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掺杂Sm3+的锂锌铝硼酸盐玻璃的物理、结构和光学性质
摘要： 采用传统熔融淬冷法制备了组成为15ZnF2–12Li2CO3–10BaO–8Al2O3–(55-x)B2O3–xSm2O3（x=0.1、0.3、0.5、0.7和1.1 mol%）的Sm3+掺杂锂锌铝硼酸盐玻璃，并对其光学、物理、结构、力学及发光性能进行了研究。UV-Vis-NIR吸收光谱显示该玻璃基质中钐离子存在所有可能的跃迁。所有玻璃样品的带隙值均高于3 eV，证实其绝缘特性。通过阿基米德定律测得的密度随钐浓度增加而升高。摩尔体积随钐含量增加表明，网络修饰剂钐离子产生的非桥氧数量增多导致玻璃网络扩展。扫描电镜(SEM)图像显示合成玻璃表面光滑。X射线衍射(XRD)技术验证了玻璃的非晶态特性。Makishima和Mackenzie理论模型对杨氏模量、剪切模量、体积模量和泊松比等弹性常数给出了合理近似值。在50、100、300、500、1000克力机械载荷下测得的高维氏硬度值证明了玻璃的稳定性。发射光谱显示在401 nm处6H5/2→4P3/2跃迁激发下，598 nm处存在显著的4G5/2→6H7/2跃迁。当Sm2O3添加量超过0.3 mol%时出现发光猝灭效应。色坐标(x,y)聚集在橙红色区域，使这些Sm3+掺杂锂锌铝硼酸盐玻璃成为LED和固态激光器的理想候选材料。
关键词： X射线衍射、光致发光、钐、维氏硬度、辐射屏蔽、牧岛和麦肯齐、稀土
更新于2025-11-21 11:18:25
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钠铝硼硅酸盐玻璃的弹性、硬度和断裂韧性
摘要： 由于对具有更优力学性能的氧化物玻璃需求日益增长，我们需要加深对这些脆性材料中成分-结构-力学性能关系的理解。目前，杨氏模量等部分性能在很大程度上可根据化学成分预测，而其他性能（尤其是与断裂相关的性能）通常通过试错法优化。本研究以固定苏打含量的四元系Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃为对象，通过研究二十种玻璃的力学性能来探索不同结构域。采用超声回波法测定弹性模量和泊松比，维氏压痕法测定硬度，并运用单边预裂纹梁(SEPB)法测算部分目标成分的断裂韧性(KIc)。维氏硬度和杨氏模量的成分演变趋势与基于键约束密度和强度模型的预测结果高度吻合。虽然偏差较大，但基于假定参与断裂过程的键强度模型也能总体预测KIc的成分变化趋势。
关键词： 维氏硬度、断裂韧性、玻璃性能、弹性模量、裂纹路径
更新于2025-09-23 15:22:29
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非线性光学P-二甲氨基苯甲醛晶体的生长及其在光子器件应用中的研究
摘要： 对二甲氨基苯甲醛（p-DMAB）是一种具有非线性光学（NLO）特性的知名芳香族化合物，在光电子学、光子学等多个应用领域具有重要价值。本研究采用恒温浴慢蒸发法在室温条件下成功培育出p-DMAB单晶，所得晶体尺寸良好且具有透明外观。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、元素分析、紫外光谱（UV）、二次谐波发生（SHG）、光学限幅特性、光致发光（PL）、维氏硬度测试及扫描电镜（SEM）等技术对晶体进行了全面表征：单晶XRD揭示了晶体结构信息，粉末XRD证实材料呈结晶态；FTIR光谱解析了化合物中的特征官能团；CHN元素分析验证了碳氢氮元素的组成比例；紫外可见研究表明材料在整个可见光区具有宽透光窗口，实测折射率排序表明其适用于抗反射涂层器件；优异的线性极化率、磁化率和光学电导数据佐证了其在光学器件制造中的应用潜力；宽光学带隙反映了材料的介电特性；二次谐波测试显示其效率达参比材料KDP的2.03倍，绿色发光现象表明该材料可用于开发绿蓝激光器；光学限幅特性测试证实其适合制备光学限幅器件；PL研究中的分立能级印证了晶体的高纯度；维氏显微硬度测试表明材料硬度、屈服强度和刚度均有所提升；不同放大倍数下的SEM图像显示晶体具有光滑形貌。
关键词： 傅里叶变换红外光谱、晶体生长、扫描电子显微镜、X射线衍射、维氏硬度、CTB法
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过优化盖板玻璃的荧光下转换提升太阳能电池效率
摘要： 本研究提出了一种通过发光下转换机制提高太阳能电池效率的新方法。采用多功能场辅助固态离子扩散技术，在不同实验条件下将金金属离子扩散至商用钠钙硅酸盐玻璃中。部分样品经纳秒激光辐照，使扩散离子聚集成二聚体和三聚体以增强其发光特性。通过傅里叶变换红外光谱分析了玻璃基质的结构改性情况，并分别进行光学吸收与发光测量来验证纳米团簇的共振等离子体吸收特性及样品作为发光下转换材料的适用性。在紫外激发波长（260和340 nm）下，掺杂样品相比未掺杂样品实现了太阳光谱的下转换。此外，与未辐照样品相比，纳秒激光辐照显著提升了掺杂样品的发光强度。通过测量覆盖处理盖板玻璃的硅太阳能电池在太阳模拟器照射下的输出功率，测试了这些样品的实际性能。最后采用维氏显微压痕法证实离子扩散同时提高了玻璃硬度。
关键词： 维氏硬度、离子扩散、功率转换效率、太阳能电池盖板玻璃、发光下转换、纳秒激光辐照
更新于2025-09-12 10:27:22