CaF2微晶玻璃的一步法制备及Eu3+离子探针特性

摘要 以组成为n(SiO2): n(Al2O3): n(CaO): n(CaF2): n(NaF): n(B2O3)=40: 20: 10: 10: 15: 5的微晶发光玻璃为基质, 采用一步析晶法制备了CaF2析晶相. 利用X射线衍射仪(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), X射线能量散射谱仪(EDS)和荧光分光光度计等对样品结构、组成及光谱性能进行分析, 探讨了Eu3+掺杂浓度和析晶温度对微晶玻璃发光性能的影响. 实验结果表明, 在850℃下处理可获得分布均匀、粒径尺寸为200 nm的CaF2析晶相, 微晶玻璃的发光强度是基质玻璃的1.7倍. 微晶玻璃的发射光谱在590, 614, 652和700 nm出现发射峰, 分别对应Eu3+的 5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁. 通过对 5D0-7F1和 5D0-7F2跃迁强度的分析以及Judd-Ofelt理论参数Ω2值的计算可知Eu3+周围晶体场在析晶前后对称性发生变化. 机理分析表明, 析晶处理后Eu3+从高声子能量的Si-O环境进入低声子能量的Ca-F环境中, 说明Eu3+可作为荧光探针研究微晶玻璃晶体结构的变化