Y2O3-Er3+,Yb3+透明陶瓷的制備與發(fā)光性能的研究.pdf

1、透明陶瓷作為一種新型光學(xué)材料，除了有良好的光學(xué)性能之外，還具有耐高溫高壓、耐腐蝕、高強(qiáng)度和高硬度等一系列優(yōu)秀性能。與光學(xué)玻璃相比，透明陶瓷有更好的高溫穩(wěn)定性；在形狀和大小上的可控性又讓其比晶體材料有著更廣泛的實(shí)用領(lǐng)域。立方晶系的Y2O3擁有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、光學(xué)透過范圍寬、聲子能量低和稀土離子摻雜濃度高等特點(diǎn)，是制備透明陶瓷的理想材料。摻入Er3+和Yb3+的Y2O3:Er3+,Yb3+透明陶瓷具有良好的上轉(zhuǎn)換和近紅外發(fā)光性能，無論是作為透明陶

2、瓷材料，還是其具有的近紅外和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，Y2O3:Er3+,Yb3+透明陶瓷都有廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值。
　　本文采用共沉淀法，以氨水為沉淀劑制備了Y2O3:Er3+,Yb3+粉體，并采用所制備的粉體制備了Y2O3:Er3+,Yb3+透明陶瓷，對粉體和陶瓷進(jìn)行了包括TG-DTA、XRD、SEM、TEM、發(fā)光性能和透過率在內(nèi)的一系列測試與分析。TG-DTA分析顯示，Y2O3:Er3+,Yb3+前驅(qū)體失重主要在800℃以前，800℃

3、以后開始形成Y2O3晶相。隨著煅燒溫度升高，粉體分散度明顯變好，晶粒尺寸增加，在900℃、1000℃、1100℃和1200℃下煅燒3h的粉體晶粒尺寸分別約為30nm、50nm、100nm和150nm。Y2O3:Er3+,Yb3+粉體在980nm光的激發(fā)下有著明顯的上轉(zhuǎn)換和近紅外發(fā)光，其中上轉(zhuǎn)換以綠光和紅光為主，綠光波長在550nm和560nm，紅光波長為660nm；近紅外發(fā)光波長為1535nm。煅燒溫度和稀土離子摻雜濃度及比例對粉體的發(fā)

4、光性能有明顯影響，Yb3+濃度不變時(shí)，Er3+的猝滅濃度為2mol％；當(dāng)Er3+濃度為2mol%，Yb3+為3mol%時(shí)綠光和近紅外發(fā)光最強(qiáng)；Yb3+為12mol%時(shí)，綠光和近紅外發(fā)光減弱，紅光發(fā)射最強(qiáng)。燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間對透明陶瓷光學(xué)透過率有明顯影響，在1600℃、1700℃、1800℃下燒結(jié)15h的透明陶瓷最高透過率分別為12.9%、20.1%和30.3%；在1800℃燒結(jié)時(shí)間分別為5h、8h、12h和15h時(shí)，陶瓷的最高透過率分別