1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1稀土资源利用和稀土离子发光材料

在元素周期表中，通常将从镧（la）到镥（lu）的15种镧系化学元素及钇(y)和钪(sc)共17种元素合在一起称为稀土元素。其中，镧系稀土元素具有独特的[xe4fⁿ5d^m6s²]型电子排布，因此它们具备特殊的磁、光、电性能，在高新技术领域应用广泛。譬如，在冶金行业中可被用于合金物理化学性能的改善；在化工行业中可被用于活性高、选择性好和抗重金属中毒能力强的分子筛催化剂的合成。近年来，新型稀土发光材料在显示和光电子领域也有十分重要的应用，譬如，白光led用的荧光材料^[1]、固体激光材料等。

然而，随着各行业对稀土需求的日益增加，稀土资源在开发利用中的环境问题日渐凸显。稀土矿产的开发会严重破坏地表植被，并不可避免产生大量尾矿，造成潜在的自然环境风险。在《中国稀土状况和政策》白皮书的数据显示世界稀土储量1.3亿吨，中国约占比23%，虽然中国稀土资源比较丰富，但中国承担了世界90%以上的市场供应。目前，中国资稀土源储量占比在逐年下降，而每年稀土在国内的现状却是低端领域的过度消费，稀土的价值应该在更高技术含量、高附加值的产业体现。为了解决这些问题，就行业可持续发展、资源节约、环境友好等方面考虑，我们希望在保留稀土优异的发光性能同时，深入发光材料的研究，寻找可替代稀土的材料。

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casg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sn² 离子掺杂玻璃的发光强度，与sn掺杂浓度有一定的依赖关系。适当的sn² 中心浓度能实现其发光效率的最优，但过高的sn掺杂浓度会导致sn² 离子发光中心淬灭。基于新近发现的si₃n₄还原效应，本课题拟通过研究激活剂sno掺杂浓度和还原剂si₃n₄添加量对发光性质和物化性能的影响，获得较优的sno掺杂浓度和si₃n₄添加量；通过优化玻璃中sn² 中心的有效浓度，进一步提升玻璃的发光效率；并归纳总结新型sn² 离子激活硅酸盐荧光玻璃中发光性质随组成的演变规律，讨论其优化方法，以加深对玻璃中相关发光中心间协同作用的理解。

设计内容：

1、文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；

3. 研究计划与安排

第1－3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4－8周：按照设计方案，制备亚锡离子激活硅酸盐玻璃的方法和掌握调节玻璃组成的方法。

第9－11周：采用dsc、硬度仪、密度仪、吸收光谱、pl/ple、荧光寿命等测试技术对玻璃的物化性质和光学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].梁晓峦，白光用稀土离子过渡金属离子掺杂发光玻璃的制备及性能研究[d].华东理工大学，2010年

[2].袁野，过渡金属掺杂白光玻璃的制备及性能研究[d]. 南京邮电大学，2017年.

[3].吕天帅，白光led用ce³ /sn² /cu 离子激活的硅硼基氧化物玻璃的光致发光性质及机理研究[d].昆明理工大学，2015年.