氧化锗对亚铜离子激活硅酸盐玻璃发光性质影响的研究开题报告

全文总字数：5847字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1稀土资源的利用及中国稀土资源现状

稀土就是化学元素周期表中镧系元素--镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钇(y)和钪(sc)共17种元素，称为稀土元素。稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。常用的氯化物体系为kcl-recl3他们在工农业生产和科研中有广泛的用途，在钢铁、铸铁和合金中加入少量稀土能大大改善性能。用稀土制得的磁性材料其磁性极强，用途广泛。在化学工业中广泛用作催化剂。

稀土是宝贵且不可再生的战略性资源，是许多高科技产品不可或缺的原材料。稀土在工业、高科技领域有着极其重要的地位,作为不可再生的重要战略资源,其不可替代性和稀缺性被誉为“工业维生素”。我国稀土储量丰厚,质量上乘,价格低廉使得我国成为世界上最大的稀土资源开采国和出口国。但长期以来,环境污染、资源浪费、价格畸低、非法开采等问题严重阻碍了我国稀土资源的合理利用。

2. 研究的基本内容与方案

本课题拟选择化学稳定性优良的硅酸盐体系玻璃作为母体玻璃，采用熔融-淬冷法制备荧光玻璃。通过调研，发现亚铜离子掺杂玻璃的发光强度，与铜掺杂浓度有一定的依赖关系。适当的亚铜离子中心浓度能实现其发光效率的最优，但过高的铜掺杂浓度会导致亚铜离子发光中心淬灭。并利用新近发现的si3n4还原效应，通过优化玻璃中亚铜离子中心的有效浓度，进一步提升玻璃的发光效率以提高玻璃中的cu 中心浓度，进一步增强其发光效率。并通过研究“混合网络形成体效应”、对发光性质和物化性能的影响，获得基于上述思路的新型cu 激活硅酸盐荧光玻璃发光性质随组成的演变规律和优化方法，并加深对cu 激活中心的在紫外光激发下的可见发光机理的理解。

设计的主要内容：

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系，确定技术方案，并完成开题报告。

第5－8周：按照设计方案，制备亚铜离子激活硅酸盐玻璃的方法，并获得各体系中较优的氧化锗含量。

第9－16周：采用dsc、硬度仪、密度仪、分光光度计和荧光分光光度计等测试技术对玻璃的玻璃转变温度t_g、密度、显微硬度等物化性质和透过率、pl和ple光谱等光学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] jiménez j a. absorption spectroscopy analysis of calcium–phosphate glasses highly doped with monovalent copper[j]. chemphyschem, 2016, 17.

[2] gómez s, urra i , valiente r , et al. spectroscopic study of cu² /cu doubly doped and highly transmitting glasses for solar spectral transformation[j]. solar energy materials solar cells, 2011, 95(8):2018-2022.

[3] jiménez j a. emission properties and temperature dependence of cu luminescence in the cao–caf₂–p₂o₅ ternary glass system co-doped with cuo and sno[j]. journal of physics and chemistry of solids, 2015, 85:212-217.