Tb離子摻雜量的增大,膨脹系數(shù)α逐漸減小,密度逐漸增加,析晶后的膨脹系數(shù)和密度整體大于析晶前的;玻璃析晶前的耐酸性大于析晶后的耐酸性,析晶后的耐堿性大于析晶前的耐堿性。對玻璃析晶前后的光學性能進行研究,發(fā)現(xiàn)玻璃樣品的Verdet常數(shù)的3+3+3+絕對值與Dy/Tb離子含量呈正線性函數(shù),即Tb含量越高玻璃的磁光效應(yīng)越明顯;玻璃析晶前的激發(fā)強度和發(fā)光強度大于析晶后的,在375nm激3+發(fā)下基質(zhì)玻璃的發(fā)光強度隨著Tb離子含量的增加先增加后降低。在紫外光3+照射下,含Tb離子的玻璃析晶前后皆表現(xiàn)出發(fā)黃綠光。I通過對磁

6、光玻璃進行析晶動力學研究分析,以及分析對比析晶前后的物化性能、光學性能,對在磁光玻璃在實際生產(chǎn)中有很好的參考意義。關(guān)鍵詞:磁光玻璃,析晶動力學,活化能II3+3+StudyonCrystallizationKineticsofDy/TbdopedaluminumborosilicateglassABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofnewtechnologiessuchaslaser,computer,informationandopticalfibercommunication,theresearchandapplicationofmagn

7、eto-opticaleffecthasbeendevelopingtothedepthandbreadth.Somanynewmagneto-opticalmaterialsandmagneto-opticaldeviceshaveemerged.Inthispaper,aluminumborosilicateglassisselectedasmatrix3+3+glasswithdifferentcontentofDyandTb

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