氧化锌基闪烁玻璃的制备与性能

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本工作制备了一系列以ZnO为发光中心的硅酸盐闪烁玻璃。通过紫外-可见吸收光谱、激发发射荧光光谱、荧光衰减和X-射线衍射(XRD)分析等对样品的性能进行了表征。结果表明,氟离子(F-1)的引入改变了ZnO在玻璃中的发光性能,使得ZnO在玻璃中的发光峰位更靠近ZnO本体材料的近带边激子发射峰。通过对含氟闪烁玻璃的热处理进一步提高了ZnO在紫外区的发光强度。低温发光光谱表明,热处理有助于稳定ZnO在玻璃中的发光性能。荧光衰减测试则显示,经过热处理后来源于近带边激子发射的纳秒级快速衰减比例大幅度提高,表明热处理使得激子发光的比例大量增加。在玻璃基质中引入抗辐照稳定剂CeO2和TiO2等可有效提高闪烁玻璃的抗辐射性能,通过比较辐照前后透过率的变化和样品的辐照诱导吸收系数RIAC曲线,分析了各样品的抗辐照性能。 此外,本工作还进行了ZnO掺杂多孔玻璃的尝试。利用分相法制备了纳米孔径多孔玻璃,并用含Zn2+溶液浸泡并煅烧后制备得到ZnO掺杂多孔玻璃。利用全自动压汞仪测试了多孔玻璃的孔尺寸分布和气孔率等参数。通过对多孔玻璃和ZnO掺杂多孔玻璃的发光性能比较,发现掺入高浓度Zn2+并经高温煅烧后的样品在390 nm处的发光强度显著增加。利用X-射线光电子能谱(XPS)对高浓度ZnO掺杂多孔玻璃进行了表征,结果表明,掺入的ZnO与多孔SiO2基质形成了Zn-O-Si键。
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